金属毛坯的热成型

1、第四章第四章 金属毛坯的热成型金属毛坯的热成型【主要内容】1铸造 (1)砂型铸造 (2)合金的铸造性能 (3)铸造工艺设计 (4)铸件的结构工艺性 (B)特种铸造工艺 2锻造 (1)金属的塑性变形 (2)锻造工艺 (3)自由锻造 (4)模锻 (5)冲压 (6)锻造的结构工艺性第四章第四章 金属毛坯的热成型金属毛坯的热成型3焊接 (1)焊接的实质及其焊接方法分类 (2)焊条电弧焊 (3)其他焊接方法 (4)常用金属材料的焊接 (5)焊接结构工艺性 (6)常见的焊接缺陷及原因4机械零件毛坯的选择 (1)机械零件毛坯的类型及其制造方法的比较 (2)选择毛坯类型及其制造方法的原则 (3)常用机械零件毛

2、坯的类型及其制造方法第四章第四章 金属毛坯的热成型金属毛坯的热成型【考核内容】1铸造2锻压3焊接4机械零件毛坯的选择【考核要求】1了解铸造，锻造，焊接的目的。2理解砂型铸造，金属的朔性变形，焊条电弧焊的原理。3掌握常用金属材料的铸造、锻造和焊接的基本工艺。第四章第四章 金属毛坯的热成型金属毛坯的热成型4.1 铸铸 造造铸造：将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法，称为铸造。铸造特点 (1)可制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯，如箱体、气缸体等。 (2)适应范围广。 (3)铸造可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设备费用较低。第四章第四

3、章 金属毛坯的热成型金属毛坯的热成型4.1 铸铸 造造铸造不足 (1)力学性能不及锻件一般不宜用作承受较大交变、冲击载荷零件。 (2)质量不稳定，易出现废品。 (3)铸造生产环境条件差最基本的工艺方法是砂型铸造，还有多种特种铸造方法，如熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等。4.1.1砂型铸造 1.砂型铸造的生产过程（P46，图4-1） 设计制造模样和芯盒制备型砂和芯砂用模样制造型砂把烘干的型芯装入砂型并合型；熔炼合金并将金属液浇注入铸型落砂清理 2.造型材料 指制造铸型（芯）用的材料，包括原砂、粘结剂和各种附加物。 造型材料应该具有良好的耐火度、强度、透气性、可塑性和退让性等综合性能4.

4、1.1砂型铸造 2.造型材料 粘结剂的作用是粘结砂粒，使型（芯）砂具有一定的强度和可塑性。 常用的粘结剂有粘土、膨润土、桐油、水玻璃等。还可用树脂、合成树脂等作为粘结剂，以提高强度和退让性，清理也比较方便。 附加物的作用是为了改善型砂的耐火度、强度、透气性、可塑性和退让等。主要有煤粉、木屑、水玻璃等。 水玻璃为硅酸钠溶液状态，南方多称水玻璃，北方多称泡花碱。以水为分散剂的体系中为无色、略带色的透明或半透明粘稠状液体。 3.造型 3.造型 1）整模造型（P47，图4-2） 2）分模造型（P47，48，图4-3，4-4，4-5） 3）挖砂造型（P48，图4-6） 4）活块造型（P48，图4-7）

5、二、机器造型 1.1.铸铁的铸造性能铸铁的铸造性能 1 1）灰铸铁）灰铸铁 碳含量接近共晶成分，熔碳含量接近共晶成分，熔点低，流动性好，可以浇点低，流动性好，可以浇注出形状复杂和壁厚较小注出形状复杂和壁厚较小的铸件。在各类铸铁中，的铸件。在各类铸铁中，灰铸铁的铸造性能最好。灰铸铁的铸造性能最好。 2 2）球墨铸铁）球墨铸铁 碳含量接近共晶成分，但碳含量接近共晶成分，但其流动性比灰铸铁差，易其流动性比灰铸铁差，易产生浇不足、冷隔等缺陷产生浇不足、冷隔等缺陷。 2.2.碳钢的铸造性能碳钢的铸造性能 铸造碳钢的熔点高，钢液过热度比铸铁小，浇铸时金属液铸造碳钢的熔点高，钢液过热度比铸铁小，浇铸时金属液

6、流动时间短，所以流动性差。容易粘砂。流动时间短，所以流动性差。容易粘砂。 3.3.铝合金的铸造性能铝合金的铸造性能 铝硅合金是应用最广泛的铸造铝合金，成分接近共晶成分铝硅合金是应用最广泛的铸造铝合金，成分接近共晶成分。铸造性能好，但液态铝合金极易氧化、吸气，所以其熔。铸造性能好，但液态铝合金极易氧化、吸气，所以其熔炼要求高。炼要求高。 4.4.铜合金的铸造性能铜合金的铸造性能 铸造黄铜和铝青铜的结晶温度范围小，流动性较好，但容铸造黄铜和铝青铜的结晶温度范围小，流动性较好，但容易形成集中缩孔，必须设计较大的冒口进行充分补缩。铸易形成集中缩孔，必须设计较大的冒口进行充分补缩。铸造锡青铜的结晶温度范

7、围很大，流动性较差。收缩时容易造锡青铜的结晶温度范围很大，流动性较差。收缩时容易形成分散度很大的缩孔。形成分散度很大的缩孔。 铸件的工艺设计包括：浇铸位置的选择、分型面的选择、铸件的工艺设计包括：浇铸位置的选择、分型面的选择、工艺参数的确定和绘制制造工艺图。工艺参数的确定和绘制制造工艺图。 铸件的大平面应朝下 型砂受高温急剧膨胀，强度下降而拱起或开裂。易使铸件表面产生缺陷，夹渣等，故大平面应处于下部。 为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔缺陷。应将面积较大的薄壁部分置于下部或使其处于垂直或倾斜位置。如图 对容易产生缩孔的铸件，应使厚的部分放在铸型的上部或侧面以便在铸件厚壁处直接安置冒口，实现定向

8、（顺序）凝固。 二、铸型分型面的选择原则 应使造型工艺简化，如尽量使分型面平直，数量少，避免不必要的活块和型芯。 尽量使铸件全部或大部分置于同一砂箱，以保证铸件的精度。 为便于制造、下芯、合箱和检验铸件的壁厚，应尽量使型腔及主要型芯位于下箱。但型腔不宜过深，尽量避免使用大吊砂。 三、工艺参数的选择 合理设计铸件的壁厚 最小壁厚 壁厚参考值 铸件的壁厚应尽可能均匀 * 壁厚差别过大： 温差过大，冷却速度过大，热应力较大，则易产生裂纹。 且较厚处易产生缩孔、缩松。 * 同时凝固可免热应力，顺序凝固可补缩，跟实际情况选取。 铸件壁厚的联接 铸件的结构圆角：转角处应有结构圆角。 避免锐角联接。 厚壁、

9、薄壁间联接要逐步过渡。 拔模斜度 4.1.4 4.1.4 特种铸造特种铸造 是指砂型铸造以外的期货铸造方法。为了生产出更加精确、性能更好、成本更低的铸件。 常用的特种铸造方法有熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造。熔模铸造就用易熔材料，如蜡料或塑料制成精确的模样，在模样上包覆若干层耐火涂料，制成型壳，熔出模样，经高温焙烧后，将金属液浇入型壳以获得铸件的方法。4.1.4 4.1.4 特种铸造特种铸造 是指砂型铸造以外的期货铸造方法。为了生产出更加精确、性能更好、成本更低的铸件。 常用的特种铸造方法有熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造。熔模铸造就是用易熔材料，如蜡料或塑料制成精确的模样，

10、在模样上包覆若干层耐火涂料，制成型壳，熔出模样，经高温焙烧后，将金属液浇入型壳以获得铸件的方法。金属型铸造 是在重力下将液态金属注入金属制成的铸型中，以获得铸件的方法 优点与不足 （1）铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定; （2）铸件的工艺收得率高，液体金属耗量减少，一般可节约1530%； （3）不用砂或者少用砂，一般可节约造型材料80100% 此外，金属型铸造的生产效率高；使铸件产生缺陷的原因减少；工序简单，易实现机械化和自动化。压力铸造 是在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型（压铸模具）型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。优点与不足（1）产品质

11、量好、铸件尺寸精度高（2）可压铸出形状复杂、轮廓清晰的铸件（3）铸件强度高（4）生产效率高（5）便于采用镶嵌法缺点：（1）压铸设备投资大，制造压型费用高、周期长（2）压铸高熔点合金（如钢、铸铁）时压型寿命低，内腔复 杂件也难以适应（3）铸件内部常有小孔，影响铸件的内部质量（4）压铸件不能进行热处理，也不宜在高温下工作离心铸造 是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液在离心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和方法。根据铸型旋转轴线的空间位置，常见的离心铸造可分为卧式离心铸造和立式离心铸造。 优点： 几乎不存在浇注系统和冒口系统的金属消耗，提高工艺出品率；生产中空铸件时可不用型芯，故在生产长管形

12、铸件时可大幅度地改善金属充型能力，降低铸件壁厚对长度或直径的比值，简化套筒和管类铸件的生产过程；铸件致密度高，气孔、夹渣等缺陷少，力学性能高；便于制造筒、套类复合金属铸件，如钢背铜套、双金属轧辊等；成形铸件时，可借离心力提高金属的充型能力，故可生产薄壁铸件。离心铸造 缺点： 用于生产异形铸件时有一定的局限性。铸件内孔直径不准确，内孔表面比较粗糙，质量较差，加工余量大；铸件易产生比重偏析，因此不适合于合金易产生比重偏析的铸件(如铅青铜)，尤其不适合于铸造杂质比重大于金属液的合金。4.2 锻压 锻压属于金属塑性加工的范畴，是锻造和冲压的合称，是利用锻压机械的锤头、砧块、冲头或通过模具对坯料施加压力

13、，使之产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的制件的成形加工方法。 锻压主要包括锻造、冲压、轧制、挤压和拉拨等。在锻造加工中，坯料整体发生明显的塑性变形，有较大量的塑性流动；在冲压加工中，坯料主要通过改变各部位面积的空间位置而成形，其内部不出现较大距离的塑性流动。锻压主要用于加工金属制件，也可用于加工某些非金属，如工程塑料、橡胶、陶瓷坯、砖坯以及复合材料的成形等。弹性变形弹性变形 在外力作用下，材料内部产生应力，应力迫使原子离在外力作用下，材料内部产生应力，应力迫使原子离开原来的平衡位置，改变了原子间的距离，使金属发生变开原来的平衡位置，改变了原子间的距离，使金属发生变 形。并引起原子位能的增高

14、，但原子有返回低位能的倾向。形。并引起原子位能的增高，但原子有返回低位能的倾向。当外力停止作用后，应力消失，变形也随之消失。当外力停止作用后，应力消失，变形也随之消失。 4.2.14.2.1金属的塑性变形金属的塑性变形塑性变形塑性变形 内应力超过金属的屈服点后，外力停止作用后，金属的内应力超过金属的屈服点后，外力停止作用后，金属的 变形并不完全消失。变形并不完全消失。滑移面滑移面 在切向应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分，沿在切向应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分，沿 着一定的晶面产生相对滑移，该面称为滑移面。着一定的晶面产生相对滑移，该面称为滑移面。位错运动引起塑性变形位错运动引起塑

15、性变形 近代物理学证明，晶体不是在滑移面上，原子并不是整体近代物理学证明，晶体不是在滑移面上，原子并不是整体 的刚性运动而是以位错引起金属塑性变形。的刚性运动而是以位错引起金属塑性变形。 位错：沿滑移面旧原子对破坏，新原子对形成，位错：沿滑移面旧原子对破坏，新原子对形成， 金属在常温下经塑性变形后，内部组织将发生变化。金属在常温下经塑性变形后，内部组织将发生变化。 晶粒沿最大变形的方向伸长；晶粒沿最大变形的方向伸长； 晶格与晶粒发生扭曲，产生内应力；晶格与晶粒发生扭曲，产生内应力； 晶粒产生碎晶。晶粒产生碎晶。 加工硬化加工硬化( (如图如图) ) 现象：强度、硬度现象：强度、硬度 上升，上升

16、， 而塑性、韧而塑性、韧 性下降。性下降。 原因：滑移面附近的原因：滑移面附近的 晶粒碎晶块，晶粒碎晶块， 晶格扭曲畸变，晶格扭曲畸变， 增大滑移阻力，增大滑移阻力， 使滑移难以使滑移难以 进行。进行。 回复与再结晶回复与再结晶 回复：回复： 加工硬化是一种不稳定的现象，具有自发恢复到稳定加工硬化是一种不稳定的现象，具有自发恢复到稳定 状态的倾向。室温下不易实现。当提高温度时，原子状态的倾向。室温下不易实现。当提高温度时，原子 获得热能，热运动加剧，当加热温度获得热能，热运动加剧，当加热温度T T回回( (用用K K氏温标氏温标) ) T T回回= =（0.250.250.30.3）T T熔熔

17、 使原子回复到正常排列，消除了晶格扭曲，使加工硬使原子回复到正常排列，消除了晶格扭曲，使加工硬 化得到部分消除。化得到部分消除。 再结晶：再结晶： 当加热温度当加热温度T T再再： T T再再=0.4T=0.4T熔熔 原子获得更多热能，开始的某些碎晶或杂质为核原子获得更多热能，开始的某些碎晶或杂质为核心构成新晶粒，因为是通过形核和晶核长大方式心构成新晶粒，因为是通过形核和晶核长大方式进行的，故称再结晶。进行的，故称再结晶。 再结晶后清除了全部加工硬化。再结晶后清除了全部加工硬化。 再结晶后晶格类型不变，只改变晶粒外形。再结晶后晶格类型不变，只改变晶粒外形。加工硬化的利用、消除加工硬化的利用、消

18、除 利用利用：冷加工后使材料强度：冷加工后使材料强度硬度硬度。如冷拉。如冷拉 钢，不能热处理强化的金属材料。钢，不能热处理强化的金属材料。 消除消除：再结晶退火（：再结晶退火（P29P29）650650750750 冷变形和热变形冷变形和热变形 冷变形冷变形 在再结晶温度以下的变形；在再结晶温度以下的变形； 冷变形后金属强度、硬度较高，低粗糙度值。但冷变形后金属强度、硬度较高，低粗糙度值。但 变形程度不宜过大，否则易裂。变形程度不宜过大，否则易裂。 热变形热变形 再结晶温度以上变形。再结晶温度以上变形。 变形具有强化作用，再结晶具有强化消除作用。在热变变形具有强化作用，再结晶具有强化消除作用。

19、在热变 形时无加工硬化痕迹。形时无加工硬化痕迹。 金属压力加工大多属热变形，具有再结晶组织。金属压力加工大多属热变形，具有再结晶组织。 热加工后组织性能变化：热加工后组织性能变化： 粗大晶粒被击碎成细晶粒组织，改善了机械性能。粗大晶粒被击碎成细晶粒组织，改善了机械性能。 铸态组织中的疏松、气孔经热塑变形后被压实或焊合。铸态组织中的疏松、气孔经热塑变形后被压实或焊合。 晶粒被拉长，非金属杂物被击碎，沿被拉长的晶粒界晶粒被拉长，非金属杂物被击碎，沿被拉长的晶粒界 分布，形成纤维组织（流线）分布，形成纤维组织（流线）。 金属的可锻性：金属的可锻性：材料经受压力加工时获得优质制品难材料经受压力加工时获

20、得优质制品难 易程度的工艺性能。易程度的工艺性能。可锻性的衡量：可锻性的衡量：塑性（断面收缩率塑性（断面收缩率，伸长率，伸长率），）， 变形抗力。塑性好，变形抗力小则可锻性好。变形抗力。塑性好，变形抗力小则可锻性好。可锻性取决于：可锻性取决于：金属本质和加工条件。金属本质和加工条件。金属的本质金属的本质 化学成分的影响化学成分的影响 纯金属的可锻性比合金好；有些元素可使可锻性纯金属的可锻性比合金好；有些元素可使可锻性显著下降（如铬，钨，钒等）。钢的含碳量越低，显著下降（如铬，钨，钒等）。钢的含碳量越低，可锻性越好，可锻性越好， 金属组织的影响金属组织的影响 组织不同，可锻性有很大差异：组织不同

21、，可锻性有很大差异： 纯金属、固溶体（如奥氏体）可锻性好；纯金属、固溶体（如奥氏体）可锻性好； 碳化物可锻性差；碳化物可锻性差； 铸态柱状组织和粗晶粒不如晶粒细小均匀铸态柱状组织和粗晶粒不如晶粒细小均匀。 加工条件加工条件 一般指金属的变形温度、变形速度、变形方式等一般指金属的变形温度、变形速度、变形方式等。 变形温度的影响变形温度的影响 温度温度原子的运动能力原子的运动能力容易滑移容易滑移塑性塑性 变形抗力变形抗力可锻性改善可锻性改善. . 过热：过热：超过一定温度，晶粒急剧长大，锻造性能超过一定温度，晶粒急剧长大，锻造性能， 机械性能机械性能。已过热工件可通过锻造，控制冷。已过热工件可通过

22、锻造，控制冷 却速度，热处理，使晶粒细化。却速度，热处理，使晶粒细化。 过烧：过烧：接近材料熔化温度，晶间的低熔点物质开始熔接近材料熔化温度，晶间的低熔点物质开始熔 化，且晶界上形成氧化层。金属失去锻造性化，且晶界上形成氧化层。金属失去锻造性 能，一击便碎，无法挽回。能，一击便碎，无法挽回。 锻造温度：锻造温度： 始锻温度：始锻温度：碳钢比碳钢比AEAE线低线低200C200C左右左右 终锻温度终锻温度：800C800C过低难于锻造过低难于锻造 ，若，若 强行锻造，将导致锻件破裂强行锻造，将导致锻件破裂 报废。报废。变形速度的影响变形速度的影响 变形速度变形速度-单位时间的变形程度单位时间的变

23、形程度 变形速度变形速度u =d/dt u =d/dt 变形程度变形程度 变形速度变形速度u u 变形方式的影响变形方式的影响4.2.34.2.3自由锻自由锻 自由锻是利用冲击力或压力使金属在上、下两个抵铁之间自由锻是利用冲击力或压力使金属在上、下两个抵铁之间变形。从而获得所需形状及尺寸的锻件。在重型机械中，自由变形。从而获得所需形状及尺寸的锻件。在重型机械中，自由锻是生产大型锻件和特大型锻件唯一成型的方法。锻是生产大型锻件和特大型锻件唯一成型的方法。 金属沿变形方向可以自由流动，不受限制。金属沿变形方向可以自由流动，不受限制。 自由锻设备：自由锻设备： 锻锤锻锤 依靠冲击力使金属变形，只能锻

24、造中小锻件。依靠冲击力使金属变形，只能锻造中小锻件。 液压机：液压机： 依靠静压力使金属变形，可加工大型锻件。其依靠静压力使金属变形，可加工大型锻件。其 中水压机可产生很大作用力，是重型机械厂锻中水压机可产生很大作用力，是重型机械厂锻 造生产的主要设备。造生产的主要设备。自由锻工序自由锻工序 基本工序基本工序 镦粗：适于饼块类，盘套类镦粗：适于饼块类，盘套类 拔长：适于轴类、杆类拔长：适于轴类、杆类 拔长：镦粗经常交替反复使用。拔长：镦粗经常交替反复使用。 有时一头镦粗，另一头拔长。有时一头镦粗，另一头拔长。 （通孔、盲孔）冲孔，常用方法：镦粗（通孔、盲孔）冲孔，常用方法：镦粗冲孔冲孔 镦粗镦

25、粗冲孔冲孔扩孔扩孔 弯曲：工件轴线产生一定曲率。弯曲：工件轴线产生一定曲率。 扭转：某一部分相对于另一部分转一定角度。扭转：某一部分相对于另一部分转一定角度。 错移：坯料的一部分相对于另一部分平移错移：坯料的一部分相对于另一部分平移 错开的工序，例如曲轴。错开的工序，例如曲轴。 切割：分割坯料，或去除锻件余量的工序。切割：分割坯料，或去除锻件余量的工序。 辅助工序：辅助工序： 在基本工序之前的预变形工序如压肩、压钳口等。在基本工序之前的预变形工序如压肩、压钳口等。 精整工序：精整工序： 完成基本工序之后，用以提高锻件尺寸和形状精度的工序。完成基本工序之后，用以提高锻件尺寸和形状精度的工序。 锻

26、件分类及基本工序方案锻件分类及基本工序方案4.2.4 4.2.4 模锻模锻 在压力或冲击力作用下，金属坯料在锻模模膛内在压力或冲击力作用下，金属坯料在锻模模膛内 变形，从而获得锻件的工艺方法。此法生产的锻件变形，从而获得锻件的工艺方法。此法生产的锻件 尺寸精确、加工余量较小，结构也可较复杂，生产尺寸精确、加工余量较小，结构也可较复杂，生产 率高。率高。 按使用设备不同分为：锤上模锻、胎模锻等。按使用设备不同分为：锤上模锻、胎模锻等。锤上模锻锤上模锻 锤上模锻所用设备为模锻锤。通常为蒸气锤上模锻所用设备为模锻锤。通常为蒸气- -空气空气 锤。对形状复杂锻件，先在制坯模膛内初步成锤。对形状复杂锻件

27、，先在制坯模膛内初步成 形，然后在模锻模膛内锻造。形，然后在模锻模膛内锻造。 2.2.胎模锻胎模锻 胎模锻是在自由锻设备上使用胎模生产模锻件的工艺胎模锻是在自由锻设备上使用胎模生产模锻件的工艺方法，方法， 一般采用自由锻方法制坯，然后在胎模中成型。一般采用自由锻方法制坯，然后在胎模中成型。 扣模扣模 图图3-22 3-22 筒模筒模 图图3-23 3-23 合膜合膜 图图3-243-24 4.2.5 4.2.5 冲压冲压 板料冲压是利用冲模使板料产生分离或变形，从板料冲压是利用冲模使板料产生分离或变形，从而获得毛坯或零件的压力加工方法。而获得毛坯或零件的压力加工方法。 板料冲压又板料冲压又叫冷

28、冲，但叫冷冲，但 8 810mm10mm时用热冲时用热冲 特点特点 ： (1)(1)可冲形状复杂的零件，且废料少。可冲形状复杂的零件，且废料少。(2)(2)高精度，低粗糙度，零件互换性好。高精度，低粗糙度，零件互换性好。 (3)(3)重量轻，耗材少，强度刚度较好。重量轻，耗材少，强度刚度较好。 (4)(4)操作简单，生产率高。操作简单，生产率高。 常用的材料常用的材料 ： 低碳钢、铜合金、铝合金等塑性好的材料。低碳钢、铜合金、铝合金等塑性好的材料。 常用设备常用设备 ： 剪床和冲床。剪床和冲床。 基本工序基本工序 ： 1 1、分离工序、分离工序 2 2、变形工序。、变形工序。 一、一、落料及冲

29、孔（统称冲裁）落料及冲孔（统称冲裁） 落料落料落下部分为成品。落下部分为成品。 冲孔冲孔落下部分为废品。落下部分为废品。 分离工序 修整修整沿外缘或内孔刮削一层金属。机理与切削相似，沿外缘或内孔刮削一层金属。机理与切削相似， 与冲裁不同。与冲裁不同。 精度精度IT6IT6IT7IT7，粗糙度，粗糙度Ra0.8Ra0.81.61.6。 修整量修整量 单边修整量一般为板厚单边修整量一般为板厚的的10%10%，小间隙冲裁件，小间隙冲裁件 为为的的8%8%修整量较多时，或板厚修整量较多时，或板厚3mm3mm，均需，均需 要多次修整。要多次修整。 模具间隙模具间隙单边取单边取0.0010.0010.01

30、 mm. 0.01 mm. 也可为负间隙。也可为负间隙。一、拉深一、拉深 1 1、拉深过程、拉深过程 底部金属一般不变性，只起传递拉力作用，厚底部金属一般不变性，只起传递拉力作用，厚度基本不变，坯料外径度基本不变，坯料外径D D与内径与内径d d之间的环形部分之间的环形部分金属切向受压应力的作用金属切向受压应力的作用, ,形成拉深件的直壁，形成拉深件的直壁，直壁的厚度有所减少。直壁的厚度有所减少。 变形工序 二、弯曲二、弯曲弯曲过程中，板料的内侧受压，外侧受拉，坯料弯曲过程中，板料的内侧受压，外侧受拉，坯料越厚，金属破裂内弯曲半径越厚，金属破裂内弯曲半径r r越小越易破裂。越小越易破裂。 弯曲

31、时尽量使弯曲线垂直于纤维，以免破裂。弯曲时尽量使弯曲线垂直于纤维，以免破裂。 弯曲后要回弹，一般回弹较为弯曲后要回弹，一般回弹较为 0 10，事先要注，事先要注意。意。三、翻边三、翻边 翻边翻边在带孔的平面料上用扩孔的办法获得凸缘的工序。在带孔的平面料上用扩孔的办法获得凸缘的工序。 凸缘高度较大时，可先拉深、后冲孔、再翻边。凸缘高度较大时，可先拉深、后冲孔、再翻边。四、成型四、成型 成型成型利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序 冲模是冲压生产中必不可少的工艺设备，冲压模具，是在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装

32、备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模） 根据工序组合程度分类根据工序组合程度分类 a.单工序模 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 b.复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。 c.级进模（也称连续模） 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。 d.传递模 综合了单工序模和级进模的特点，利用机械手传递系统，实现产品的模内快速传递，可以大大提高产品的生产效率，减低产品的生产成本，节俭材料成本，并且质量稳定可靠。焊接是通过加热或加压（或两者并用），焊接是通过加热

33、或加压（或两者并用），使两个分离的物体之间借助于内部原子之使两个分离的物体之间借助于内部原子之间的扩散与结合作用，连接成一个整体的间的扩散与结合作用，连接成一个整体的加工方法。属于永久性连接金属的方法加工方法。属于永久性连接金属的方法按照焊接过程本质的不同，可以分为熔化按照焊接过程本质的不同，可以分为熔化焊、压力焊、钎焊。焊、压力焊、钎焊。熔化焊：熔化焊：指焊接过程中，将焊接接头在高温等的作用下至熔化状态。由于被焊工件是紧密贴在一起的，在温度场、重力等的作用下，不加压力，两个工件熔化的融液会发生混合现象。待温度降低后，熔化部分凝结，两个工件就被牢固的焊在一起，完成焊接的方法。压力焊压力焊钎焊。

34、钎焊。压力焊：压力焊：将被焊金属接触部分加热至塑性状态或局部熔化状态，然后施加一定的压力，以使金属原子间相互结合形成牢固的焊接接头。如锻焊、接触焊、摩擦焊、气压焊、电阻焊、超声波焊等就是这种类型的压力焊方法钎焊：钎焊：是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。 利用焊条与工件间产生电弧热，将工件和焊条溶化而进行利用焊条与工件间产生电弧热，将工件和焊条溶化而进行焊接的方法。焊接的方法。 包括：手工电弧焊、埋弧焊和气体保护电弧焊。包括：手工电弧焊、埋弧焊和气体保护电弧焊。 焊条电弧焊的

35、焊接过程：焊条电弧焊的焊接过程： 电弧在工件和焊条之间燃烧，产生高温，电弧热使工件、电弧在工件和焊条之间燃烧，产生高温，电弧热使工件、焊芯同时熔化，形成熔池。同时药皮熔化和分解。焊芯同时熔化，形成熔池。同时药皮熔化和分解。 药皮熔化药皮熔化进入熔池发生反应进入熔池发生反应形成熔渣形成熔渣保护保护熔化金属。熔化金属。 药皮分解药皮分解C CO2,CO,H2O2,CO,H2等气体等气体围绕在电弧周围围绕在电弧周围保护熔化金属。保护熔化金属。 焊缝质量焊缝质量有很多因数决定，如母材金属和焊条质量、焊前有很多因数决定，如母材金属和焊条质量、焊前的清理程度、焊时电弧的稳定情况、焊接参数、焊接操作的清理程

36、度、焊时电弧的稳定情况、焊接参数、焊接操作技术、焊后冷却速度、以及焊后热处理等。技术、焊后冷却速度、以及焊后热处理等。 1.1.焊接电弧焊接电弧 是电极与工件之间气体介质中长时间的放电现象。是电极与工件之间气体介质中长时间的放电现象。一般情况下，电弧热量在阳极区产生的较多，约占总热量的一般情况下，电弧热量在阳极区产生的较多，约占总热量的43%43%，阴，阴极约极约36%36%，弧柱约，弧柱约21%21%。温度：用钢焊条焊钢材时温度：用钢焊条焊钢材时 阳极区阳极区2600K2600K 阴极区阴极区2400K2400K 电弧中心电弧中心60008000K60008000K使用直流电源焊接时有正接、

37、反接两种：使用直流电源焊接时有正接、反接两种： 正接：正极接工件正接：正极接工件工件温度可稍高一些。工件温度可稍高一些。 反接：负极接工件，工件温度可稍低一些。反接：负极接工件，工件温度可稍低一些。交流焊机、无正反接特点，温度均为交流焊机、无正反接特点，温度均为2500K2500K。 2.2.焊接设备焊接设备 焊机的空载电压就是焊接时引弧电压，一般为焊机的空载电压就是焊接时引弧电压，一般为505090V90V，电，电弧稳定燃烧时电压为电弧电压。电弧长度越大，电弧电压弧稳定燃烧时电压为电弧电压。电弧长度越大，电弧电压也越高，一般为也越高，一般为161635V35V。 3.3.焊条焊条 由焊芯与药

38、皮组成。由焊芯与药皮组成。1 1）焊芯）焊芯 起导电和填充焊缝作用，直径最小为起导电和填充焊缝作用，直径最小为1.61.6，最大为，最大为8 8。常用。常用3.253.25。2 2）焊条药皮）焊条药皮 主要作用：提高电弧稳定性；防止空气对熔化金属的有害主要作用：提高电弧稳定性；防止空气对熔化金属的有害 作作 用；对溶池脱氧，加入合金元素用；对溶池脱氧，加入合金元素，以保证焊，以保证焊 缝金属的化学成分和力学性能。缝金属的化学成分和力学性能。焊条选用原则焊条选用原则 选用焊条通常是根据焊件化学成分、力学性能、抗裂性选用焊条通常是根据焊件化学成分、力学性能、抗裂性、耐腐蚀性、以及耐高温性能等要求选

39、用相应的焊条种类。、耐腐蚀性、以及耐高温性能等要求选用相应的焊条种类。(1) (1) 低碳钢、普通低合金钢构件低碳钢、普通低合金钢构件 焊缝与母材等强度。焊缝与母材等强度。 注意：钢材按屈服强度定等级，结构钢焊条的等级是指注意：钢材按屈服强度定等级，结构钢焊条的等级是指焊缝金属抗拉强度最低保证值。焊缝金属抗拉强度最低保证值。(2) (2) 同一强度等级酸碱性焊条的选用同一强度等级酸碱性焊条的选用 碱性焊条：要求塑性好、冲击韧性高、抗裂性好、低温碱性焊条：要求塑性好、冲击韧性高、抗裂性好、低温性好。性好。 酸性焊条：受力不复杂，母材质量较好，尽量选用较便酸性焊条：受力不复杂，母材质量较好，尽量选

40、用较便宜的酸性焊条。宜的酸性焊条。(3) (3) 低碳钢与低合金钢焊接，按接头中强度较低者选焊条。低碳钢与低合金钢焊接，按接头中强度较低者选焊条。(4) (4) 铸钢易裂一般应选碱性，且采用适当工艺，如预热。铸钢易裂一般应选碱性，且采用适当工艺，如预热。(5) (5) 特殊性能要求钢，选相应焊条，以保证焊缝主要化学成分特殊性能要求钢，选相应焊条，以保证焊缝主要化学成分、性能与母材相同。、性能与母材相同。 1.1.接头接头(P61 (P61 ，图，图4-124-12） 有对接，角接、搭接和丁字接。有对接，角接、搭接和丁字接。 2.2.坡口形式坡口形式(P61 (P61 ，图，图4-134-13）

41、 3.3.焊缝位置焊缝位置(P62 (P62 ，图，图4-144-14） 4.4.焊接规范（焊条直径大小的选取）焊接规范（焊条直径大小的选取） 5.5.常见焊接缺陷及产生的原因（常见焊接缺陷及产生的原因（P62P62） 1.1.埋弧自动焊埋弧自动焊 称埋弧焊，是电弧在焊剂层下燃烧，用机械自动引燃电弧并进行控制，自动完成焊丝的送进和电弧移动的一种电弧焊方法 特点：焊接生产率高、焊接质量好、劳动条件好 2.2.气体保护焊气体保护焊 气体保护焊是利用气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为汽体保护电弧焊，简称气体保护焊 2.2.气体保护焊气体保护焊 气体保护焊是利用气体作为电弧介质并保护电弧和

42、焊接区的电弧焊称为汽体保护电弧焊，简称气体保护焊 1 1）氩弧焊）氩弧焊 是使用氩气作为保护气体的一种焊接技术。1又称氩气体保护焊。就是在电弧焊的周围通上氩气保护气体，将空气隔离在焊区之外，防止焊区的氧化。 2 2）CO2气体保护焊 二氧化碳气体保护焊是焊接方法中的一种，是以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方法。在应用方面操作简单，适合自动焊和全方位焊接。在焊接时不能有风，适合室内作业 3.3.气焊气焊 利用可燃气体与助燃气体混合燃烧生成的火焰为热源，熔化焊件和焊接材料使之达到原子间结合的一种焊接方法。 助燃气体主要为氧气，可燃气体主要采用乙炔、液化石油气等 特点： 1、设备简单、使用灵活； 2、对铸铁及某些有色金属的焊接有较好的适应性； 3、在电力供应不足的地方需要焊接时，气焊可以发挥更大的作用。4.4.钎焊钎焊 钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。1 1）软钎焊）