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1、 第七章第七章 汽车零件加工工艺汽车零件加工工艺本章导读本章导读n n铸造、锻压与焊接是机械制造生产中金属材料热加工成铸造、锻压与焊接是机械制造生产中金属材料热加工成铸造、锻压与焊接是机械制造生产中金属材料热加工成铸造、锻压与焊接是机械制造生产中金属材料热加工成形的三种基本方法，主要用于毛坯生产，供切削加工使形的三种基本方法，主要用于毛坯生产，供切削加工使形的三种基本方法，主要用于毛坯生产，供切削加工使形的三种基本方法，主要用于毛坯生产，供切削加工使用，有时也提供少量的零件成品。用，有时也提供少量的零件成品。用，有时也提供少量的零件成品。用，有时也提供少量的零件成品。n 本章要点本章要点n n
2、1.1.常用的铸造合金的性能特点，砂型铸造的工艺过程及常用的铸造合金的性能特点，砂型铸造的工艺过程及常用的铸造合金的性能特点，砂型铸造的工艺过程及常用的铸造合金的性能特点，砂型铸造的工艺过程及特点，特种铸造的工艺过程及适用范围。特点，特种铸造的工艺过程及适用范围。特点，特种铸造的工艺过程及适用范围。特点，特种铸造的工艺过程及适用范围。n n2.2.锻造材料的特性，自由锻的种类，模锻的种类及应用。锻造材料的特性，自由锻的种类，模锻的种类及应用。锻造材料的特性，自由锻的种类，模锻的种类及应用。锻造材料的特性，自由锻的种类，模锻的种类及应用。n n3.3.焊接的工作原理、种类、工具及其适用范围，气割
3、材焊接的工作原理、种类、工具及其适用范围，气割材焊接的工作原理、种类、工具及其适用范围，气割材焊接的工作原理、种类、工具及其适用范围，气割材料的特点。料的特点。料的特点。料的特点。7.1 铸造铸造n n铸造是指将液体金属浇注到具有与零件形状相应的铸型铸造是指将液体金属浇注到具有与零件形状相应的铸型铸造是指将液体金属浇注到具有与零件形状相应的铸型铸造是指将液体金属浇注到具有与零件形状相应的铸型型腔内，待其冷却凝固后获得铸件的方法，其实质是利型腔内，待其冷却凝固后获得铸件的方法，其实质是利型腔内，待其冷却凝固后获得铸件的方法，其实质是利型腔内，待其冷却凝固后获得铸件的方法，其实质是利用熔融金属的流
4、动性能实现材料成形。一般情况下，铸用熔融金属的流动性能实现材料成形。一般情况下，铸用熔融金属的流动性能实现材料成形。一般情况下，铸用熔融金属的流动性能实现材料成形。一般情况下，铸件通常是毛坯，需经过切削加工才能成为零件，但对要件通常是毛坯，需经过切削加工才能成为零件，但对要件通常是毛坯，需经过切削加工才能成为零件，但对要件通常是毛坯，需经过切削加工才能成为零件，但对要求不高或精密铸造方法生产出来的铸件，也可以不经切求不高或精密铸造方法生产出来的铸件，也可以不经切求不高或精密铸造方法生产出来的铸件，也可以不经切求不高或精密铸造方法生产出来的铸件，也可以不经切削加工而直接使用。削加工而直接使用。削
5、加工而直接使用。削加工而直接使用。n n7.1.1 铸造合金的性能特点铸造合金的性能特点n n常用的铸造合金有铸铁、碳钢、铜合金和铝合金等。其常用的铸造合金有铸铁、碳钢、铜合金和铝合金等。其常用的铸造合金有铸铁、碳钢、铜合金和铝合金等。其常用的铸造合金有铸铁、碳钢、铜合金和铝合金等。其铸造性能主要指流动性、收缩性、偏析等，它们对获得铸造性能主要指流动性、收缩性、偏析等，它们对获得铸造性能主要指流动性、收缩性、偏析等，它们对获得铸造性能主要指流动性、收缩性、偏析等，它们对获得合格铸件是非常重要的。合格铸件是非常重要的。合格铸件是非常重要的。合格铸件是非常重要的。n n1.1.金属或合金的流动性金
6、属或合金的流动性金属或合金的流动性金属或合金的流动性n n金属或合金的流动性是指液态金属或合金自身的流动能金属或合金的流动性是指液态金属或合金自身的流动能金属或合金的流动性是指液态金属或合金自身的流动能金属或合金的流动性是指液态金属或合金自身的流动能力。力。力。力。n n2 2流动性的影响因素流动性的影响因素流动性的影响因素流动性的影响因素n n影响流动性的因素很多，主要有合金的成分，浇注温度影响流动性的因素很多，主要有合金的成分，浇注温度影响流动性的因素很多，主要有合金的成分，浇注温度影响流动性的因素很多，主要有合金的成分，浇注温度和铸造工艺。和铸造工艺。和铸造工艺。和铸造工艺。n n1 1
7、合金的成分合金的成分合金的成分合金的成分n n不同成分的铸造合金凝固时具有不同的结晶特点，流动不同成分的铸造合金凝固时具有不同的结晶特点，流动不同成分的铸造合金凝固时具有不同的结晶特点，流动不同成分的铸造合金凝固时具有不同的结晶特点，流动性不同。共晶成分的合金是在恒温下结晶的，且结晶温性不同。共晶成分的合金是在恒温下结晶的，且结晶温性不同。共晶成分的合金是在恒温下结晶的，且结晶温性不同。共晶成分的合金是在恒温下结晶的，且结晶温度低，流动性好。其他成分的合金，结晶是在一个温度度低，流动性好。其他成分的合金，结晶是在一个温度度低，流动性好。其他成分的合金，结晶是在一个温度度低，流动性好。其他成分的
8、合金，结晶是在一个温度范围内完成的，也就是说有一个液相与固相共存区。先范围内完成的，也就是说有一个液相与固相共存区。先范围内完成的，也就是说有一个液相与固相共存区。先范围内完成的，也就是说有一个液相与固相共存区。先结晶的固体，必然会影响液态金属的流动性。结晶温度结晶的固体，必然会影响液态金属的流动性。结晶温度结晶的固体，必然会影响液态金属的流动性。结晶温度结晶的固体，必然会影响液态金属的流动性。结晶温度间隔越宽，其流动性越差。间隔越宽，其流动性越差。间隔越宽，其流动性越差。间隔越宽，其流动性越差。n n2 2浇注温度浇注温度浇注温度浇注温度n n浇注温度越高，可使液态金属粘度下降，流动能力增强
9、；浇注温度越高，可使液态金属粘度下降，流动能力增强；浇注温度越高，可使液态金属粘度下降，流动能力增强；浇注温度越高，可使液态金属粘度下降，流动能力增强；另一方面也增加了液态金属的过热度，使得金属以液态另一方面也增加了液态金属的过热度，使得金属以液态另一方面也增加了液态金属的过热度，使得金属以液态另一方面也增加了液态金属的过热度，使得金属以液态存在的时间加长，从而大大提高金属液体的充型能力。存在的时间加长，从而大大提高金属液体的充型能力。存在的时间加长，从而大大提高金属液体的充型能力。存在的时间加长，从而大大提高金属液体的充型能力。3铸型工艺及铸件结构铸型工艺及铸件结构n n液态合金在砂型中流动
10、性大于金属型，砂型中干液态合金在砂型中流动性大于金属型，砂型中干型流动性大于湿型，此外提高直浇口高度，增设型流动性大于湿型，此外提高直浇口高度，增设出气冒口等都可增加合金流动性。出气冒口等都可增加合金流动性。n n3.铸件的凝固与收缩铸件的凝固与收缩n n 随着温度的降低，浇入铸型的金属液将发生凝随着温度的降低，浇入铸型的金属液将发生凝固，并伴随着收缩过程。铸造金属或合金从浇注固，并伴随着收缩过程。铸造金属或合金从浇注到冷却至室温要经历三个收缩阶段，即液态收缩、到冷却至室温要经历三个收缩阶段，即液态收缩、凝固收缩和固态收缩。影响收缩的主要因素有凝固收缩和固态收缩。影响收缩的主要因素有1化学成分
11、化学成分2浇注温度浇注温度3铸型工艺铸型工艺4铸件结构铸件结构n n4.常用铸造合金常用铸造合金 灰铸铁灰铸铁;碳素铸钢碳素铸钢;有色金属有色金属7.1.2 砂型铸造砂型铸造n n砂型铸造就是将熔化的金属浇入到砂型型腔中，经冷却、砂型铸造就是将熔化的金属浇入到砂型型腔中，经冷却、砂型铸造就是将熔化的金属浇入到砂型型腔中，经冷却、砂型铸造就是将熔化的金属浇入到砂型型腔中，经冷却、凝固后，获得铸件的方法。凝固后，获得铸件的方法。凝固后，获得铸件的方法。凝固后，获得铸件的方法。n n1.1.砂型的种类砂型的种类砂型的种类砂型的种类n n1 1湿型：向石英砂中参加适量的粘土和水分，混制湿型：向石英砂中
12、参加适量的粘土和水分，混制湿型：向石英砂中参加适量的粘土和水分，混制湿型：向石英砂中参加适量的粘土和水分，混制而成的型砂称为湿型砂。而成的型砂称为湿型砂。而成的型砂称为湿型砂。而成的型砂称为湿型砂。n n2 2干型：经过烘干的砂型称为干型。干型：经过烘干的砂型称为干型。干型：经过烘干的砂型称为干型。干型：经过烘干的砂型称为干型。n n3 3外表干型：铸型外表仅有一层很薄的型砂被枯燥外表干型：铸型外表仅有一层很薄的型砂被枯燥外表干型：铸型外表仅有一层很薄的型砂被枯燥外表干型：铸型外表仅有一层很薄的型砂被枯燥枯燥层一般为枯燥层一般为枯燥层一般为枯燥层一般为151520mm20mm，铸型其余局部仍然
13、是湿，铸型其余局部仍然是湿，铸型其余局部仍然是湿，铸型其余局部仍然是湿的，故称外表干型。的，故称外表干型。的，故称外表干型。的，故称外表干型。n n4 4化学硬化砂型化学硬化砂型化学硬化砂型化学硬化砂型自硬砂型自硬砂型自硬砂型自硬砂型：铸型靠型砂自身的：铸型靠型砂自身的：铸型靠型砂自身的：铸型靠型砂自身的化学反响而硬化，一般不需烘干，或只经低温烘烤。化学反响而硬化，一般不需烘干，或只经低温烘烤。化学反响而硬化，一般不需烘干，或只经低温烘烤。化学反响而硬化，一般不需烘干，或只经低温烘烤。n n2.2.砂型铸造的工艺流程砂型铸造的工艺流程砂型铸造的工艺流程砂型铸造的工艺流程n n砂型铸造的生产工序
14、主要包括：制模、配砂、造型、造砂型铸造的生产工序主要包括：制模、配砂、造型、造砂型铸造的生产工序主要包括：制模、配砂、造型、造砂型铸造的生产工序主要包括：制模、配砂、造型、造芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理和检验，如图芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理和检验，如图芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理和检验，如图芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理和检验，如图7-17-1所所所所示为套筒铸件的生产过程。示为套筒铸件的生产过程。示为套筒铸件的生产过程。示为套筒铸件的生产过程。1 1造型造型造型造型芯芯芯芯。制造砂型的工艺过程叫做造型；制造。制造砂型的工艺过程叫做造型；制造。制造砂型的工艺过程叫做造型；制造。
15、制造砂型的工艺过程叫做造型；制造砂芯的工艺过程叫做制芯，也叫造芯。造型和造芯是铸砂芯的工艺过程叫做制芯，也叫造芯。造型和造芯是铸砂芯的工艺过程叫做制芯，也叫造芯。造型和造芯是铸砂芯的工艺过程叫做制芯，也叫造芯。造型和造芯是铸造生产中最重要的工艺过程之一。造型造生产中最重要的工艺过程之一。造型造生产中最重要的工艺过程之一。造型造生产中最重要的工艺过程之一。造型芯芯芯芯方法按机方法按机方法按机方法按机械化程度可分为手工造型械化程度可分为手工造型械化程度可分为手工造型械化程度可分为手工造型芯芯芯芯和机器造型和机器造型和机器造型和机器造型芯芯芯芯两大两大两大两大类。类。类。类。n n 图图图图7-1
16、7-1 砂型铸造的工艺过程砂型铸造的工艺过程砂型铸造的工艺过程砂型铸造的工艺过程图图图图7-2 7-2 套筒铸件的生产过程套筒铸件的生产过程套筒铸件的生产过程套筒铸件的生产过程 手工造型芯是指用手工完成紧砂、起模、修整及手工造型芯是指用手工完成紧砂、起模、修整及手工造型芯是指用手工完成紧砂、起模、修整及手工造型芯是指用手工完成紧砂、起模、修整及合箱等主要操作的造型合箱等主要操作的造型合箱等主要操作的造型合箱等主要操作的造型芯芯芯芯过程。手工造型过程。手工造型过程。手工造型过程。手工造型芯芯芯芯是是是是一种最基本的造型方法，造型工艺适应范围广泛，质量一种最基本的造型方法，造型工艺适应范围广泛，质
17、量一种最基本的造型方法，造型工艺适应范围广泛，质量一种最基本的造型方法，造型工艺适应范围广泛，质量一般能够满足工艺要求，适合单件、小批量生产。但手一般能够满足工艺要求，适合单件、小批量生产。但手一般能够满足工艺要求，适合单件、小批量生产。但手一般能够满足工艺要求，适合单件、小批量生产。但手工造型工造型工造型工造型芯芯芯芯劳动强度大，生产率低，铸件质量不易稳劳动强度大，生产率低，铸件质量不易稳劳动强度大，生产率低，铸件质量不易稳劳动强度大，生产率低，铸件质量不易稳定。手工造型方法很多，如模样造型、刮板造型、地坑定。手工造型方法很多，如模样造型、刮板造型、地坑定。手工造型方法很多，如模样造型、刮板
18、造型、地坑定。手工造型方法很多，如模样造型、刮板造型、地坑造型如图造型如图造型如图造型如图7-37-3所示等，各种造型方法有不同的特点所示等，各种造型方法有不同的特点所示等，各种造型方法有不同的特点所示等，各种造型方法有不同的特点和应用范围。和应用范围。和应用范围。和应用范围。a a整模造型整模造型整模造型整模造型 b b假箱造假箱造假箱造假箱造型型型型 c c分块造型分块造型分块造型分块造型 d d挖砂造型挖砂造型挖砂造型挖砂造型 e e两箱造两箱造两箱造两箱造型型型型 f f地坑造型地坑造型地坑造型地坑造型 g g活块造型活块造型活块造型活块造型 h h刮板造型刮板造型刮板造型刮板造型 i
19、 i三箱造型三箱造型三箱造型三箱造型 图图图图7-3 7-3 手工造型方法手工造型方法手工造型方法手工造型方法机器造型机器造型机器造型机器造型芯芯芯芯是指用机器全部地完成或至少完成紧砂是指用机器全部地完成或至少完成紧砂是指用机器全部地完成或至少完成紧砂是指用机器全部地完成或至少完成紧砂操作的造型工序。操作的造型工序。操作的造型工序。操作的造型工序。2 2型型型型芯芯芯芯砂的紧实。型砂需要紧实才能成为整体的砂型。砂的紧实。型砂需要紧实才能成为整体的砂型。砂的紧实。型砂需要紧实才能成为整体的砂型。砂的紧实。型砂需要紧实才能成为整体的砂型。3 3砂型砂型砂型砂型芯芯芯芯的烘干。的烘干。的烘干。的烘干
20、。n n砂型和砂芯是多孔性物体，对其烘干即水分的去除大致砂型和砂芯是多孔性物体，对其烘干即水分的去除大致砂型和砂芯是多孔性物体，对其烘干即水分的去除大致砂型和砂芯是多孔性物体，对其烘干即水分的去除大致可分为两步进行：外表水分的蒸发和内部水分的迁移可分为两步进行：外表水分的蒸发和内部水分的迁移可分为两步进行：外表水分的蒸发和内部水分的迁移可分为两步进行：外表水分的蒸发和内部水分的迁移扩散扩散扩散扩散。烘干方法有外表烘干和整体烘干两种。烘干方法有外表烘干和整体烘干两种。烘干方法有外表烘干和整体烘干两种。烘干方法有外表烘干和整体烘干两种。4 4合箱。合箱就是把砂型和砂芯按要求组合在一起成合箱。合箱就
21、是把砂型和砂芯按要求组合在一起成合箱。合箱就是把砂型和砂芯按要求组合在一起成合箱。合箱就是把砂型和砂芯按要求组合在一起成为铸型的过程，习惯上也称拼箱、配箱或扣箱。为铸型的过程，习惯上也称拼箱、配箱或扣箱。为铸型的过程，习惯上也称拼箱、配箱或扣箱。为铸型的过程，习惯上也称拼箱、配箱或扣箱。5 5浇注。浇注前应做好浇注准备工作。浇注。浇注前应做好浇注准备工作。浇注。浇注前应做好浇注准备工作。浇注。浇注前应做好浇注准备工作。6 6铸件的落砂与清理。浇注完毕，铸件凝固以后，还铸件的落砂与清理。浇注完毕，铸件凝固以后，还铸件的落砂与清理。浇注完毕，铸件凝固以后，还铸件的落砂与清理。浇注完毕，铸件凝固以后
22、，还必须进行落砂、清理、外表处理等工作，才能得到合格必须进行落砂、清理、外表处理等工作，才能得到合格必须进行落砂、清理、外表处理等工作，才能得到合格必须进行落砂、清理、外表处理等工作，才能得到合格的铸件。的铸件。的铸件。的铸件。7 7铸件外表处理。铸件外表处理。铸件外表处理。铸件外表处理。3.3.铸件质量检验与缺陷修补铸件质量检验与缺陷修补铸件质量检验与缺陷修补铸件质量检验与缺陷修补 铸件质量包括铸件内在质量、外在质量、使用质量等几铸件质量包括铸件内在质量、外在质量、使用质量等几铸件质量包括铸件内在质量、外在质量、使用质量等几铸件质量包括铸件内在质量、外在质量、使用质量等几个方面。铸件质量的具
23、体要求，一般在零件图和有关技个方面。铸件质量的具体要求，一般在零件图和有关技个方面。铸件质量的具体要求，一般在零件图和有关技个方面。铸件质量的具体要求，一般在零件图和有关技术文件中都有明确规定。术文件中都有明确规定。术文件中都有明确规定。术文件中都有明确规定。n n7.1.3 常用特种铸造常用特种铸造n n为提高铸件质量与劳动生产率，改善合金性能和劳动条为提高铸件质量与劳动生产率，改善合金性能和劳动条为提高铸件质量与劳动生产率，改善合金性能和劳动条为提高铸件质量与劳动生产率，改善合金性能和劳动条件，降低生产总成本，往往采用特种铸造。常用的特种件，降低生产总成本，往往采用特种铸造。常用的特种件，
24、降低生产总成本，往往采用特种铸造。常用的特种件，降低生产总成本，往往采用特种铸造。常用的特种铸造方法有金属型铸造、熔模铸造、压力铸造和离心铸铸造方法有金属型铸造、熔模铸造、压力铸造和离心铸铸造方法有金属型铸造、熔模铸造、压力铸造和离心铸铸造方法有金属型铸造、熔模铸造、压力铸造和离心铸造等。造等。造等。造等。n n一一一一 金属型铸造金属型铸造金属型铸造金属型铸造n n将液态金属浇入金属铸型中以获得铸件的方法，称为金将液态金属浇入金属铸型中以获得铸件的方法，称为金将液态金属浇入金属铸型中以获得铸件的方法，称为金将液态金属浇入金属铸型中以获得铸件的方法，称为金属型铸造。属型铸造。属型铸造。属型铸造
25、。n n二二二二.熔模铸造熔模铸造熔模铸造熔模铸造n n用易熔材料制成模型，然后在模型外面涂上涂料和石英用易熔材料制成模型，然后在模型外面涂上涂料和石英用易熔材料制成模型，然后在模型外面涂上涂料和石英用易熔材料制成模型，然后在模型外面涂上涂料和石英砂以形成外壳，在外壳硬结后熔去模型，经焙烧后获得砂以形成外壳，在外壳硬结后熔去模型，经焙烧后获得砂以形成外壳，在外壳硬结后熔去模型，经焙烧后获得砂以形成外壳，在外壳硬结后熔去模型，经焙烧后获得无分型面的铸型硬壳，浇入液态金属，待其冷凝后，毁无分型面的铸型硬壳，浇入液态金属，待其冷凝后，毁无分型面的铸型硬壳，浇入液态金属，待其冷凝后，毁无分型面的铸型硬
26、壳，浇入液态金属，待其冷凝后，毁去外壳即获得铸件，如图去外壳即获得铸件，如图去外壳即获得铸件，如图去外壳即获得铸件，如图7-47-4所示。所示。所示。所示。图图图图7-4 7-4 熔模铸造工艺流程熔模铸造工艺流程熔模铸造工艺流程熔模铸造工艺流程n n三三 压力铸造压力铸造a a 合型浇注合型浇注合型浇注合型浇注b b 压射压射压射压射c c 开型顶出铸件开型顶出铸件开型顶出铸件开型顶出铸件图图图图7-5 7-5 压力铸造压力铸造压力铸造压力铸造将液态金属高压、高速充填到金属型腔内以获得铸件的方将液态金属高压、高速充填到金属型腔内以获得铸件的方将液态金属高压、高速充填到金属型腔内以获得铸件的方将
27、液态金属高压、高速充填到金属型腔内以获得铸件的方法，称为压力铸造，如图法，称为压力铸造，如图法，称为压力铸造，如图法，称为压力铸造，如图7-57-5所示。所示。所示。所示。n n四四 离心铸造离心铸造图7-6 离心铸造工艺流程图图图图7-6 7-6 7-6 7-6 离心离心离心离心铸铸铸铸造工造工造工造工艺艺艺艺流程流程流程流程将液态合金浇入高速旋转着的铸型中，使其在离心力作用将液态合金浇入高速旋转着的铸型中，使其在离心力作用将液态合金浇入高速旋转着的铸型中，使其在离心力作用将液态合金浇入高速旋转着的铸型中，使其在离心力作用下充型和结晶而获得铸件的方法称为离心铸造。离心铸造下充型和结晶而获得铸
28、件的方法称为离心铸造。离心铸造下充型和结晶而获得铸件的方法称为离心铸造。离心铸造下充型和结晶而获得铸件的方法称为离心铸造。离心铸造的铸型有绕垂直轴旋转和绕水平轴旋转两种，如图的铸型有绕垂直轴旋转和绕水平轴旋转两种，如图的铸型有绕垂直轴旋转和绕水平轴旋转两种，如图的铸型有绕垂直轴旋转和绕水平轴旋转两种，如图7-67-6所所所所示。示。示。示。n n7.1.4 铸造在汽车制造中的应用铸造在汽车制造中的应用n n在汽车制造过程中，采用铸铁制成毛坯的零件很多，约在汽车制造过程中，采用铸铁制成毛坯的零件很多，约在汽车制造过程中，采用铸铁制成毛坯的零件很多，约在汽车制造过程中，采用铸铁制成毛坯的零件很多，
29、约占全车重量占全车重量占全车重量占全车重量1010左右，如气缸体、变速器箱体、转向器左右，如气缸体、变速器箱体、转向器左右，如气缸体、变速器箱体、转向器左右，如气缸体、变速器箱体、转向器壳体、后桥壳体、制动鼓、各种支架等。制造铸铁件通壳体、后桥壳体、制动鼓、各种支架等。制造铸铁件通壳体、后桥壳体、制动鼓、各种支架等。制造铸铁件通壳体、后桥壳体、制动鼓、各种支架等。制造铸铁件通常采用砂型。砂型的原料以砂子为主，并与粘结剂、水常采用砂型。砂型的原料以砂子为主，并与粘结剂、水常采用砂型。砂型的原料以砂子为主，并与粘结剂、水常采用砂型。砂型的原料以砂子为主，并与粘结剂、水等混合而成。砂型材料必须具有一
30、定的粘合强度，以便等混合而成。砂型材料必须具有一定的粘合强度，以便等混合而成。砂型材料必须具有一定的粘合强度，以便等混合而成。砂型材料必须具有一定的粘合强度，以便被塑成所需的形状并能抵御高温铁水的冲刷而不会崩塌。被塑成所需的形状并能抵御高温铁水的冲刷而不会崩塌。被塑成所需的形状并能抵御高温铁水的冲刷而不会崩塌。被塑成所需的形状并能抵御高温铁水的冲刷而不会崩塌。为了在砂型内塑成与铸件形状相符的空腔，必须先用木为了在砂型内塑成与铸件形状相符的空腔，必须先用木为了在砂型内塑成与铸件形状相符的空腔，必须先用木为了在砂型内塑成与铸件形状相符的空腔，必须先用木材制成模型，称为木模。炽热的铁水冷却后体积会缩
31、小，材制成模型，称为木模。炽热的铁水冷却后体积会缩小，材制成模型，称为木模。炽热的铁水冷却后体积会缩小，材制成模型，称为木模。炽热的铁水冷却后体积会缩小，因此，木模的尺寸需要在铸件原尺寸的基础上按收缩率因此，木模的尺寸需要在铸件原尺寸的基础上按收缩率因此，木模的尺寸需要在铸件原尺寸的基础上按收缩率因此，木模的尺寸需要在铸件原尺寸的基础上按收缩率加大，需要切削加工的外表相应加厚。空心的铸件需要加大，需要切削加工的外表相应加厚。空心的铸件需要加大，需要切削加工的外表相应加厚。空心的铸件需要加大，需要切削加工的外表相应加厚。空心的铸件需要制成砂芯子和相应的芯子木模制成砂芯子和相应的芯子木模制成砂芯子
32、和相应的芯子木模制成砂芯子和相应的芯子木模芯盒芯盒芯盒芯盒。有了木模，就。有了木模，就。有了木模，就。有了木模，就可以翻制空腔砂型可以翻制空腔砂型可以翻制空腔砂型可以翻制空腔砂型铸造也称为铸造也称为铸造也称为铸造也称为“翻砂翻砂翻砂翻砂。在制造砂。在制造砂。在制造砂。在制造砂型时，要考虑上下砂箱怎样分开才能把木模取出，还要型时，要考虑上下砂箱怎样分开才能把木模取出，还要型时，要考虑上下砂箱怎样分开才能把木模取出，还要型时，要考虑上下砂箱怎样分开才能把木模取出，还要考虑铁水从什么地方流入，怎样灌满空腔以便得到优质考虑铁水从什么地方流入，怎样灌满空腔以便得到优质考虑铁水从什么地方流入，怎样灌满空腔
33、以便得到优质考虑铁水从什么地方流入，怎样灌满空腔以便得到优质的铸件。砂型制成后，就可以浇注，也就是将铁水灌入的铸件。砂型制成后，就可以浇注，也就是将铁水灌入的铸件。砂型制成后，就可以浇注，也就是将铁水灌入的铸件。砂型制成后，就可以浇注，也就是将铁水灌入砂型的空腔中。浇注时，铁水温度在砂型的空腔中。浇注时，铁水温度在砂型的空腔中。浇注时，铁水温度在砂型的空腔中。浇注时，铁水温度在1250125013501350，熔，熔，熔，熔炼时温度更高。炼时温度更高。炼时温度更高。炼时温度更高。7.2 锻压锻压n n锻压是对毛坯施加压力，使其产生塑性变形，改变其尺锻压是对毛坯施加压力，使其产生塑性变形，改变其
34、尺锻压是对毛坯施加压力，使其产生塑性变形，改变其尺锻压是对毛坯施加压力，使其产生塑性变形，改变其尺寸，形状并改善其性能，用以制造机械零件或毛坯的成寸，形状并改善其性能，用以制造机械零件或毛坯的成寸，形状并改善其性能，用以制造机械零件或毛坯的成寸，形状并改善其性能，用以制造机械零件或毛坯的成形加工方法，是锻造和冲压的总称形加工方法，是锻造和冲压的总称形加工方法，是锻造和冲压的总称形加工方法，是锻造和冲压的总称。n n7.2.1 锻造材料的性能特点锻造材料的性能特点n n塑性好，变形抗力小，金属的锻造性能就好，反之则差。塑性好，变形抗力小，金属的锻造性能就好，反之则差。塑性好，变形抗力小，金属的锻
35、造性能就好，反之则差。塑性好，变形抗力小，金属的锻造性能就好，反之则差。因此，常用塑性和变形抗力来综合衡量金属的锻造性能。因此，常用塑性和变形抗力来综合衡量金属的锻造性能。因此，常用塑性和变形抗力来综合衡量金属的锻造性能。因此，常用塑性和变形抗力来综合衡量金属的锻造性能。影响金属锻造性能的主要因素是金属的性质和加工条件。影响金属锻造性能的主要因素是金属的性质和加工条件。影响金属锻造性能的主要因素是金属的性质和加工条件。影响金属锻造性能的主要因素是金属的性质和加工条件。n n7.2.2 自由锻造自由锻造a a冲一面冲一面冲一面冲一面 b b 冲另一面冲另一面冲另一面冲另一面 c c 冲孔完成冲孔
36、完成冲孔完成冲孔完成图图图图7-7 7-7 双面冲孔示意图双面冲孔示意图双面冲孔示意图双面冲孔示意图 a a 准备冲孔准备冲孔准备冲孔准备冲孔 b b 冲孔完冲孔完冲孔完冲孔完成成成成图图图图7-8 7-8 单面冲空示意图单面冲空示意图单面冲空示意图单面冲空示意图a a完全镦粗完全镦粗完全镦粗完全镦粗b b端面镦粗端面镦粗端面镦粗端面镦粗c c中间镦粗中间镦粗中间镦粗中间镦粗d d水水水水压机用球面板镦粗压机用球面板镦粗压机用球面板镦粗压机用球面板镦粗图图图图7-9 7-9 镦粗镦粗镦粗镦粗a a 用大锤打弯用大锤打弯用大锤打弯用大锤打弯b b 用吊车打弯用吊车打弯用吊车打弯用吊车打弯c c
37、板料弯曲板料弯曲板料弯曲板料弯曲d d 角尺弯曲角尺弯曲角尺弯曲角尺弯曲图图图图7-10 7-10 弯曲弯曲弯曲弯曲图图7-11 错移错移a a拔长拔长拔长拔长b b 小筒形锻件的芯棒拔长小筒形锻件的芯棒拔长小筒形锻件的芯棒拔长小筒形锻件的芯棒拔长c c芯棒拔长芯棒拔长芯棒拔长芯棒拔长图图图图7-12 7-12 拔长拔长拔长拔长7.2.2 7.2.2 自由锻造自由锻造自由锻造自由锻造自由锻是利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁之间产自由锻是利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁之间产自由锻是利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁之间产自由锻是利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁之间产生塑性变形，从
38、而得到所需锻件的锻造方法。生塑性变形，从而得到所需锻件的锻造方法。生塑性变形，从而得到所需锻件的锻造方法。生塑性变形，从而得到所需锻件的锻造方法。自由锻分手工锻造和机器锻造两种。自由锻分手工锻造和机器锻造两种。自由锻分手工锻造和机器锻造两种。自由锻分手工锻造和机器锻造两种。自由锻生产中进行的工序很多，可分为基本工序、辅助工自由锻生产中进行的工序很多，可分为基本工序、辅助工自由锻生产中进行的工序很多，可分为基本工序、辅助工自由锻生产中进行的工序很多，可分为基本工序、辅助工序及精整工序三大类。序及精整工序三大类。序及精整工序三大类。序及精整工序三大类。n n自由锻的基本工序是使金属坯料产生一定程度
39、的塑性变自由锻的基本工序是使金属坯料产生一定程度的塑性变自由锻的基本工序是使金属坯料产生一定程度的塑性变自由锻的基本工序是使金属坯料产生一定程度的塑性变形，以到达所需形状和尺寸的工艺过程，如冲孔形，以到达所需形状和尺寸的工艺过程，如冲孔形，以到达所需形状和尺寸的工艺过程，如冲孔形，以到达所需形状和尺寸的工艺过程，如冲孔如图如图如图如图7-77-7、7-87-8所示所示所示所示、墩粗如图、墩粗如图、墩粗如图、墩粗如图7-97-9所示、错移如图所示、错移如图所示、错移如图所示、错移如图7-7-1111所示、弯曲如图所示、弯曲如图所示、弯曲如图所示、弯曲如图7-107-10所示、切割、扭转和拔长所示
40、、切割、扭转和拔长所示、切割、扭转和拔长所示、切割、扭转和拔长如图如图如图如图7-127-12所示等。辅助工序是为基本工序操作方便所示等。辅助工序是为基本工序操作方便所示等。辅助工序是为基本工序操作方便所示等。辅助工序是为基本工序操作方便而进行的预先变形工序，如压钳口、压钢锭棱边、切肩而进行的预先变形工序，如压钳口、压钢锭棱边、切肩而进行的预先变形工序，如压钳口、压钢锭棱边、切肩而进行的预先变形工序，如压钳口、压钢锭棱边、切肩等。精整工序是用以减少锻件外表缺陷而进行的工序，等。精整工序是用以减少锻件外表缺陷而进行的工序，等。精整工序是用以减少锻件外表缺陷而进行的工序，等。精整工序是用以减少锻件
41、外表缺陷而进行的工序，如去除锻件外表凸凹不平及整形等，一般在终锻温度以如去除锻件外表凸凹不平及整形等，一般在终锻温度以如去除锻件外表凸凹不平及整形等，一般在终锻温度以如去除锻件外表凸凹不平及整形等，一般在终锻温度以下进行下进行下进行下进行 。n n自由锻的缺点是：金属的消耗较大，同时需要留较大的自由锻的缺点是：金属的消耗较大，同时需要留较大的自由锻的缺点是：金属的消耗较大，同时需要留较大的自由锻的缺点是：金属的消耗较大，同时需要留较大的加工余量，增加了机械加工的工时，不利于降低零件成加工余量，增加了机械加工的工时，不利于降低零件成加工余量，增加了机械加工的工时，不利于降低零件成加工余量，增加了
42、机械加工的工时，不利于降低零件成本；其次，生产效率低，工人劳动强度大。因此，自由本；其次，生产效率低，工人劳动强度大。因此，自由本；其次，生产效率低，工人劳动强度大。因此，自由本；其次，生产效率低，工人劳动强度大。因此，自由锻主要应用于单件和小批量生产，图锻主要应用于单件和小批量生产，图锻主要应用于单件和小批量生产，图锻主要应用于单件和小批量生产，图7-137-13为自由锻常用为自由锻常用为自由锻常用为自由锻常用的空气锤。的空气锤。的空气锤。的空气锤。图图图图7-13 7-13 空气锤空气锤空气锤空气锤n n7.2.3 模型锻造模型锻造n n模锻是在高强度金属锻模上预先制出与锻件形状一致的模锻
43、是在高强度金属锻模上预先制出与锻件形状一致的模锻是在高强度金属锻模上预先制出与锻件形状一致的模锻是在高强度金属锻模上预先制出与锻件形状一致的模膛，使坯料在模膛内受压变形的锻造方法。在变形过模膛，使坯料在模膛内受压变形的锻造方法。在变形过模膛，使坯料在模膛内受压变形的锻造方法。在变形过模膛，使坯料在模膛内受压变形的锻造方法。在变形过程中由于模膛对金属坯料流动的限制，因而锻造终了时程中由于模膛对金属坯料流动的限制，因而锻造终了时程中由于模膛对金属坯料流动的限制，因而锻造终了时程中由于模膛对金属坯料流动的限制，因而锻造终了时能得到和模膛形状相符的锻件。能得到和模膛形状相符的锻件。能得到和模膛形状相符
44、的锻件。能得到和模膛形状相符的锻件。n n与自由锻比较，模锻有如下优点：与自由锻比较，模锻有如下优点：与自由锻比较，模锻有如下优点：与自由锻比较，模锻有如下优点：1 1生产率较高。自由锻时，金属的变形是在上、下两生产率较高。自由锻时，金属的变形是在上、下两生产率较高。自由锻时，金属的变形是在上、下两生产率较高。自由锻时，金属的变形是在上、下两个抵铁间进行的，难以控制。模锻时，金属的变形是在个抵铁间进行的，难以控制。模锻时，金属的变形是在个抵铁间进行的，难以控制。模锻时，金属的变形是在个抵铁间进行的，难以控制。模锻时，金属的变形是在模膛内进行的，故能较快获得所需形状。模膛内进行的，故能较快获得所
45、需形状。模膛内进行的，故能较快获得所需形状。模膛内进行的，故能较快获得所需形状。2 2模锻件尺寸精确，加工余量小。模锻件尺寸精确，加工余量小。模锻件尺寸精确，加工余量小。模锻件尺寸精确，加工余量小。3 3模锻可以锻造出形状比较复杂的锻件。假设用自由模锻可以锻造出形状比较复杂的锻件。假设用自由模锻可以锻造出形状比较复杂的锻件。假设用自由模锻可以锻造出形状比较复杂的锻件。假设用自由锻来生产，则必须加大敷料来简化形状。锻来生产，则必须加大敷料来简化形状。锻来生产，则必须加大敷料来简化形状。锻来生产，则必须加大敷料来简化形状。4 4模锻生产比自由锻生产节省金属材料，减少切削加模锻生产比自由锻生产节省金
46、属材料，减少切削加模锻生产比自由锻生产节省金属材料，减少切削加模锻生产比自由锻生产节省金属材料，减少切削加工工作量。在批量足够的条件下能降低零件成本。工工作量。在批量足够的条件下能降低零件成本。工工作量。在批量足够的条件下能降低零件成本。工工作量。在批量足够的条件下能降低零件成本。n n模锻按使用的设备不同分为：锤上模锻、胎模锻、压力模锻按使用的设备不同分为：锤上模锻、胎模锻、压力模锻按使用的设备不同分为：锤上模锻、胎模锻、压力模锻按使用的设备不同分为：锤上模锻、胎模锻、压力机上模锻等。机上模锻等。机上模锻等。机上模锻等。n n一锤上模锻一锤上模锻一锤上模锻一锤上模锻n n锤上模锻是将上模固定
47、在模锻锤头上，下模紧固在模座锤上模锻是将上模固定在模锻锤头上，下模紧固在模座锤上模锻是将上模固定在模锻锤头上，下模紧固在模座锤上模锻是将上模固定在模锻锤头上，下模紧固在模座上，通过上模对置于下模的坯料施以直接打击来获得锻件上，通过上模对置于下模的坯料施以直接打击来获得锻件上，通过上模对置于下模的坯料施以直接打击来获得锻件上，通过上模对置于下模的坯料施以直接打击来获得锻件的模锻方法。图的模锻方法。图的模锻方法。图的模锻方法。图7-147-14为连杆的模锻过程。为连杆的模锻过程。为连杆的模锻过程。为连杆的模锻过程。图图图图7-14 7-14 连杆的模锻连杆的模锻连杆的模锻连杆的模锻n n二胎模锻造
48、二胎模锻造二胎模锻造二胎模锻造n n在自由锻设备上使用可移动胎模具成形制得模锻件的方在自由锻设备上使用可移动胎模具成形制得模锻件的方在自由锻设备上使用可移动胎模具成形制得模锻件的方在自由锻设备上使用可移动胎模具成形制得模锻件的方法，称为胎模锻造。法，称为胎模锻造。法，称为胎模锻造。法，称为胎模锻造。n n7.2.4 板料冲压板料冲压图图图图7-15 7-15 冲压件冲压件冲压件冲压件n n板料冲压是利用冲模使板料产生别离或成形的加工方法。板料冲压是利用冲模使板料产生别离或成形的加工方法。板料冲压是利用冲模使板料产生别离或成形的加工方法。板料冲压是利用冲模使板料产生别离或成形的加工方法。这种加工
49、方法通常是在冷态下进行的，所以又叫冷冲压。这种加工方法通常是在冷态下进行的，所以又叫冷冲压。这种加工方法通常是在冷态下进行的，所以又叫冷冲压。这种加工方法通常是在冷态下进行的，所以又叫冷冲压。图图图图7-157-15为各种冲压件。板料冲压具有以下特点：为各种冲压件。板料冲压具有以下特点：为各种冲压件。板料冲压具有以下特点：为各种冲压件。板料冲压具有以下特点：1 1可以冲压出形状复杂的零件，废料较少。可以冲压出形状复杂的零件，废料较少。可以冲压出形状复杂的零件，废料较少。可以冲压出形状复杂的零件，废料较少。2 2产品具有足够高的精度和较低的外表粗糙度，互换产品具有足够高的精度和较低的外表粗糙度，
50、互换产品具有足够高的精度和较低的外表粗糙度，互换产品具有足够高的精度和较低的外表粗糙度，互换性能好。性能好。性能好。性能好。3 3能获得质量轻、材料消耗少、强度和刚度较高的零能获得质量轻、材料消耗少、强度和刚度较高的零能获得质量轻、材料消耗少、强度和刚度较高的零能获得质量轻、材料消耗少、强度和刚度较高的零件。件。件。件。4 4冲压操作简单，工艺过程便于机械化和自动化，生冲压操作简单，工艺过程便于机械化和自动化，生冲压操作简单，工艺过程便于机械化和自动化，生冲压操作简单，工艺过程便于机械化和自动化，生产率很高，零件成本低。产率很高，零件成本低。产率很高，零件成本低。产率很高，零件成本低。n n一