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1、 第七章 汽车零件加工工艺本章导读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。n 本章要点n n1.1.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。n n3
2、.3.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。7.1 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
3、件，也可以不经切削加工而直接使用。削加工而直接使用。n n 7.1.1 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。n n1.1.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力。力。n n22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
4、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。n n（11）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。结晶温度间隔越宽，其流动性
5、越差。间隔越宽，其流动性越差。n n（22）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；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n n 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，增设出气冒口等都可增加合金流动性。n n 3.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固，并伴随着收缩过
6、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、凝固收缩和固态收缩。影响收缩的主要因素有(1)化学成分(2)浇注温度(3)铸型工艺(4)铸件结构n n 4.常用铸造合金 灰铸铁;碳素铸钢;有色金属7.1.2 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、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n n(1)(1)湿型湿型：向石英砂中加入适量的粘土和水分，混制而成：向石英砂中加入适量的粘土和水分，混制而成的型砂称为湿型砂。的型砂称为湿型砂。n n(2)(2)干型干型：经
7、过烘干的砂型称为干型。：经过烘干的砂型称为干型。n n(3)(3)表面干型表面干型：铸型表面仅有一层很薄的型砂被干燥：铸型表面仅有一层很薄的型砂被干燥(干干燥层一般为燥层一般为151520mm)20mm)，铸型其余部分仍然是湿的，故，铸型其余部分仍然是湿的，故称表面干型。称表面干型。n n(4)(4)化学硬化砂型化学硬化砂型(自硬砂型自硬砂型)：铸型靠型砂自身的化学反：铸型靠型砂自身的化学反应而硬化，一般不需烘干，或只经低温烘烤。应而硬化，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n n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
8、包括：制模、配砂、造型、造芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理和检验芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理和检验，如图，如图7-17-1所所示为套筒铸件的生产过程。示为套筒铸件的生产过程。（11）造型）造型(芯芯)。制造砂型的工艺过程叫做造型；制造砂芯。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。造型和造芯是铸造生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。造型产中最重要的工艺过程之一。造型(芯芯)方法按机械化程方法按机械化程度可分为手工造型度可分为手工造型(芯芯)和机器造型和机器造型(芯芯)两大类。两大类。n n 图图7-1 7-1 砂型铸造的工艺过
9、程砂型铸造的工艺过程图图7-2 7-2 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、修整及合箱等主要操作的造型合箱等主要操作的造型(芯芯)过程。手工造型过程。手工造型(芯芯)是一种是一种最基本的造型方法，造型工艺适应范围广泛，质量一般最基本的造型方法，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。但手工造能够满足工艺要求，适合单件、小批量生产。但手工造型型(芯芯)劳动强度大，生产率低，铸件质量不易稳定。手劳动强度大，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、地坑造型
10、工造型方法很多，如模样造型、刮板造型、地坑造型（如图（如图7-37-3所示）等，各种造型方法有不同的特点和应所示）等，各种造型方法有不同的特点和应用范围。用范围。a)a)整模造型 整模造型 b)b)假箱造型 假箱造型 c)c)分块造型 分块造型 d)d)挖砂造型 挖砂造型 e)e)两箱造型 两箱造型 f)f)地坑造型 地坑造型 g)g)活块造型 活块造型 h)h)刮板造型 刮板造型 i)i)三箱造型 三箱造型 图图7-3 7-3 手工造型方法手工造型方法机器造型机器造型(芯芯)是指用机器全部地完成或至少完成紧砂操是指用机器全部地完成或至少完成紧砂操作的造型工序。作的造型工序。（22）型）型(芯
11、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。（33）砂型）砂型(芯芯)的烘干。的烘干。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可分为两步进行：表面水分的蒸发和内部水分的迁移可分为两步进行：表面水分的蒸发和内部水分的迁移(扩散扩散)。烘干方法有表面烘干和整体烘干两种。烘干方法有表面烘干和整体烘干两种。（44）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。（55）浇注
12、。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。（66）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，还必须进行落砂、清理、表面处理等工作，才能得到合格必须进行落砂、清理、表面处理等工作，才能得到合格的铸件。的铸件。（77）铸件表面处理。）铸件表面处理。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。
13、n n 7.1.3 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。n n一一 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，称为金属型铸造。属型铸造。n n二二.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
14、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。图图7-4 7-4 熔模铸造工艺流程熔模铸造工艺流程n n 三 压力铸造a)a)合型浇注 合型浇注b)b)压射 压射c)c)开型顶出铸件 开型顶出铸件图 图7-5 7-5 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法，称为压力铸造，如图法，称
15、为压力铸造，如图7-57-5所示。所示。n n 四 离心铸造图7-6 离心铸造工艺流程图图7-6 7-6 离心离心铸铸造工造工艺艺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7-67-6所所示。示。n n 7.1.4 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，约占全车
16、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。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
17、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加大，需要切削加工的表面相应加厚。空心的铸件需要加大，需要切削加工的表面相应加厚。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(芯盒芯盒)。有了木模，就可。有了木模，就可以翻制空腔砂型以翻制空腔砂型(铸造也称为铸造也称为“翻砂翻砂”)。在制造砂型时，。在制造砂型时，要考虑上下砂箱怎样分开才能把木模取出，还要考虑铁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的铸
18、件。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，也就是将铁水灌入砂型的空砂型制成后，就可以浇注，也就是将铁水灌入砂型的空腔中。浇注时，铁水温度在腔中。浇注时，铁水温度在1250125013501350，熔炼时温度，熔炼时温度更高。更高。7.2 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 n 7.2.1 锻造材料的性能特点n n塑性好，变形抗力小
19、，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。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。n n 7.2.2 自由锻造a)a)冲一面 冲一面 b)b)冲另一面 冲另一面 c)c)冲孔完成 冲孔完成图 图7-7 7-7 双面冲孔示意图 双面冲孔示意图 a)a)准备冲孔 准备冲孔 b)b)冲孔完成 冲孔完成图 图7-8 7-8 单面冲空示意图 单面冲空示意图a)a)完全镦粗 完全镦粗b)b)端面镦粗 端面镦粗
20、c)c)中间镦粗 中间镦粗d)d)水压机 水压机用球面板镦粗 用球面板镦粗图 图7-9 7-9 镦粗 镦粗a)a)用大锤打弯 用大锤打弯b)b)用吊车打弯 用吊车打弯c)c)板料弯曲 板料弯曲d)d)角尺弯曲 角尺弯曲图 图7-10 7-10 弯曲 弯曲图7-11 错移a)a)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c)c)芯棒拔长 芯棒拔长图 图7-12 7-12 拔长 拔长7.2.2 7.2.2 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
21、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。n n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，以达到所需形状和尺寸的工艺过程，如冲孔形，以达到所需形状和尺寸的工艺过程，如冲孔(如图如图7-7-77、7-87-8所示所示)、墩粗（如图、墩粗（如图7-97-9所示）、错移（如图所示）、错移（如图7-117-11所所示）、弯曲（如图示）、弯曲（如图7-107-10所示
22、）、切割、扭转和拔长（如所示）、切割、扭转和拔长（如图图7-127-12所示）等。辅助工序是为基本工序操作方便而进所示）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、切肩等。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表面缺陷而进行的工序，如清精整工序是用以减少锻件表面缺陷而进行的工序，如清除锻件表面凸凹不平及整形等，一般在终锻温度以下进除锻件表面凸凹不平及整形等，一般在终锻温度以下进行行。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，同时需要留较大的加工余量，增加了机械加工的工时，不利于降低零件成
23、加工余量，增加了机械加工的工时，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的空气锤。的空气锤。图图7-13 7-13 空气锤空气锤n n 7.2.3 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
24、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。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：（11）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。（22）模锻件尺寸精确，加工余量小。）模锻件尺寸精确，加工余量小。（33）模锻可以锻造出形状比较复杂的锻件。若用自由锻）模锻可以锻造出形状比较复杂的锻件。若用自由锻来生产，则必须加大敷料
25、来简化形状。来生产，则必须加大敷料来简化形状。（44）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。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、压力机上模锻等。机上模锻等。n n（一）锤上模锻（一）锤上模锻n n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的模锻
26、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。图图7-14 7-14 连杆的模锻连杆的模锻n n（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法，称为胎模锻造。法，称为胎模锻造。n n 7.2.4 板料冲压图图7-15 7-15 冲压件冲压件n n板料冲压是利用冲模使板料产生分离或成形的加工方法。板料冲压是利用冲模使板料产生分离或成形的加工方法。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7-157-15为各种冲压件。板料冲
27、压具有下列特点：为各种冲压件。板料冲压具有下列特点：（11）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。（22）产品具有足够高的精度和较低的表面粗糙度，互换）产品具有足够高的精度和较低的表面粗糙度，互换性能好。性能好。（33）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。（44）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。n n一冲压基本工序一冲压基本工序n n冲压生产有很多种工序，其基本工序有分离工序和变形冲压生产有很多种
28、工序，其基本工序有分离工序和变形工序两大类。工序两大类。n n（一）分离工序（一）分离工序n n11 剪切剪切n n剪切是指以两个相互平行或交叉的刀片对金属材料进行剪切是指以两个相互平行或交叉的刀片对金属材料进行切断的工序。切断的工序。主要用于下料主要用于下料,将板料切成冲压所需的具将板料切成冲压所需的具有有 一定宽度的条料。一定宽度的条料。如图如图7-167-16所示。所示。1 1、8 8 下刀刃 下刀刃 2 2、6 6 上刀刃 上刀刃 3 3 导轨 导轨 4 4、5 5 滑块 滑块7 7、11 11 钢板 钢板 9 9 工作台 工作台 10 10 挡铁 挡铁图 图7-16 7-16 剪切
29、剪切n n22 落料及冲孔落料及冲孔 n n落料和冲孔的工艺过程完全相同落料和冲孔的工艺过程完全相同,当坯料被冲下的部分当坯料被冲下的部分为成品时为成品时,该工艺过程称为落料；当坯料的周边为成品该工艺过程称为落料；当坯料的周边为成品时时,该工艺过程称为冲孔。落料与冲孔总称为冲裁。如该工艺过程称为冲孔。落料与冲孔总称为冲裁。如图图7-177-17所示。所示。图图7-17 7-17 冲裁冲裁n n3.3.整修整修 n n整修是指利用整修模沿冲裁件的外缘或内孔刮去一层薄整修是指利用整修模沿冲裁件的外缘或内孔刮去一层薄薄的切屑，以提高冲裁件的加工精度和剪断面的光洁度薄的切屑，以提高冲裁件的加工精度和剪
30、断面的光洁度的冲压方法，如图的冲压方法，如图7-187-18所示。所示。图图7-18 7-18 整修整修（二）变形工序（二）变形工序 弯曲是将板料、型材或管材在弯矩作用下弯成具有一定曲弯曲是将板料、型材或管材在弯矩作用下弯成具有一定曲率和角度的制件的成形方法。率和角度的制件的成形方法。图图7-197-19为常用弯曲示意图。为常用弯曲示意图。图图7-19 7-19 弯曲过程弯曲过程n n2.2.拉深拉深n n拉深是指变形区在一拉一压的应力状态作用下拉深是指变形区在一拉一压的应力状态作用下,使板料使板料（浅的空心坯）或形为空心件（深的空心件）而厚度基（浅的空心坯）或形为空心件（深的空心件）而厚度基
31、本不变的加工方法。本不变的加工方法。如图如图7-207-20所示。所示。图图7-20 7-20 拉深拉深n n3.3.翻边翻边 n n翻边是指在毛坯的平面部分或曲面部分的边缘，沿一定翻边是指在毛坯的平面部分或曲面部分的边缘，沿一定曲线翻起竖立直边的成形方法曲线翻起竖立直边的成形方法。图。图7-217-21为用凸凹模获得为用凸凹模获得内凸缘的加工方法。内凸缘的加工方法。图图7-21 7-21 翻边翻边44 胀形胀形 板料或空心坯料在双向拉应力作用下，使其产生塑性变板料或空心坯料在双向拉应力作用下，使其产生塑性变形取得所需制件的成形方法。如图形取得所需制件的成形方法。如图7-227-22所示所示。
32、a)a)液压成形 液压成形 b)b)橡皮成形 橡皮成形1-1-液体 液体 2 2、6 6 凸模 凸模 3 3、7 7 橡皮 橡皮 4 4、8 8 制件 制件 5 5、9 9 凹模 凹模图 图7-22 7-22 胀形 胀形n n在生产实际中在生产实际中,绝大多数冲压件要经过好几道工序才能绝大多数冲压件要经过好几道工序才能生产出来。图生产出来。图7-237-23是挡油盘环的冲压生产过程。图中第是挡油盘环的冲压生产过程。图中第一道工序是落料和拉深一道工序是落料和拉深；第二道工序是冲出第二道工序是冲出27mm 27mm 的的孔和三个孔和三个4mm 4mm 的孔的孔；第三道工序是孔翻边第三道工序是孔翻边
33、；第四道第四道工序是孔扩张胀形工序工序是孔扩张胀形工序。图 图7-23 7-23 挡油盘环的冲压工艺过程 挡油盘环的冲压工艺过程n n二冲压件的精度和表面质量二冲压件的精度和表面质量 n n对冲压件的精度要求不应过高对冲压件的精度要求不应过高,否则会提高制件的生产否则会提高制件的生产成本。成本。n n 三 冲压生产设备图图7-24 7-24 剪床剪床图图7-25 7-25 冲床冲床冲压生产中常用的设备是剪床和冲床（如图冲压生产中常用的设备是剪床和冲床（如图7-247-24、7-25 7-25 所所示）。示）。7.2.5 锻造在汽车制造中的应用 在汽在汽车车制造制造过过程中，广泛地采用程中，广泛
34、地采用锻锻造的加工方法，如汽造的加工方法，如汽车车的的齿轮齿轮和和轴轴等的毛坯就是用自由等的毛坯就是用自由锻锻造的方法加工；汽造的方法加工；汽车车的模的模锻锻件的典型例子是：件的典型例子是：发动发动机机连连杆和曲杆和曲轴轴、汽、汽车车前前轴轴、转转向向节节等。等。n n冷冲压或板料冲压是使金属板料在冲模中承受压力而被冷冲压或板料冲压是使金属板料在冲模中承受压力而被切离或成形的加工方法。采用冷冲压加工的汽车零件有：切离或成形的加工方法。采用冷冲压加工的汽车零件有：发动机油底壳，制动器底板，汽车车架以及大多数车身发动机油底壳，制动器底板，汽车车架以及大多数车身零件。这些零件一般都经过落料、冲孔、拉
35、深、弯曲、零件。这些零件一般都经过落料、冲孔、拉深、弯曲、翻边、修整等工序而成形。为了制造冷冲压零件，必须翻边、修整等工序而成形。为了制造冷冲压零件，必须制备冲模。冲模通常分为制备冲模。冲模通常分为22块，其中一块安装在压床上块，其中一块安装在压床上方并可上下滑动，另一块安装在压床下方并固定不动。方并可上下滑动，另一块安装在压床下方并固定不动。生产时，坯料放在生产时，坯料放在22块冲模之间，当上下模合拢时，冲块冲模之间，当上下模合拢时，冲压工序就完成了。冲压加工的生产率很高，并可制造形压工序就完成了。冲压加工的生产率很高，并可制造形状复杂而且精度较高的零件状复杂而且精度较高的零件.7.3 焊接
36、n n焊接是通过加热或加压，或者两者并用，使两个分离的焊接是通过加热或加压，或者两者并用，使两个分离的金属达到原子结合，联接成一个整体的加工方法，焊接金属达到原子结合，联接成一个整体的加工方法，焊接是不可拆联接，它不仅可以联接各种同类的金属，也可是不可拆联接，它不仅可以联接各种同类的金属，也可以联接各种不同类金属。以联接各种不同类金属。n n焊接的方法很多，按焊接的结合特点可分为熔焊，压焊焊接的方法很多，按焊接的结合特点可分为熔焊，压焊和钎焊三大类。和钎焊三大类。7.3.1 电弧焊n n焊条电弧焊焊条电弧焊是工业生产中应用最广泛的是工业生产中应用最广泛的焊接方法焊接方法，它，它的原理是利用电弧
37、放电（俗称电弧燃烧）所产生的热的原理是利用电弧放电（俗称电弧燃烧）所产生的热量将焊条与工件互相熔化并在冷凝后形成焊缝，从而量将焊条与工件互相熔化并在冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接头的焊接过程，如图获得牢固接头的焊接过程，如图7-267-26所示所示 图图7-26 7-26 电弧焊电弧焊n n（一）焊条图 图7-27 7-27 焊条结构 焊条结构手工电弧焊使用的焊条由焊芯和药皮组成 手工电弧焊使用的焊条由焊芯和药皮组成，如图，如图7-27 7-27所示。所示。1.1.焊焊芯芯焊焊芯是芯是焊焊接接专专用的金属用的金属丝丝，是，是组组成成焊缝焊缝金属的主要材料。金属的主要材料。焊焊接接时焊时焊芯的作
38、用是：一是芯的作用是：一是导电导电，产产生生电电弧；二是熔化弧；二是熔化后作后作为为填充金属，与熔化的母材一起形成填充金属，与熔化的母材一起形成焊缝焊缝。2.2.药药皮皮焊焊条条药药皮由皮由矿矿石粉和石粉和铁铁合金粉等原料按一定比例配制而成。合金粉等原料按一定比例配制而成。药药皮的主要作用是保皮的主要作用是保证焊证焊接接电电弧的弧的稳稳定燃定燃烧烧，防止空气，防止空气进进入入焊焊接熔池，添加合金元素，保接熔池，添加合金元素，保证焊缝证焊缝具有良好的力学性具有良好的力学性能。能。n n33 分类及牌号分类及牌号n n按用途的不同，电焊条有结构钢焊条、不锈钢焊条、铸按用途的不同，电焊条有结构钢焊条
39、、不锈钢焊条、铸铁焊条等，其中结构钢焊条应用最广。我国生产的结构铁焊条等，其中结构钢焊条应用最广。我国生产的结构钢焊条主要用于焊接低碳钢和低合金结构钢，其牌号是钢焊条主要用于焊接低碳钢和低合金结构钢，其牌号是汉字拼音字首加上三位数字表示的。汉字拼音字首加上三位数字表示的。n n（二）电弧焊与用具（二）电弧焊与用具n n11 电弧焊机电弧焊机图 图7-28 7-28 交流电焊机 交流电焊机图 图7-29 7-29 直流电焊机 直流电焊机n n（11）交流手弧焊机，如图）交流手弧焊机，如图7-287-28所示，所输出的焊接电流所示，所输出的焊接电流是交流电，实际上是一种特殊的降压变压器。交流手弧是
40、交流电，实际上是一种特殊的降压变压器。交流手弧焊机具有结构简单、价格低廉、使用可靠和维修方便等焊机具有结构简单、价格低廉、使用可靠和维修方便等特点，但电弧稳定性不如直流手弧焊机。特点，但电弧稳定性不如直流手弧焊机。n n（22）直流手弧焊机，如图）直流手弧焊机，如图7-297-29所示，直流手弧焊机有旋所示，直流手弧焊机有旋转式和整流式两种，特别适用于焊接薄钢板、合金钢、转式和整流式两种，特别适用于焊接薄钢板、合金钢、铜合金、铝合金及其他重要焊件。铜合金、铝合金及其他重要焊件。n n22 电焊用具电焊用具n n手工电弧焊必备的焊接用具有焊接电缆、焊钳、面罩，手工电弧焊必备的焊接用具有焊接电缆、
41、焊钳、面罩，以及钢丝刷、尖头手锤和扁錾子等。焊钳和面罩如图以及钢丝刷、尖头手锤和扁錾子等。焊钳和面罩如图7-7-3030所示。所示。n n 图 图7-30 7-30 焊钳和面罩 焊钳和面罩n n（三）焊缝空间位置（三）焊缝空间位置n n按焊缝在空间位置的不同，可分为平焊、立焊、横焊按焊缝在空间位置的不同，可分为平焊、立焊、横焊和仰焊四种和仰焊四种，如图，如图7-3127-312所示。所示。(a)(a)平焊；平焊；(b)(b)立焊；立焊；(c)(c)横焊；横焊；(d)(d)仰焊 仰焊图 图7-31 7-31焊缝的空间位置 焊缝的空间位置n n（四）基本工艺（四）基本工艺n n手工电弧焊的基本工艺
42、如下：手工电弧焊的基本工艺如下：图 图7-32 7-32 各种焊接坡口 各种焊接坡口n na.a.在焊接前清理焊接表面，以免影响电弧引燃和焊缝的在焊接前清理焊接表面，以免影响电弧引燃和焊缝的质量。质量。n nb.b.准备好接头形式（图准备好接头形式（图7-327-32所示的坡口型式）。坡口的所示的坡口型式）。坡口的作用是使焊条、焊丝或焊炬（气焊时喷射乙炔作用是使焊条、焊丝或焊炬（气焊时喷射乙炔-氧气火氧气火焰的喷嘴）能直接伸入坡口底部以保证焊透，并有利于焰的喷嘴）能直接伸入坡口底部以保证焊透，并有利于脱渣和便于焊条在坡口内作必要的摆动，以获得良好的脱渣和便于焊条在坡口内作必要的摆动，以获得良好
43、的熔合。坡口的形状和尺寸主要取决于被焊材料及其规格熔合。坡口的形状和尺寸主要取决于被焊材料及其规格（主要是厚度）以及采取的（主要是厚度）以及采取的焊接方法焊接方法、焊缝形式等。、焊缝形式等。n n（五）焊接参数（五）焊接参数n n为了保证焊接质量和提高生产率，必须正确选择焊接参为了保证焊接质量和提高生产率，必须正确选择焊接参数。焊条电弧焊的焊接参数包括焊条直径、焊接电流及数。焊条电弧焊的焊接参数包括焊条直径、焊接电流及焊接速度等。焊接速度等。n n焊条直径主要根据焊件厚度来选择。焊接厚板时应选较焊条直径主要根据焊件厚度来选择。焊接厚板时应选较粗的焊条。平焊低碳钢时，焊条直径可按表粗的焊条。平焊
44、低碳钢时，焊条直径可按表7-17-1选取。选取。n n 表7-1 焊条直径的选择n n 7.3.2 电阻焊n n电阻焊是将被电阻焊是将被焊工焊工件压紧于两电极之间，并施以电流，件压紧于两电极之间，并施以电流，利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。电阻焊方法主要有三种，即点焊、缝焊、对焊。方法。电阻焊方法主要有三种，即点焊、缝焊、对焊。n n一点焊一点焊n n1.1.点焊简介点焊简介n n图图7-33 7-33 点焊示意图点焊示意图n n
45、点焊是将焊件装配成搭接接头，并压紧在两柱状电极之点焊是将焊件装配成搭接接头，并压紧在两柱状电极之间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。点焊主要用于薄板焊接。点焊通常分为双面点焊（如图点焊主要用于薄板焊接。点焊通常分为双面点焊（如图7-337-33所示）和单面点焊两大类。所示）和单面点焊两大类。n n点焊的工艺过程：点焊的工艺过程：n n11）预压，保证工件接触良好。）预压，保证工件接触良好。n n22）通电，使焊接处形成熔核及塑性环。）通电，使焊接处形成熔核及塑性环。n n33）断电锻压，使熔核在压力继续作用下冷却结晶，形）断电锻压
46、，使熔核在压力继续作用下冷却结晶，形成组织致密、无缩孔、裂纹的焊点。成组织致密、无缩孔、裂纹的焊点。n n22常用金属的点焊常用金属的点焊n n11）焊前的工件清理）焊前的工件清理n n22）镀锌钢板的点焊）镀锌钢板的点焊n n镀锌钢板大致分为镀锌钢板大致分为电镀电镀锌钢板和热浸镀锌钢板，前者的锌钢板和热浸镀锌钢板，前者的镀层比后者薄。镀层比后者薄。n n33）低碳钢的点焊）低碳钢的点焊n n44）淬火钢的点焊）淬火钢的点焊n n55）镀铝钢板的点焊）镀铝钢板的点焊n n66）不锈钢的点焊）不锈钢的点焊n n77）铝合金的点焊）铝合金的点焊n n88）铜和铜合金的点焊）铜和铜合金的点焊n n
47、二二 缝焊缝焊n n缝焊的过程与点焊相似，只是以旋转的圆盘状滚轮电极缝焊的过程与点焊相似，只是以旋转的圆盘状滚轮电极代替柱状电极，将焊件装配成搭接或对接接头，并置于代替柱状电极，将焊件装配成搭接或对接接头，并置于两滚轮电极之间，滚轮加压焊件并转动，连续或断续送两滚轮电极之间，滚轮加压焊件并转动，连续或断续送电，形成一条连续焊缝的电阻焊方法。缝焊主要用于焊电，形成一条连续焊缝的电阻焊方法。缝焊主要用于焊接焊缝较为规则、要求密封的结构，板厚一般在接焊缝较为规则、要求密封的结构，板厚一般在3mm3mm以以下。下。n n三三 对焊对焊 n n对焊（对接电阻焊的简称）是利用电阻热将两工件沿整对焊（对接电
48、阻焊的简称）是利用电阻热将两工件沿整个端面同时焊接起来的一类电阻焊方法。对焊的生产率个端面同时焊接起来的一类电阻焊方法。对焊的生产率高、易于实现自动化，因而获得广泛应用。高、易于实现自动化，因而获得广泛应用。n n（11）应用范围：）应用范围：n n11）工件的接长）工件的接长 例如带钢、型材、线材、例如带钢、型材、线材、钢筋钢筋、钢轨、钢轨、锅炉钢管、石油和天然气输送等管道的对焊。锅炉钢管、石油和天然气输送等管道的对焊。n n22）环形工件的对焊）环形工件的对焊 例如汽车轮辋和自行车、摩托车轮例如汽车轮辋和自行车、摩托车轮圈的对焊、各种链环的对焊等。圈的对焊、各种链环的对焊等。n n33）部
49、件的组焊）部件的组焊 将简单轧制、锻造、冲压或机加工件对将简单轧制、锻造、冲压或机加工件对焊成复杂的零件，以降低成本。例如汽车方向轴外壳和焊成复杂的零件，以降低成本。例如汽车方向轴外壳和后桥壳体的对焊，各种连杆、拉杆的对焊，以及特殊零后桥壳体的对焊，各种连杆、拉杆的对焊，以及特殊零件的对焊等。件的对焊等。n n44）异种金属的对焊）异种金属的对焊 可以节约贵重金属，提高产品性能。可以节约贵重金属，提高产品性能。例如例如刀具刀具的工作部分（高速钢）与尾部（中碳钢）的对的工作部分（高速钢）与尾部（中碳钢）的对焊，内燃机排气阀的头部（耐热钢）与尾部（结构钢）焊，内燃机排气阀的头部（耐热钢）与尾部（结
50、构钢）的对焊，铝铜导电接头的对焊等。的对焊，铝铜导电接头的对焊等。n n（2 2）分类：）分类：n n 电阻对焊；电阻对焊；闪光对焊 闪光对焊n n 四电阻焊的特点 四电阻焊的特点n n 电阻焊的优点：电阻焊的优点：n n 1 1）熔核形成时，始终被塑性环包围，熔化金属与空气隔绝，冶）熔核形成时，始终被塑性环包围，熔化金属与空气隔绝，冶金过程简单。金过程简单。n n 2 2）加热时间短，热量集中，故热影响区小，变形与应力也小，）加热时间短，热量集中，故热影响区小，变形与应力也小，通常在焊后不必安排校正和热处理工序。通常在焊后不必安排校正和热处理工序。n n 3 3）不需要）不需要焊丝 焊丝、焊