汽车及其零件制造工艺基础

1、第一节 铸造工艺基础 第二章 汽车及其零件制造中常用制造工艺基础知识 1铸造工艺概要 将熔化的金属液浇注到铸型中，经冷却凝固后获得所需形状和尺寸的成形方法，这种方法称为铸造。铸造生产的特点是：(1) 不但可以生产与机械零件形状接近的毛坯，而且可以生产半成品甚至成品，这样可以大大减少机械加工及金属的消耗。(2) 一般说来，可以制造任何尺寸、质量和复杂形状的铸件。(3) 可以用其他方法不能加工或不易加工的材料生产铸件，如铸铁、南锰钢等。(4) 生产成本低。1铸造工艺概要 我国铸造技术的辉煌历史司母戊大方鼎 铜奔马(马踏飞燕)1铸造工艺概要 我国铸造技术的辉煌历史曾侯乙编钟1铸造工艺概要 我国铸造技

2、术水平图片 汽车铸件特性的主要要求是： (1)铸件形状复杂，常需使用砂芯； (2)尺寸精度高； (3)采用薄壁铸件以减轻质量； (4)材质稳定； (5)具有足够的耐压性和抗压性。 针对上述要求，所采用新的铸造技术有：自动化的高速高压造型法、大型低频感应电炉熔炼法，或冲天炉低频电炉的双联熔炼法、强韧铸铁的薄壁轻型铸件、精密铸造法等。 1 铸造工艺概要 铸造分类铸造分类 由所采用的各种工艺方法，铸造分成砂型铸造和特种铸造两大类。砂型铸造砂型铸造 液态金属完全靠重力充满整个铸型型腔，且直接形成铸型的原材料主要为型砂，这种铸造方法称为砂型铸造特种铸造特种铸造 凡不同于砂型铸造的所有铸造方法，统称为特种

3、铸造 。 1 铸造工艺概要 汽车铸件生产采用多种各具特色的铸造方法，其中有代表性的几种有：砂型铸造、壳型铸造、压力铸造 铸造车间平面布置 确定铸造车间平面布置时，应注意： (1)缩短搬运距离，并使产品流通顺畅； (2)设备作立体布置，充分利用空间； (3)提高车间的机械化、自动化程度，充分进行检测管理； (4)改善劳动环境。 汽车常用铸造方式1 铸造工艺概要 合金的铸造性能合金的铸造性能1.流动性流动性：液态合金的流动能力 液态金属的流动性好，充型能力强充型能力强，能浇出形状复杂、壁薄的铸件，避免产生浇不足、冷隔等缺陷;有利于金属液中气体和夹杂物的上浮和排除，可减少气孔、渣眼等缺陷;铸件在凝固

4、及收缩过程中，可得到来自冒口的液态合金的补充，可防止铸件产生缩孔、缩松等缺陷。影响流动性的因素很多，主要有合金成分合金成分、浇注温度、浇注压力和铸型等。 液态金属的充型能力液态金属的充型能力是指液态金属流经浇注系统并充满铸型型腔的全部空间，形成轮廓清晰、形状完整的铸件的能力。 充型能力是铸造过程中对液态金属的基本要求，是液态金属重要的铸造性能指标。1 铸造工艺概要 合金的铸造性能合金的铸造性能2.收缩性收缩性：合金在冷却凝固过程中，其体积和尺寸减小的现象 合金从浇注温度冷却到室温要经过液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段。液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔的基本原因。固态收缩是产生铸造应力、变形

5、和裂纹的基本原因。影响铸件收缩的主要因素有合金成分合金成分，浇注温度以及铸型和铸件结构等。1 铸造工艺概要 合金的铸造性能合金的铸造性能3.偏析及吸气性偏析及吸气性：在铸件中出现成分不匀的现象为偏析，合金在熔炼和浇 注时吸收气体的性 能称为合金的吸气性 偏析使铸件性能不均匀，严重时会使铸件报废。在合金液冷凝过程中，随着温度降低会析出过饱和气体。若这些气体来不及从合金液中逸出，将在铸件中形成气孔、针孔或非金属夹杂物，从而降低了铸件的力学性能和致密性。 偏析可分为微观偏析和宏观偏析两大类。微观偏析又称显微偏析，是指微小范围内的化学成分不均匀现象;宏观偏析又称区域偏析，是指铸件各部位之间大范围内的化

6、学成分的不均匀现象。1 铸造工艺概要 部件零 件 名 称材 料化学成分/(%)发动机汽缸盖普通铸铁C:3.203.40,Si:1.602.00,Mn:0.60.8,P0.25,S0.1合金铸铁C:3.303.50,Si:1.902.10,Mn:0.60.8,Cr:0.20.4汽缸体普通铸铁C:3.203.40,Si:1.602.00,Mn:0.60.8,P0.25,S0.1合金铸铁C:3.353.55,Si:1.902.10,Mn:0.60.8,Cr:0.10.3,Cu:0.60.8曲轴球墨铸铁C:3.553.70,Si:2.302.45,Mn:0.250.35Cu:0.750.85,Mg:0

7、.040.05凸轮轴合金铸铁C:3.453.65,Si:1.751.95,Mn:0.60.8,Cr:0.10.2活塞铝合金Si:11.512.5,Ni:1.82.2,Cu:0.81.2,Mg:0.61.0,Fe0.4典型汽车铸件成分举例典型汽车铸件成分举例 1铸造工艺概要 部件零 件 名 称材 料化学成分/(%)变速器拨叉变速器壳球墨铸铁铝合金C:3.653.80, Si:2.402.60, Mn:0.20.3, Mg:0.040.05Si:9.010.0, Cu:3.0, 4.0, Fe0.8离合器离合器盘合金铸铁C:3.303.50, Si:1.802.00, Mn:0.60.8, Cr:

8、0.20.4制动器制动鼓普通铸铁C:3.303.60, Si:1.401.90, Mn:0.60.9, P0.2, SS，避免增加孔的冲压难度。(二)弯曲件的结构工艺性1)弯曲件的圆角半径不能小于最小弯曲半径，也不宜过大。2)弯曲件的形状应尽量对称，弯曲半径应左右对称，保证板料不会因摩擦阻力不均而产生滑移。3)弯曲边不要过短，应使弯曲边平直部分的高度H2S，见图。4)弯曲带孔件时，孔的位置如图2-27b所示，L (1.52) S，这样可避免孔的变形。5)弯曲件的尺寸精度一般不应超过IT9IT10。二、冲压件的结构工艺性返回二、冲压件的结构工艺性 (三)拉深件的结构工艺性 1)拉深件形状力求简单

9、，避免圆锥形、球面形和空间复杂曲面形，尽量采用轴对称的形状，使零件变形均匀和模具加工制造方便。 2)应使拉深件高度尽可能减低，过高、过深的拉深件易出现废品，需要多次拉深。 3)对于半敞开或不对称的拉深件可采用合冲工艺，即将两个或几个零件合并成对称形状，一起冲压，然后切开，以减少工序、节约材料、保证质量 4)对带凸缘拉深件的凸缘宽度要适当。凸缘过宽，需增加拉深次数;但凸缘尺寸过小，拉深时压边圈不易压住，反而容易起皱。 5)拉深圆筒形件时，底与壁间的圆角半径应满足rPS，凸缘与壁间的圆角半径要满足rd2S。6)拉深件的尺寸精度不能要求过高，其高度尺寸精度应不高于IT16ITI7，直径尺寸精度应不高于IT12IT16。三、冲模 冲模可分为简单模、复合模和连续模三种：(一)简