機(jī)械制造技術(shù)第03次課

1、前次課回顧前次課回顧第三節(jié)第三節(jié) 砂型鑄造工藝砂型鑄造工藝 3 3、鑄造工藝參數(shù)、鑄造工藝參數(shù)第四節(jié)第四節(jié) 特種鑄造特種鑄造1 1、熔模（失臘）鑄造、熔模（失臘）鑄造2 2、金屬型鑄造、金屬型鑄造3 3、壓力鑄造、壓力鑄造4 4、低壓鑄造、低壓鑄造5 5、離心鑄造、離心鑄造第五節(jié)第五節(jié) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 1、考慮砂型鑄造工藝的、考慮砂型鑄造工藝的 鑄件結(jié)構(gòu)鑄件結(jié)構(gòu)2 2、考慮合金鑄造性能的、考慮合金鑄造性能的 鑄件結(jié)構(gòu)鑄件結(jié)構(gòu) 第六節(jié)第六節(jié) 鑄造技術(shù)發(fā)展鑄造技術(shù)發(fā)展（自學(xué)）（自學(xué)）1 1、凝固態(tài)理論應(yīng)用、凝固態(tài)理論應(yīng)用2 2、鑄造工藝數(shù)值模擬、鑄造工藝數(shù)值模擬 六、主要鑄造方法的比較

2、六、主要鑄造方法的比較比較項(xiàng)目砂 型 鑄 造熔 模鑄 造金 屬 型鑄 造離 心鑄 造壓 力鑄 造低壓鑄造砂型金屬型鑄件材料各種鑄造合金各種鑄造合金，以鑄綱為主常用鑄造合金，以有色合金為主各種鑄造合金鑄造有色合金（鋁、鋅、鎂）常用鑄造合金鑄造有色合金鑄件大小幾乎不受限制中、小鑄件中、小鑄件大、中、小小鑄件大、中鑄件中、小鑄件復(fù)雜程度復(fù)雜復(fù)雜一般一般或簡單較復(fù)雜較復(fù)雜較復(fù)雜最小壁厚(mm)30.3（孔0.5）鋁合金3鑄鐵5決定于鑄型材料銅合金2其它0.5-1.0231.52.0尺寸精度CT117CT74CT108同上CT84CT98CT86Ra5012.512.51.612.53.23.20.81

3、2.512.53.2內(nèi)部質(zhì)量晶粒粗、組織松、力學(xué)性能差、鑄造缺陷較多采用重力澆注時(shí)與砂型鑄造相近晶粒細(xì)、組織致密、力學(xué)性能高、氣密性好組織致密、力學(xué)性能較高晶粒細(xì)、學(xué)性能較高、但易產(chǎn)生氣孔且不能熱處理組織致密、力學(xué)性能較高晶粒細(xì)、組織致密、力學(xué)性能較高、氣密性好生產(chǎn)批量各種批量成批、大量成批、大量成批、大量大量小批、成批成批、大量生產(chǎn)率隨機(jī)械化程度的提高而增高較高較高很高一般較高生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短較長較長較長長較長較長設(shè)備費(fèi)用隨機(jī)械化程度的提高而增高中等中等高中等中等工裝費(fèi)用同上較高中等一般高低中等第四節(jié)第四節(jié) 特種鑄造特種鑄造本次課內(nèi)容本次課內(nèi)容第二章第二章 塑性成形塑性成形第一節(jié)第一節(jié) 塑性成

4、形基礎(chǔ)塑性成形基礎(chǔ)第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛1 1、金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)、金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)2 2、塑性變形后金屬的組織和性能、塑性變形后金屬的組織和性能3 3、鍛造比、鍛造比4 4、金屬的鍛造性能、金屬的鍛造性能1 1、自由鍛工序、自由鍛工序2 2、自由鍛工藝規(guī)程的制訂、自由鍛工藝規(guī)程的制訂第五節(jié)第五節(jié) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 1、考慮砂型鑄造工藝的、考慮砂型鑄造工藝的 鑄件結(jié)構(gòu)鑄件結(jié)構(gòu)2 2、考慮合金鑄造性能的、考慮合金鑄造性能的 鑄件結(jié)構(gòu)鑄件結(jié)構(gòu) 塑性成形及其種類塑性成形及其種類撥 桿 鑄 件撥 桿 鑄 件一、考慮砂型鑄造工藝的一、考慮砂型鑄造工藝的 鑄件結(jié)構(gòu)鑄件結(jié)構(gòu)第五節(jié)第五節(jié) 鑄件

5、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 1、簡化鑄件外形、簡化鑄件外形v 鑄件設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要保鑄件設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要保證其工作性能和機(jī)械性證其工作性能和機(jī)械性能要求，還必須認(rèn)真考能要求，還必須認(rèn)真考慮慮鑄造工藝鑄造工藝和合金和合金鑄造鑄造性能性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求。對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求。1) 1) 減少分型面的數(shù)量，且使分型面為平面。減少分型面的數(shù)量，且使分型面為平面。2) 2) 減少型芯和活塊的數(shù)量。減少型芯和活塊的數(shù)量。懸臂支架鑄件懸臂支架鑄件一、考慮砂型鑄造工藝的鑄件結(jié)構(gòu)一、考慮砂型鑄造工藝的鑄件結(jié)構(gòu)第五節(jié)第五節(jié) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2 2、有利于型芯固定、排氣和清理、有利于型芯固定、排氣和清理 3 3、結(jié)構(gòu)

6、斜度、結(jié)構(gòu)斜度1)1)定義：定義：鑄件上垂直于分型面的非加工表面均應(yīng)設(shè)計(jì)鑄件上垂直于分型面的非加工表面均應(yīng)設(shè)計(jì) 出斜度，此斜度稱為結(jié)構(gòu)斜度。出斜度，此斜度稱為結(jié)構(gòu)斜度。盲 套 管 鑄 件盲 套 管 鑄 件第五節(jié)第五節(jié) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2)2)影響因素：影響因素：與材料、垂直壁高度等因素有關(guān)。與材料、垂直壁高度等因素有關(guān)。3)3)結(jié)構(gòu)斜度與起模斜度的區(qū)別結(jié)構(gòu)斜度與起模斜度的區(qū)別v結(jié)構(gòu)斜度結(jié)構(gòu)斜度直接在零件圖上示出，斜度值較大。直接在零件圖上示出，斜度值較大。起模斜度起模斜度是在繪制鑄件工藝圖或模型圖時(shí)，對(duì)零件上沒有結(jié)構(gòu)斜是在繪制鑄件工藝圖或模型圖時(shí)，對(duì)零件上沒有結(jié)構(gòu)斜度的立壁給予很小的角

7、度度的立壁給予很小的角度(0.5(0.53 3) )。圖圖 例例結(jié)構(gòu)斜度（結(jié)構(gòu)斜度（a h）角度角度()使用范圍使用范圍1 51130h500 mm的的鑄鋼件和鑄鐵件鑄鋼件和鑄鐵件1 10030非鐵碳合金鑄件非鐵碳合金鑄件a a二、考慮合金鑄造性能的鑄件結(jié)構(gòu)二、考慮合金鑄造性能的鑄件結(jié)構(gòu)第五節(jié)第五節(jié) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 1、合適的鑄造合金、合適的鑄造合金2 2、適宜均勻的壁厚、適宜均勻的壁厚v灰鑄鐵的鑄造性能好，適宜于鑄造薄壁鑄件；灰鑄鐵的鑄造性能好，適宜于鑄造薄壁鑄件；v鑄鋼的鑄造性能差，要嚴(yán)格注意結(jié)構(gòu)工藝性。鑄鋼的鑄造性能差，要嚴(yán)格注意結(jié)構(gòu)工藝性。1) 1) 壁厚適宜壁厚適宜(1)

8、(1)各種鑄造合金在規(guī)定鑄造條件下的各種鑄造合金在規(guī)定鑄造條件下的“最小壁厚最小壁厚”各不相各不相同。同。 (2)“(2)“最大壁厚最大壁厚”約為約為“最小壁厚最小壁厚”的的3 3倍。倍。(3)(3)外壁厚：內(nèi)壁厚：筋板厚外壁厚：內(nèi)壁厚：筋板厚=1=1：0.80.8：0.60.6(4)(4)截面為避免面積過大，一般設(shè)計(jì)為工字、丁字、槽形，截面為避免面積過大，一般設(shè)計(jì)為工字、丁字、槽形， 弱處用筋加強(qiáng)。弱處用筋加強(qiáng)。表表1-8 鑄件允許的最小壁厚鑄件允許的最小壁厚鑄型種類鑄型種類鑄件尺寸鑄件尺寸(長長寬寬)鑄鋼鑄鋼灰鑄鐵灰鑄鐵球墨鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵鋁合金鋁合金銅合金銅合金砂型砂型500

9、 5001825152057金屬型金屬型150 150106568二、合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求二、合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求第五節(jié)第五節(jié) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2 2、適宜均勻的壁厚、適宜均勻的壁厚2) 2) 壁厚均勻壁厚均勻壁厚均勻是指使鑄件各壁的冷卻速度相近，而不是要求所有的壁厚壁厚均勻是指使鑄件各壁的冷卻速度相近，而不是要求所有的壁厚完全相同。完全相同。壁厚相差過大，易在連接處產(chǎn)生裂紋，厚壁處易形成縮孔、縮松等壁厚相差過大，易在連接處產(chǎn)生裂紋，厚壁處易形成縮孔、縮松等缺陷。缺陷。二、合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求二、合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求第五節(jié)第五節(jié) 鑄件結(jié)構(gòu)

10、設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3 3、鑄件壁間的逐步過渡、鑄件壁間的逐步過渡1)1)鑄件壁的轉(zhuǎn)角處應(yīng)有結(jié)構(gòu)圓角。圖鑄件壁的轉(zhuǎn)角處應(yīng)有結(jié)構(gòu)圓角。圖1-331-33，表，表1-91-9。2)2)鑄件壁的連接應(yīng)避免鑄件壁的連接應(yīng)避免交叉和銳角交叉和銳角?？刹捎媒诲e(cuò)接頭、環(huán)狀接頭、圓。可采用交錯(cuò)接頭、環(huán)狀接頭、圓弧過渡等形式連接。圖弧過渡等形式連接。圖1-341-34。3)3)鑄件的不同壁厚之間應(yīng)逐步過渡。表鑄件的不同壁厚之間應(yīng)逐步過渡。表1-101-10。8812121616202027273535454560R值鑄鐵466810121620鑄鋼66810121620252baR1R+ b2a2ba圖 例尺 寸b

11、2a鑄鐵鑄鋼b2a鑄鐵鑄鋼b2ab2a23161baR4baRabL4abL 52231611baRRbaRchabcbaRRbaR)54(32231611二、合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求二、合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求第五節(jié)第五節(jié) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4 4、自由收縮、自由收縮v收縮受阻，產(chǎn)生應(yīng)力；收縮受阻，產(chǎn)生應(yīng)力；應(yīng)力超過強(qiáng)度，會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力超過強(qiáng)度，會(huì)出現(xiàn)裂紋。應(yīng)避免。裂紋。應(yīng)避免。5 5、減少變形、減少變形1)1)剛度差的細(xì)長類零件的截面應(yīng)設(shè)計(jì)成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，防止翹曲變形剛度差的細(xì)長類零件的截面應(yīng)設(shè)計(jì)成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，防止翹曲變形2)2)對(duì)于大而薄的平板類零件，采用加強(qiáng)筋以防止變形。對(duì)

12、于大而薄的平板類零件，采用加強(qiáng)筋以防止變形。第二章第二章 塑性成形塑性成形v 塑性成形的定義塑性成形的定義v 塑性成形分類：塑性成形分類： 軋制、擠壓、拉拔、軋制、擠壓、拉拔、 鍛造和沖壓等鍛造和沖壓等利用金屬在外力作用下產(chǎn)生的利用金屬在外力作用下產(chǎn)生的塑性變形，以獲得具有一定形塑性變形，以獲得具有一定形狀、尺寸和機(jī)械性能的原材料狀、尺寸和機(jī)械性能的原材料、毛坯或零件的加工方法。、毛坯或零件的加工方法。軋軋制制軋軋制制軋制：軋制：金屬坯料在兩個(gè)回轉(zhuǎn)軋輥的間隙中金屬坯料在兩個(gè)回轉(zhuǎn)軋輥的間隙中受壓變形，以獲得各種產(chǎn)品的加工方法受壓變形，以獲得各種產(chǎn)品的加工方法第二章第二章 塑性成形塑性成形v 塑性

13、成形的定義塑性成形的定義v 塑性成形分類：塑性成形分類： 軋制、擠壓、拉拔、軋制、擠壓、拉拔、 鍛造和沖壓等鍛造和沖壓等利用金屬在外力作用下產(chǎn)生的利用金屬在外力作用下產(chǎn)生的塑性變形，以獲得具有一定形塑性變形，以獲得具有一定形狀、尺寸和機(jī)械性能的原材料狀、尺寸和機(jī)械性能的原材料、毛坯或零件的加工方法。、毛坯或零件的加工方法。擠壓：擠壓：金屬坯料在擠壓模內(nèi)受壓金屬坯料在擠壓模內(nèi)受壓被擠出模孔而變形的加工方法。被擠出?？锥冃蔚募庸し椒ā?金屬坯料與凸模運(yùn)動(dòng)方向一金屬坯料與凸模運(yùn)動(dòng)方向一致的，稱為致的，稱為正擠壓正擠壓，相反的稱為，相反的稱為反擠壓反擠壓。凸凸模模擠擠壓壓凸凸模模擠擠壓壓第二章第二章

14、 塑性成形塑性成形v 塑性成形的定義塑性成形的定義v 塑性成形分類：塑性成形分類： 軋制、擠壓、拉拔、軋制、擠壓、拉拔、 鍛造和沖壓等鍛造和沖壓等利用金屬在外力作用下產(chǎn)生的利用金屬在外力作用下產(chǎn)生的塑性變形，以獲得具有一定形塑性變形，以獲得具有一定形狀、尺寸和機(jī)械性能的原材料狀、尺寸和機(jī)械性能的原材料、毛坯或零件的加工方法。、毛坯或零件的加工方法。拉拉拔拔拉拉拔拔拉拔：拉拔：將金屬坯料拉過拉拔模的模將金屬坯料拉過拉拔模的?？锥冃蔚募庸し椒锥冃蔚募庸し椒ㄒ?、一、金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)第一節(jié)第一節(jié) 塑性成形基礎(chǔ)塑性成形基礎(chǔ)1)1)彈性變形：彈性變形：外力產(chǎn)生的應(yīng)力小于金屬的彈性

15、極限。外力產(chǎn)生的應(yīng)力小于金屬的彈性極限。2)2)塑性變形：塑性變形：外力產(chǎn)生的應(yīng)力大于金屬的彈性極限。外力產(chǎn)生的應(yīng)力大于金屬的彈性極限。3)3)塑性變形能力：塑性變形能力：常用延伸率常用延伸率 和斷面收縮率和斷面收縮率 表示。表示。1、金屬的變形金屬的變形%10000lll%10000FFF2 2、金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)、金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)1)1)單晶體塑性變形單晶體塑性變形(1)(1)滑移滑移A A、在切應(yīng)力作用下，晶體的一部分相對(duì)于另一部分沿著一定、在切應(yīng)力作用下，晶體的一部分相對(duì)于另一部分沿著一定 晶面和晶向發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。晶面和晶向發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。B B、剛性滑移理論與實(shí)際不符。、

16、剛性滑移理論與實(shí)際不符。C C、位錯(cuò)滑移理論很好地解釋了塑性變形現(xiàn)象。、位錯(cuò)滑移理論很好地解釋了塑性變形現(xiàn)象。一、一、金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)第一節(jié)第一節(jié) 塑性成形基礎(chǔ)塑性成形基礎(chǔ)2 2、金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)、金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)1)1)單晶體塑性變形單晶體塑性變形(2)(2)孿生孿生A A、在切應(yīng)力作用下，晶體的一部分相對(duì)于另一部分沿著一、在切應(yīng)力作用下，晶體的一部分相對(duì)于另一部分沿著一 定晶面和晶向產(chǎn)生一定角度的均勻切變過程。定晶面和晶向產(chǎn)生一定角度的均勻切變過程。B B、孿生引起的塑性變形較小，但可激發(fā)滑移變形的進(jìn)行、孿生引起的塑性變形較小，但可激發(fā)滑移變形的進(jìn)行2) 2) 多晶

17、體塑性變形多晶體塑性變形實(shí)際使用的金屬材料大多為多晶體，其變形復(fù)雜得多。實(shí)際使用的金屬材料大多為多晶體，其變形復(fù)雜得多。(1)(1)（許多單晶體變形的綜合效果）（許多單晶體變形的綜合效果）+ +（晶間的滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)）（晶間的滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)）3 3、“彈復(fù)彈復(fù)”現(xiàn)現(xiàn)象象v 塑性變形過程中，當(dāng)外力去除后彈塑性變形過程中，當(dāng)外力去除后彈性變形恢復(fù)的現(xiàn)象稱性變形恢復(fù)的現(xiàn)象稱“彈復(fù)彈復(fù)” ” 。二、塑性變形后金屬的組織和性能二、塑性變形后金屬的組織和性能第一節(jié)第一節(jié) 塑性成形基礎(chǔ)塑性成形基礎(chǔ)1 1、冷變形后金屬的組織和性能、冷變形后金屬的組織和性能1) 1) 組織的變化組織的變化(1)(1)纖維組織：晶粒及夾

18、雜物沿變形最大方向伸長纖維組織：晶粒及夾雜物沿變形最大方向伸長(2)(2)亞結(jié)構(gòu)：使晶粒分化為許多位向略有不同的小晶粒亞結(jié)構(gòu)：使晶粒分化為許多位向略有不同的小晶粒(3)(3)形變織構(gòu)：當(dāng)塑性變形很大時(shí)，晶粒的位向趨于一致，形變織構(gòu)：當(dāng)塑性變形很大時(shí)，晶粒的位向趨于一致，(4)(4)內(nèi)應(yīng)力、變形和開裂。內(nèi)應(yīng)力、變形和開裂。2) 2) 性能的變化：性能的變化：加工硬化現(xiàn)象加工硬化現(xiàn)象 3) 3) 冷變形金屬加熱時(shí)組織和性能的變化冷變形金屬加熱時(shí)組織和性能的變化(1)(1)常溫下加工硬化后的狀態(tài)不易回復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)常溫下加工硬化后的狀態(tài)不易回復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài) 。(2)(2)當(dāng)溫度上升到（當(dāng)溫度上升到（0.

19、250.250.30.3）T T熔熔時(shí)，產(chǎn)生時(shí)，產(chǎn)生回復(fù)回復(fù)現(xiàn)象現(xiàn)象(3)(3)當(dāng)溫度上升到當(dāng)溫度上升到0.4T0.4T熔熔時(shí)，產(chǎn)生時(shí)，產(chǎn)生再結(jié)晶再結(jié)晶，加工硬化消除，加工硬化消除二、塑性變形后金屬的組織和性能二、塑性變形后金屬的組織和性能第一節(jié)第一節(jié) 塑性成形基礎(chǔ)塑性成形基礎(chǔ)2 2、熱變形后金屬的組織和性能、熱變形后金屬的組織和性能1) 1) 改善組織，力學(xué)性能提高改善組織，力學(xué)性能提高(1)(1)氣孔、縮松、微裂紋被壓合；氣孔、縮松、微裂紋被壓合；(2)(2)粗大的晶粒、夾雜物、樹枝晶被擊碎、細(xì)化；粗大的晶粒、夾雜物、樹枝晶被擊碎、細(xì)化；(3)(3)成分偏析在溫度與壓力下通過擴(kuò)散得到均勻化

20、。成分偏析在溫度與壓力下通過擴(kuò)散得到均勻化。2) 2) 形成纖維組織形成纖維組織(1)(1)熱變形后的纖維組織又稱熱變形后的纖維組織又稱“流線流線”組織。組織。(2)(2)纖維組織不能用熱處理消除，只能經(jīng)鍛壓等方法消除纖維組織不能用熱處理消除，只能經(jīng)鍛壓等方法消除(3)(3)設(shè)計(jì)與制造零件時(shí)，應(yīng)正確控制與使用流線。設(shè)計(jì)與制造零件時(shí)，應(yīng)正確控制與使用流線。三、鍛造比三、鍛造比第一節(jié)第一節(jié) 塑性成形基礎(chǔ)塑性成形基礎(chǔ)1 1、鍛造比（、鍛造比（ Y Y鍛鍛） 拔長時(shí)：拔長時(shí)：Y Y拔拔=F=F0 0/F/F； F F0 0、F F 變形前、后的橫截面積變形前、后的橫截面積 鐓粗時(shí)：鐓粗時(shí)：Y Y鐓鐓=

21、H=H0 0/H/H； H H0 0、H H 變形前、后的高度變形前、后的高度2 2、鍛造比對(duì)力學(xué)性能的影響、鍛造比對(duì)力學(xué)性能的影響 Y Y拔拔255時(shí)，橫向性能顯著下降，縱向性能基本變。時(shí)，橫向性能顯著下降，縱向性能基本變。3 3、常見鋼材鍛造比的使用范圍、常見鋼材鍛造比的使用范圍種類種類鍛造比鍛造比軋制鋼材軋制鋼材1.11.3碳鋼碳鋼23合金鋼合金鋼34不銹鋼不銹鋼26高速鋼高速鋼512中碳鋼中碳鋼四、金屬的鍛造性能四、金屬的鍛造性能第一節(jié)第一節(jié) 塑性成形基礎(chǔ)塑性成形基礎(chǔ)金屬的鍛造性能（可鍛金屬的鍛造性能（可鍛性）是衡量材料在經(jīng)受性）是衡量材料在經(jīng)受壓力加工時(shí)獲得優(yōu)質(zhì)零壓力加工時(shí)獲得優(yōu)質(zhì)零

22、件難易程度的一個(gè)工藝件難易程度的一個(gè)工藝性能。性能?？慑懶猿Ｓ媒饘俚乃苄钥慑懶猿Ｓ媒饘俚乃苄宰冃魏妥冃慰沽砭C合變形和變形抗力來綜合衡量。衡量。金屬的鍛造性能取決于金屬的鍛造性能取決于金屬的本質(zhì)金屬的本質(zhì)和和加工條件加工條件1 1、金屬的本質(zhì)、金屬的本質(zhì)1)1)化學(xué)成分化學(xué)成分v 不同化學(xué)成分的金屬具有不同化學(xué)成分的金屬具有不同的鍛造性能：不同的鍛造性能： 純金屬純金屬 合金；合金； 低碳鋼低碳鋼 高碳鋼；高碳鋼； 低合金鋼低合金鋼 高合金鋼高合金鋼2)2)金屬組織金屬組織v 成分相同但組織不同的金屬具有不同的鍛造性能；成分相同但組織不同的金屬具有不同的鍛造性能；v 純金屬與固溶體的可鍛性能好

23、，碳化物的可鍛性能差；純金屬與固溶體的可鍛性能好，碳化物的可鍛性能差；v 鑄態(tài)柱狀晶組織及粗晶粒的可鍛性差，均勻細(xì)小晶粒的好鑄態(tài)柱狀晶組織及粗晶粒的可鍛性差，均勻細(xì)小晶粒的好四、金屬的鍛造性能四、金屬的鍛造性能第一節(jié)第一節(jié) 塑性成形基礎(chǔ)塑性成形基礎(chǔ)2 2、工藝條件、工藝條件1)1)變形溫度變形溫度v溫度越高，塑性越大，變形抗力越小。溫度越高，塑性越大，變形抗力越小。v始鍛溫度：始鍛溫度：高但不能太高，以防止出現(xiàn)過熱、過燒現(xiàn)象。高但不能太高，以防止出現(xiàn)過熱、過燒現(xiàn)象。v終鍛溫度：終鍛溫度：高但不能太高，以防止再結(jié)晶使晶粒粗大。高但不能太高，以防止再結(jié)晶使晶粒粗大。2)2)變形速度：變形速度：單位

24、時(shí)間內(nèi)的變形量稱為變形速度。單位時(shí)間內(nèi)的變形量稱為變形速度。v變形速度對(duì)金屬鍛造性能的影響是矛盾的：變形速度對(duì)金屬鍛造性能的影響是矛盾的：變形速度變形速度 加工硬化來不及克服加工硬化來不及克服變形抗力變形抗力 ，塑性，塑性 變形速度變形速度 熱效應(yīng)占主導(dǎo)地位熱效應(yīng)占主導(dǎo)地位變形抗力變形抗力 ，塑性，塑性 除高速錘鍛之外，常用鍛壓設(shè)備加工時(shí)，加工硬化占主導(dǎo)地位。除高速錘鍛之外，常用鍛壓設(shè)備加工時(shí)，加工硬化占主導(dǎo)地位。200200800800用顏色辨別溫度用顏色辨別溫度加熱時(shí)，當(dāng)鍛件呈加熱時(shí)，當(dāng)鍛件呈橘黃色橘黃色，并伴有火星飛出，說明鍛件并伴有火星飛出，說明鍛件開始脫碳，超過始鍛溫度。開始脫碳，超

25、過始鍛溫度。在鍛造過程中，當(dāng)鍛件變?yōu)樵阱懺爝^程中，當(dāng)鍛件變?yōu)榘导t色暗紅色，錘擊反彈明顯，此，錘擊反彈明顯，此時(shí)變形抗力太大，溫度已低時(shí)變形抗力太大，溫度已低于終鍛溫度。于終鍛溫度。四、金屬的鍛造性能四、金屬的鍛造性能第一節(jié)第一節(jié) 塑性成形基礎(chǔ)塑性成形基礎(chǔ)2 2、工藝條件、工藝條件3)3)應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)(1) (1) 不同變形方法的應(yīng)力大小和性質(zhì)（拉、壓）是不同的。不同變形方法的應(yīng)力大小和性質(zhì)（拉、壓）是不同的。(2) (2) 三個(gè)方向中，壓應(yīng)力的數(shù)目越多，則金屬的塑性越好；三個(gè)方向中，壓應(yīng)力的數(shù)目越多，則金屬的塑性越好； 拉應(yīng)力的數(shù)目越多，則金屬的塑性越差。拉應(yīng)力的數(shù)目越多，則金屬的塑性越差

26、。(3) (3) 同號(hào)應(yīng)力狀態(tài)下比異號(hào)應(yīng)力狀態(tài)下的變形抗力大。同號(hào)應(yīng)力狀態(tài)下比異號(hào)應(yīng)力狀態(tài)下的變形抗力大。一、自由鍛工序一、自由鍛工序第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛1 1、基本工序、基本工序v 基本工序是使金屬坯料產(chǎn)生一定程度的塑性變形，基本工序是使金屬坯料產(chǎn)生一定程度的塑性變形，以達(dá)到所需形狀和尺寸的工藝過程。主要有：鐓粗以達(dá)到所需形狀和尺寸的工藝過程。主要有：鐓粗、拔長、沖孔、擴(kuò)孔、彎曲、切割、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移等、拔長、沖孔、擴(kuò)孔、彎曲、切割、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移等2 2、輔助工序、輔助工序v為基本工序操作方便而進(jìn)行的預(yù)為基本工序操作方便而進(jìn)行的預(yù)先變形工序。如壓肩等。先變形工序。如壓肩等。v分類：手工自由鍛

27、手工自由鍛機(jī)器自由鍛機(jī)器自由鍛 鍛錘自由鍛鍛錘自由鍛 水壓機(jī)自由鍛水壓機(jī)自由鍛 液壓機(jī)自由鍛液壓機(jī)自由鍛3 3、精整工序、精整工序v用以減少鍛件表面缺陷而進(jìn)行的用以減少鍛件表面缺陷而進(jìn)行的工序。在終鍛溫度后進(jìn)行。工序。在終鍛溫度后進(jìn)行。v 定義：自由鍛是指利用沖擊力或靜壓力使坯料在上、下砧鐵間變形的加工方法。蒸汽錘噸位：蒸汽錘噸位：1 1、2 2、3 3、5t5t0.40.9MPa壓力蒸汽壓力蒸汽或壓力空氣或壓力空氣空氣錘噸位：空氣錘噸位：6565、7575、150150、200200、250250、400400、560560、750 Kgf750 Kgf表表2-1 2-1 自由鍛基本工序的作

28、用和簡圖自由鍛基本工序的作用和簡圖名稱名稱鐓粗鐓粗分分類類及及簡簡圖圖平砧鐓粗平砧鐓粗局部鐓粗局部鐓粗特點(diǎn)特點(diǎn)高度減小，截面積增大。高度減小，截面積增大。應(yīng)用應(yīng)用1 1）制作齒輪、圓盤等餅塊類工件；）制作齒輪、圓盤等餅塊類工件；2 2）沖孔前準(zhǔn)備工序；）沖孔前準(zhǔn)備工序；3 3）破碎合金鋼中碳化物，使其均勻分布）破碎合金鋼中碳化物，使其均勻分布表表2-1 2-1 自由鍛基本工序的作用和簡圖（續(xù)）自由鍛基本工序的作用和簡圖（續(xù)）名稱名稱拔長拔長分分類類及及簡簡圖圖平砧拔長型砧拔長空心件拔長特點(diǎn)特點(diǎn)橫截面積或壁厚減小，長度增加。橫截面積或壁厚減小，長度增加。應(yīng)用應(yīng)用1 1）制作軸、拉桿等軸桿類零件；

29、）制作軸、拉桿等軸桿類零件；2 2）制作套筒、透平主軸等空心件。）制作套筒、透平主軸等空心件。1 12 23 3方截面方截面1 12 23 3圓截面方截面1 12 23 3圓截面圓截面5 54 4圓弧型砧圓弧型砧V V型砧芯軸表表2-1 2-1 自由鍛基本工序的作用和簡圖（續(xù)）自由鍛基本工序的作用和簡圖（續(xù)）名稱名稱沖孔與擴(kuò)孔沖孔與擴(kuò)孔分分類類及及簡簡圖圖沖頭沖孔芯軸擴(kuò)孔特點(diǎn)特點(diǎn)沖出鍛件上的通孔或盲孔（一般孔徑在沖出鍛件上的通孔或盲孔（一般孔徑在30mm30mm以上）。以上）。作用作用1 1）沖孔用于制作坯料不帶孔的空心類工件；）沖孔用于制作坯料不帶孔的空心類工件；2 2）擴(kuò)孔用于制作坯料帶孔

30、的齒圈、圓環(huán)等空心類工件。）擴(kuò)孔用于制作坯料帶孔的齒圈、圓環(huán)等空心類工件。二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛v 加工余量：加工余量：查手冊(cè)。查手冊(cè)。v 鍛件公差鍛件公差v 鍛件公差是鍛件名義尺寸的允許變動(dòng)量。鍛件公差是鍛件名義尺寸的允許變動(dòng)量。（1/31/4）余量）余量v 鍛件公差根據(jù)鍛件尺寸、形狀、生產(chǎn)條件來確定。鍛件公差根據(jù)鍛件尺寸、形狀、生產(chǎn)條件來確定。v 敷料或鍛造余塊敷料或鍛造余塊v 為了簡化鍛件形狀、便于鍛造而增加的一部分金屬。為了簡化鍛件形狀、便于鍛造而增加的一部分金屬。v 繪制鍛件圖繪制鍛件圖v 用雙點(diǎn)劃線畫出零件的主要輪廓形狀，零件的名

31、義尺寸用雙點(diǎn)劃線畫出零件的主要輪廓形狀，零件的名義尺寸加括號(hào)后標(biāo)注在尺寸線下面或后面。加括號(hào)后標(biāo)注在尺寸線下面或后面。v 鍛件的名義尺寸、公差標(biāo)注在尺寸線上面。鍛件的名義尺寸、公差標(biāo)注在尺寸線上面。v 檢驗(yàn)試樣的形狀與尺寸等特殊要求。檢驗(yàn)試樣的形狀與尺寸等特殊要求。1 1、繪制鍛件圖、繪制鍛件圖零件圖零件圖鍛件圖鍛件圖230二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛v坯料質(zhì)量的計(jì)算坯料質(zhì)量的計(jì)算 G G坯坯 = = （G G鍛鍛 + G+ G芯芯 + G+ G切切 ）（）（1 + 1 + ）G G坯坯 毛坯質(zhì)量。毛坯質(zhì)量。G G鍛鍛 鍛件質(zhì)量，按鍛件的名義尺寸計(jì)

32、算。鍛件質(zhì)量，按鍛件的名義尺寸計(jì)算。G G芯芯 沖孔時(shí)去掉的芯料質(zhì)量，見表沖孔時(shí)去掉的芯料質(zhì)量，見表2-22-2。G G切切 拔長時(shí)端部不整而切下的料頭量。見表拔長時(shí)端部不整而切下的料頭量。見表2-22-2。 加熱時(shí)燒損率，見表加熱時(shí)燒損率，見表2-22-2。2 2、計(jì)算坯料的質(zhì)量和尺寸、計(jì)算坯料的質(zhì)量和尺寸G芯芯G切切（一次燒損率）（一次燒損率）實(shí)心沖子沖孔：實(shí)心沖子沖孔：G芯芯=（1.181.57）d2H0空心沖子沖孔：空心沖子沖孔：G芯芯=（4.324.71）d2H0墊墊 環(huán)環(huán) 沖沖 孔：孔：G芯芯=6.16 d2H0矩形截面：矩形截面：G切切 =（2.22.36）B2H圓形截面：圓形截

33、面：G切切=（1.651.8）D3油油 爐：爐： 2.5%3%煤煤 氣氣 爐：爐：1.5%2.5%電電 阻阻 爐：爐：1.0%1.5%高頻加熱爐：高頻加熱爐：0.5%1.0%室式煤爐：室式煤爐：2.5%4.0%備注：備注：d沖孔直徑；沖孔直徑；H0坯料高度；坯料高度；鍛件材料的密度；鍛件材料的密度； B、H、D分別為切出部位的截面寬度、高度、直徑。分別為切出部位的截面寬度、高度、直徑。二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛v坯料尺寸的確定坯料尺寸的確定(1)(1)坯料尺寸與第一道工序有關(guān)坯料尺寸與第一道工序有關(guān)(2)(2)當(dāng)?shù)谝坏拦ば驗(yàn)楫?dāng)?shù)谝坏拦ば驗(yàn)殓叴昼叴?/p>

34、時(shí)，坯料的高徑比應(yīng)在時(shí)，坯料的高徑比應(yīng)在1.251.252.52.5之間。之間。v 圓坯料直徑：圓坯料直徑：D D0 0 = = （0.8 0.8 1.01.0）（）（V V坯坯）1/31/3v 方坯料邊長：方坯料邊長：L L0 0 = = （0.750.750.90.9）（）（V V坯坯）1/31/3(3)(3)當(dāng)?shù)谝坏拦ば驗(yàn)楫?dāng)?shù)谝坏拦ば驗(yàn)榘伍L拔長時(shí)，鍛造比時(shí)，鍛造比Y Y拔拔 應(yīng)為應(yīng)為(1.1(1.11.5)1.5)v 圓坯料直徑：圓坯料直徑：D D0 0 = 1.13= 1.13（ Y Y拔拔 F F鍛鍛）1/21/2；F F鍛鍛鍛件的最大截面積鍛件的最大截面積v 方坯料邊長：方坯料邊長

35、：L L0 0 = =（ Y Y拔拔 F F鍛鍛）1/21/2(4)(4)查標(biāo)準(zhǔn)，找出與初步計(jì)算值相近的直徑或邊長的坯料。查標(biāo)準(zhǔn)，找出與初步計(jì)算值相近的直徑或邊長的坯料。2 2、計(jì)算坯料的質(zhì)量和尺寸、計(jì)算坯料的質(zhì)量和尺寸二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛v工序應(yīng)根據(jù)工序特點(diǎn)和鍛件形狀與尺寸來確定。工序應(yīng)根據(jù)工序特點(diǎn)和鍛件形狀與尺寸來確定。一般鍛件可大致分為一般鍛件可大致分為6 6類，各類工序見表類，各類工序見表2-32-3。3 3、確定鍛造工序、確定鍛造工序表表2-3 鍛件分類及相應(yīng)鍛造工序鍛件分類及相應(yīng)鍛造工序序號(hào)序號(hào)類別類別圖例圖例鍛造工序鍛造工序?qū)?/p>

36、例實(shí)例1餅塊類餅塊類鐓粗、沖孔鐓粗、沖孔圓盤圓盤齒輪齒輪模塊模塊錘頭錘頭等等二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛v工序應(yīng)根據(jù)工序特點(diǎn)和鍛件形狀與尺寸來確定。工序應(yīng)根據(jù)工序特點(diǎn)和鍛件形狀與尺寸來確定。一般鍛件可大致分為一般鍛件可大致分為6 6類，各類工序見表類，各類工序見表2-32-3。3 3、確定鍛造工序、確定鍛造工序表表2-3 鍛件分類及相應(yīng)鍛造工序鍛件分類及相應(yīng)鍛造工序序號(hào)序號(hào)類別類別圖例圖例鍛造工序鍛造工序?qū)嵗龑?shí)例2軸桿類軸桿類拔長拔長切肩切肩鍛臺(tái)階鍛臺(tái)階主軸主軸傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸連桿連桿等等二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂第二節(jié)第二節(jié) 自

37、由鍛自由鍛v工序應(yīng)根據(jù)工序特點(diǎn)和鍛件形狀與尺寸來確定。工序應(yīng)根據(jù)工序特點(diǎn)和鍛件形狀與尺寸來確定。一般鍛件可大致分為一般鍛件可大致分為6 6類，各類工序見表類，各類工序見表2-32-3。3 3、確定鍛造工序、確定鍛造工序表表2-3 鍛件分類及相應(yīng)鍛造工序鍛件分類及相應(yīng)鍛造工序序號(hào)序號(hào)類別類別圖例圖例鍛造工序鍛造工序?qū)嵗龑?shí)例3空心類空心類鐓粗鐓粗沖孔沖孔擴(kuò)孔擴(kuò)孔心軸拔長心軸拔長空心軸空心軸圓筒圓筒齒圈齒圈圓環(huán)圓環(huán)法蘭法蘭等等二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛v工序應(yīng)根據(jù)工序特點(diǎn)和鍛件形狀與尺寸來確定。工序應(yīng)根據(jù)工序特點(diǎn)和鍛件形狀與尺寸來確定。一般鍛件可大致分

38、為一般鍛件可大致分為6 6類，各類工序見表類，各類工序見表2-32-3。3 3、確定鍛造工序、確定鍛造工序表表2-3 鍛件分類及相應(yīng)鍛造工序鍛件分類及相應(yīng)鍛造工序序號(hào)序號(hào)類別類別圖例圖例鍛造工序鍛造工序?qū)嵗龑?shí)例4曲軸類曲軸類拔長拔長錯(cuò)移錯(cuò)移鍛臺(tái)階鍛臺(tái)階扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)曲軸曲軸偏心軸偏心軸等等二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛v工序應(yīng)根據(jù)工序特點(diǎn)和鍛件形狀與尺寸來確定。工序應(yīng)根據(jù)工序特點(diǎn)和鍛件形狀與尺寸來確定。一般鍛件可大致分為一般鍛件可大致分為6 6類，各類工序見表類，各類工序見表2-32-3。3 3、確定鍛造工序、確定鍛造工序表表2-3 鍛件分類及相應(yīng)鍛造工序鍛件分類及相應(yīng)鍛造工序序號(hào)序號(hào)類別類別圖例圖例鍛造工序鍛造工序?qū)嵗龑?shí)例5彎曲類彎曲類拔長拔長彎曲彎曲吊鉤吊鉤彎桿彎桿軸瓦蓋軸瓦蓋等等二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂第二節(jié)第二節(jié) 自由