《汽车制造工艺学》第二章

内容提要学习要求:了解：制造工艺根底知识〔铸造、锻造、焊接、冲压、粉末冶金、塑料成型〕；熟习：毛坯制造方法的选择原那么；引见：汽车及其零件制造中常用制造工艺根底知识：铸造、锻造、焊接、冲压、粉末冶金、塑料成型，初步掌握毛坯的选择方法。重点：掌握毛坯制造方法的选择原那么。铸造工艺根底2.1铸造工艺根底铸造是机器制造业中消费毛坯的工艺方法之一，它是将溶化后金属浇注到具有与零件外形相顺应的铸型空腔中，待其冷却凝固后，以获得零件或毛坯的方法。一、概述铸造获得零件或毛坯就材质而言，铸铁、铸钢、铸铝、铸铜等应有尽有，仅铸铁就采用了灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁及合金铸铁。可以说，汽车工业使各种铸铁材质到达物尽其用的地步。液体金属完全靠重力充溢整个铸型型腔，且直接构成铸型的原资料主要为型砂，这种铸造方法称为砂型铸造。在汽车铸件消费中，砂型铸造所消费的铸件占整个汽车铸件的90%以上。凡不同于砂型铸造的一切铸造方法，统称为特种铸造。汽车用铸件的主要特点是壁薄、外形复杂、尺寸精度高、质量轻、可靠性好、消费批量大等。铸件普通汽车自重的20%左右，仅次于钢材用量。铸造工艺根底〔一〕铸造的特点及分类就所采用的各种工艺方法而言，普通习惯将铸造分成砂型铸造和特种铸造两大类。铸造工艺根底〔二〕合金的铸造性能合金在铸件过程中所表现出来的性能统称为合金的铸造性能，主要是指流动性、收缩性、偏析性和吸气性。1.流动性合金的流动性是指液态液态合金本身的流动才干。它与金属的成分、浇铸温度、浇铸压力及铸型有关。金属的流动性对补缩、防裂，获得优质铸件有较大影响。液态金属的流动性好，充型才干强，能浇出外形复杂、薄壁的铸件，防止产生浇缺乏、冷隔等缺陷；液态金属的流动性好，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；液态金属的流动性好，铸件在凝固及收缩过程中，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。铸造工艺根底2.收缩性合金从液态冷却至常温过程中，所发生的体积减少景象称为收缩。合金的收缩分为三个阶段：液态收缩阶段凝固收缩阶段固态收缩阶段影响铸件收缩的主要缘由有：合金成分浇注温度铸型和铸件构造固体收缩是铸件中许多缺陷，如缩孔、缩松、热裂、应力、变形和冷裂等产生的根本缘由。铸造工艺根底★3.偏析及吸气性在铸铁中出现化学成分不均匀的景象称为偏析。偏析使铸件性能不均匀，严重时会使铸件报废。为了减少合金的吸气性，常采用如下措施：缩短熔炼时间，选用烘干过的炉料；在溶剂覆盖层下或在维护性气体介质中熔炼合金；提高铸型和型芯的透气性；降低外型资料中的含水量等。合金在熔炼和浇铸时吸收气体的性能称为合金的吸气性。在合金液冷凝过程中，随着温度降低会析出饱和气体。假设这些气体来不及从合金液中逸处，将在铸件中构成气孔、针孔或非金属夹杂物〔如FeO、AI2O3等〕，从而降低了铸件的力学性能和致密性。汽车铸造分成砂型铸造和特种铸造两大类。砂型铸造的外型工艺二、砂型铸造的外型工艺〔一〕砂型铸造的铸造工艺外型工艺是指用型砂和模型制造铸型的过程，是砂型铸造的铸造工艺中最重要的组成部分。目前90%以上的铸件是用砂型铸造方法消费的。外型方法分手工外型和机器外型两大类。铸造工艺过程主要由以下几个部分组成：外型造芯砂型及型芯烘干合型熔炼金属浇铸落砂和清理检验砂型铸造的外型工艺砂型铸造的外型工艺〔二〕外型资料和外型方法制造铸型用的资料称为外型资料。主要指型砂和芯砂。它由原砂、黏结剂〔黏土、特殊黏结剂：桐油、合脂)、特殊附加物组成。对型砂和芯砂性能的要求：可塑性、强度、耐火性、透气性、退让性。外型就是用型砂和模型制造铸型的过程。外型方法分手工外型和机器外型两大类。手工外型是指全部用手工或手开工具完成的外型过程。主要用于单件和小批消费，也用于外形复杂和大型铸件的消费。机器外型是指用机器完成全部或至少完成紧砂操作的外型过程。主要在大量消费时运用。砂型铸造的外型工艺〔三〕铸件浇铸位置和分型面的选择浇注位置是指浇注时铸件所处的位置。分型面是指两半个铸型相互接触的外表。他们的选择原那么主要是保证铸件质量和简化外型工艺。普通情况下，应先选择浇铸位置后决议分型面。但在消费中由于浇铸位置的选择和分型面确实定有时相互矛盾，所以必需综合分析各种方案的利弊，选择最正确方案。砂型铸造的外型工艺1、浇铸位置的选择原那么〔1〕铸件的重要加工面应朝下普通情况下，铸件浇注位置的上面比下面铸造缺陷多，所以应将铸件的重要加工面或主要受力运用面等要求较高的部位放到下面，假设有困难那么可放到侧面或斜面。砂型铸造的外型工艺〔2〕铸件的大外表应朝下由于浇注时的热辐射作用，铸型型腔上外表的型砂容易拱起和开裂，使铸件上外表产生加砂和夹杂缺陷，因此应使铸件的大外表应朝下。〔3〕铸件薄壁部分应放下部薄壁铸件应将薄而大的平面放到下面或侧立、倾斜，添加充型压力，提高金属充型才干，以防止出现浇缺乏或冷隔等缺陷。砂型铸造的外型工艺〔4〕保证铸件实现定向凝固对于合金收缩大，壁厚不均的铸件，需求补缩时，应从顺序凝固的原那么出发，将厚大部分放在上面或侧面，以便于安放冒口和冷铁。〔5〕便于型芯的固定、安装、排气和合型应尽能够防止运用吊砂、吊芯或悬壁式砂芯。如左图如图2-3所示正确砂型铸造的外型工艺2、分型面的选择原那么分型面应尽量采用平直面，防止挖砂外型，使操作方便，提高消费率。即使采用机器外型，也可简化模板。〔1〕分型面应尽量采用平直面〔2〕分型面数量应尽量减少砂型铸造的外型工艺为了简化操作过程，保证铸件尺寸精度，应尽量减少分型面的数目，减少活块的数目。三箱两箱双联齿轮分型面的选择砂型铸造的外型工艺〔3〕尽量将铸件全部或大部分放在同一个砂型中尽量将铸件的重要加工面或大部分加工面和加工基准面放在同一个砂型中，而且尽能够放在下箱，可提高铸件精度。砂型铸造的外型工艺〔4〕应尽量减少型芯和活块的数目砂型铸造的外型工艺〔5〕分型面普通选在铸件的最大截面上为了起模方便，分型面普通选在铸件的最大截面上，但留意不要使容貌在一箱内过高。砂型铸造的外型工艺〔四〕工艺参数的选择铸造工艺方案确定以后，还要选择各种工艺参数〔1〕机械加工余量为了保证铸件加工面尺寸和零件精度，在铸件加工外表上留出的、预备切去的金属层厚度，称为机械加工余量。机械加工余量的大小取决于铸造合金的种类、外型方法、铸件大小及加工外表在铸型中的位置等诸多要素。铸钢件外表粗糙，变形大，加工余量大；非铁合金外表较光洁，加工余量小；铸件越大，越复杂，加工余量越大；铸件的顶面比底面和侧面的加工余量大。砂型铸造的外型工艺〔2〕起模斜度为了方便起模，在容貌、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免损坏砂芯。容貌越高，斜度取值越小；内壁斜度比外壁斜度大；手工外型比机器外型的斜度大；铸件外壁斜度普通取0.5°~4°。砂型铸造的外型工艺〔3〕铸造圆角为了防止铸件在壁的衔接和拐角处产生应力和裂纹，防止铸型的尖角损坏和产生砂眼，在设计铸件时，铸件壁的衔接和拐角部分应设计成圆角。〔4〕型芯头为了保证型芯在铸件中的定位、支撑和排气。摸样和芯头都要设计出型芯头。型芯头是指伸出铸件以外不与金属接触的砂芯部分，并它们之间的尺寸和外形要留有装配用的芯头间隙。砂型铸造的外型工艺〔4〕收缩余量由于合金的线收缩，铸件冷却后的尺寸将比型腔尺寸略为减少，为保证铸件的应有尺寸，模型尺寸必需比铸件放大一个该合金的收缩量。普通：灰铸铁的收缩余量为0.8%~1.0%；铸钢的收缩余量为1.8%~2.2%；铸造铝合金的收缩余量为1.0%~1.5%；收缩余量的大小除了与合金种类有关外，还与铸造工艺、铸件在收缩时的受阻情况有关。三、铸件的构造工艺性砂型铸造的外型工艺铸件构造工艺性是指所设计的铸件构造不仅能保证零件运用性能的要求，而且还能顺应铸造工艺和合金铸造性能的要求。铸造构造设计能否合理，对铸件质量、铸造本钱和消费率有很大的影响。〔一〕铸造工艺对铸件构造的要求〔1〕减少和简化分型面〔分型面容易使铸件产生错型，影响铸件外形和尺寸精度〕。砂型铸造的外型工艺〔2〕起模方便，防止运用活块和型芯〔改良妨碍起模的凸台、凸缘、筋板的构造〕砂型铸造的外型工艺〔3〕尽量取消铸件外表侧凹〔能减少型芯；便于型芯的定位〕砂型铸造的外型工艺〔4〕有利于型芯的固定、排气和清理砂型铸造的外型工艺〔5〕铸件构造斜度的设计铸件构造设计时，思索到起模方便，应在垂直于分型面的不加工立壁上设计出斜度。设计斜度要比制造摸样时给出的起模斜度大，这样便于制造摸样时不在思索起模斜度，从而使起模方便，铸件精度高。采用机器外型时，设计斜度取0.5°~1°；用手工外型时，取的1°~3°。铸件内壁斜度要大于外侧面。砂型铸造的外型工艺〔二〕合金铸造性能对铸件构造的要求〔1〕铸件的壁厚应合理〔不同的合金、不同的铸造条件，对合金的流动性影响很大。为了获得完好、光滑的合格铸件，铸件壁厚设计应大于该合金在一定铸造条件下所能得到的“最小壁厚〞〕。表2-1列举了在砂型铸造条件下铸件的最小壁厚铸件构造的设计应思索到合金的铸造性能要求，防止产生缩孔、缩松、浇缺乏、变形和裂纹等铸造缺陷。壁厚太大易产生缩孔〔2〕壁厚力求均匀金属过多地聚集在一同，使铸件冷却不均匀，构成较大的内应力，而且易构成缩孔、缩松及裂纹。因此应取消不用要的厚大部分，减小、减少热节。砂型铸造的外型工艺砂型铸造的外型工艺〔3〕铸件壁的衔接和圆角要合理铸件的壁厚应力求均匀，假设因构造所需，不能到达厚薄均匀，那么铸件各部分不同壁厚的衔接应采用逐渐过渡。砂型铸造的外型工艺〔4〕应防止产生变形当铸件的收缩遭到妨碍，产生的铸件内应力超越合金的强度极限时，铸件将产生裂纹。应防止铸件收缩妨碍，尽量使其能自在收缩。〔5〕防止程度方向出现较大的平面大平面遭到高温金属液烘烤时间长，铸型型腔上外表的型砂容易拱起和开裂，使铸件上外表产生加砂和夹杂缺陷；金属液中气孔、夹渣上浮滞留在大外表，产生气孔、渣孔；而且大平面不利于金属液充填，易产生浇铸缺乏和冷隔。砂型铸造的外型工艺特种铸造与砂型铸造不同的一系列铸造方法，称为特种铸造。如离心铸造、壳型铸造、压力铸造、低压铸造、金属型铸造、熔模铸造、消逝模铸造等。四、特种铸造将液体金属浇注到用金属资料制成的铸型中，获得铸件的铸造方法称为金属型铸造。由于金属铸型可反复运用许多次，故又称为永久型铸造。〔不能称为金属模〕〔一〕金属型铸造根据分型面的不同，可把金属型分为垂直式、程度分型式、复合分型式等。特种铸造垂直分型式金属型1.底坐2.活动半型3.定位销4.固定半型活塞的组合式金属型1-圆孔型芯2-金属型3-两侧型芯4-中间型芯特种铸造金属型铸造工艺特点〔1〕喷刷涂料金属型型腔和型芯与高温的金属液直接接触，为了减缓铸件的冷却速度，防止高温金属液流对型壁的直接冲刷，维护金属型和利用涂料层蓄气排气，在金属型型腔和型芯外表必需喷刷涂料。

〔2〕金属型预热未预热的金属型不能进展浇注。〔3〕金属型的浇注普通金属型的浇注温度比砂型铸造浇注温度要高，假设浇温太低，将会使铸件产生冷隔、气孔和夹杂等缺陷。由于金属型的激冷和不透气，浇注速度应做到先慢、后快、再慢。特种铸造金属型铸造的特点和运用范围金属型铸造具有许多优点：可接受多次浇注，实现了“一型多铸〞，便于实现机械化和自动化消费，从而大大提高了消费率；同时，铸件精度和外表质量比砂型铸造显著提高，从而节省金属和减少切削加工任务量；由于结晶组织致密，铸件的机械性能得到提高，如铸铝件的屈服强度平均提高20％。此外，铸型不用外型资料，节省了许多工序，使铸造车间容颜改观，改善了劳动条件，提高了劳动消费率，降低了外型的劳动强度。主要缺陷是：金属型制造本钱高，周期长，铸造工艺要求严厉；此外，金属型铸造适用的铸件外形和尺寸有着一定的限制。顺应范围：主要适用于有色合金铸件的大批量消费。特种铸造压力铸造简称压铸，他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型腔，并在压力作用下凝固而获得铸件的方法。〔二〕压力型铸造特种铸造压力铸造的特点和运用范围压力铸造具有以下优点：铸件的精度及外表质量较其它铸造方法均高。因此，压铸件不经机械加工或少许加工，即可运用。可压铸出外形复杂的薄壁件或镶嵌件。如可铸出极薄件或直接铸出小孔、螺纹等，这是由于压铸型精细，在高压下浇注，极大地提高了合金充型才干所致。铸件的强度和硬度均较高。如抗拉强度可比砂型铸造提高25-30％。由于铸件的冷却速度快，又在高压下结晶凝固，其组织密度大，晶粒细。压铸的消费率比其它铸造方法均高。其消费才干可达50-150次/小时，最高可达500次/小时。而且较易实现消费过程的自动化。压铸的主要缺陷是：压铸设备投资大，制造压型的费用很高、周期较长。由于压铸的速度极高，型内的气体很难及时排除。因此，铸件不宜进展较大余量的切削加工和进展热处置，以防孔洞外露和加热时铸件内气体膨胀而起泡。压铸合金的种类(如高熔点合金)常遭到限制，由于在液流的高速、高温冲刷下，压型的寿命很低。特种铸造〔三〕低压型铸造低压铸造是用较低压力(普通为0.02-0.06MPa)将金属液由铸型底部注入型腔，并在压力下凝固，以获得铸件的方法。与压力铸造相比，所用的压力较低，故称为低压铸造。坩锅升液管铸型低压铸造具有以下优点：〔1〕底注充型，平稳且易于控制。减少了金属液注入型腔时的冲击、飞溅景象，铸件的气孔、夹渣等缺陷较少。〔2〕金属液的上升速度和结晶压力可调整，适用于各种铸型(如砂型、金属型、熔模铸型等)、各种合金的铸件消费。〔3〕由于省去了补缩冒口，使金属的利用率提高到90-98％。〔4〕与重力铸造相比，铸件的组织致密，轮廓明晰，机械性能高。而且，劳动条件改善，易于实现机械化和自动化。〔四〕离心铸造特种铸造离心铸造是将液体金属浇入高速旋转的铸型中，使其在离心力作用下成型并凝固的铸造方法。离心铸造主要用于消费圆筒形铸件。离心铸造必需在离心铸造机上进展，根据铸型旋转轴空间位置不同，可分为立式和卧式两大类。特种铸造离心铸造的优点是：〔1〕铸件组织致密，无缩孔、缩松、气孔和夹渣等缺陷,机械性能好。这是由于在离心力作用下，金属中的气体、熔渣等夹杂物因比重小，均集中在内外表，铸件从外向内顺序凝固，补缩条件好。〔2〕铸造中空铸件时，可不用型芯和浇注系统，大大简化消费过程，节约了金属。〔3〕离心力作用下，金属液的充型才干得到提高，可以浇注流动性较差的合金铸件和薄壁铸件，如蜗轮、叶轮等。〔4〕便于铸造双金属铸件，如钢套镶铜轴承等，其结合面结实、耐磨，可节约贵重合金。

缺陷：铸件易产生偏折，内孔不准确，内外表较粗糙。锻造工艺根底2.2锻造工艺根底一、锻造工艺概述锻造是利用金属资料的可塑性，借助外力(加压设备)和工模具的作用，使坯料或铸锭产生部分或全部变形而构成所需求的外形、尺寸和一定组织性能锻件的加工方法。〔一〕锻造的消费方式锻造按所用工具与模具的安顿情况的不同可分为自在锻、胎模锻、模锻等类型；按加工温度可分为热锻、温锻、冷锻、等温锻等类型。锻压的根本消费方式主要有以下几种:1、锻造金属坯料在冲击力或静压力作用下强迫变形而获得所需产品的加工方法。包含自在锻、胎膜锻、模锻两类。2、轧制金属坯料在两个回转轧辊的孔隙中受压变形并获得各种产品的加工方法。3、拉拔金属坯料从拉拔模模孔被拉出而获得各种产品的加工方法。4、挤压金属坯料在挤压模内受压被挤出模孔而获得各种产品的加工方法。5、冲压金属板料在冲模之间受压产生分别或成形而获得所需产品的加工方法。锻造工艺根底〔二〕锻造的特点1〕金属资料经过锻压后，可改善组织，提高力学性能。铸态资料经过锻造、轧制或挤压后，可使铸态组织的一些缺陷如气孔、缩孔等压合，晶粒细化，性能提高。2〕锻造加工主要依托金属在塑性形状下体积的转移，不需求切出金属。因此，锻件的资料利用率高，流线分布合理，工件强度高。3〕用轧、拉、挤、压等加工方法制得的坯料或零件具有力学性能好，外表光洁、精度高、刚度大等特点，可做到少切削、无切削。4〕除自在锻外。其它锻压加工容易实现机械化、自动化，具有较高的消费率，其中尤以轧、拉、挤等工艺最为明显。4〕锻压消费是使金属在固态下流动构成的，因此变形量不宜太大，工件的外形不能太复杂；而且锻压设备和模具等投资较大；其中有些加工方法，如自在锻，其外表质量稍差，消费率也较低。锻造工艺根底〔三〕锻造加工的适宜范围铸件的强度及可靠性很高，广泛运用于汽车发动机、变速箱、转向器、行走部分总成的零件上，主要有以下各类：

发动机：曲轴、连杆、连杆盖、凸轮轴、进排气阀门等；前悬架：上悬臂架、下悬臂架、转向横拉杆球铰接头等；前桥：转向节、转向节臂等；转向：转向扇形轴、转向摇臂、变速器等；后桥：后车轴、外壳末端；驱动轴：驱动轴、十字轴、轴叉、TM齿轮；差速器：自动小齿轮、环齿轮、凸轮叉；等速万向节、半轴齿轮轴、轴承外座圈、内轴承座圈。〔四〕金属的锻造性能锻造工艺根底金属在压力加工时获得优质零件的难易程度称为金属的锻造性能。金属的内在要素和外部工艺条件影响合金的锻造性能。1．内在要素内在要素指化学成分的影响和金属组织的影响，不同资料具有不同的塑性和抗力。2．变形条件变形条件主要指变形温度、变形速度和应力形状。锻造工艺根底二、自在锻自在锻锻件外形和尺寸主要由操作工的操作技术来保证，金属受力变形在粘铁间各个方向是自在流动的，故称之为自在锻。自在锻可分为：手工锻造：劳动强度大，适用于少量小型锻件的消费；机器锻造：汽车消费中主要依托机器锻造进展消费。锻造工艺根底〔一〕自在锻的工序自在锻造的根本工序有：拔长、镦粗、冲孔、弯曲、改动、错移、切割等七种。1、拔长拔长是使坯料横截面积减小，长度添加的锻造工序。2、镦粗镦粗是使坯料高度减少、横截面积增大的锻造工序。圆盘类锻件如齿轮毛坯等常用这种工序。3、冲孔用冲头在坯料上冲出通孔或不通孔的锻造工序。主要用于空心锻件如圆环、套筒、齿轮毛坯等。4、弯曲将坯料弯成曲线或一定角度的锻造工序称为弯曲。主要用于锻造吊钩、地脚螺钉、角尺等锻件。5、改动坯料的一部分相对另一部分绕轴心线转动一定角度的锻造工序称为改动。主要用于锻造多拐曲轴、麻花钻等制件。6、错移它是将坯料的一部分相对另一部分错开一段间隔而又坚持这两部分平行的锻造工序。锻造曲轴时常用它。锻造工艺根底1、锻件上应防止楔形、曲线形、锥形等倾斜构造；应设计成圆柱形、方形构造。2、圆柱体与圆柱体曲面交接处锻造困难，应采用平面与圆柱体或平面交接。3、构造上不允许锻件带加强筋和外表小凸台。4、对于横截面有急剧变化或外形复杂的锻件，可将其设计成几个简单件缎制成形后再用焊接或机械衔接方式构成整体组合件。〔二〕自在锻零件的构造工艺性确定自在锻零件的构造工艺性的普通原那么锻造工艺根底三、模锻模形锻造是把金属坯料放在锻模模膛内施加压力，使其变形获得锻件的一种方法，简称模锻。模锻的主要特点：消费率高；模锻件尺寸相对准确，加工余量小；可以锻出外形比较复杂的锻件；比自在锻省材，本钱低；操作简单，易于实现机械化和自动化消费。模锻分类：锤上模锻胎膜锻压力机上模锻其它公用设备上的模锻〔一〕锻模锻模是用来使热金属坯料进展塑性变形而得到锻件的工具。锤上模锻运用的设备有蒸汽-空气模锻锤、无砧底锤、高速锤等，最常用的是蒸汽-空气模锻锤。锤上模锻锻模由上、下模组成，分别安装在锤头下端和模座的燕尾槽内，用楔铁紧固。上、下模合在一同，中部构成完好的模膛〔分为制坯模膛；模锻模膛〕。模膛分为：制坯模膛；模锻模膛模锻又分为：预锻模膛；终锻模膛根据模锻件复杂程度不同，模膛又可分为：单膛锻模；多膛锻模。锻造工艺根底〔二〕锤上模锻工艺规程的制定锻造工艺根底〔1〕分模面，即上、下模或凸、凹模的分界面确定分模面的根本原那么是：应选在锻件最大尺寸的截面上，并使锻件上所加余块最少，上、下模膛深度最浅且尽能够根本一致，这样可以使上、下模膛具有一样的轮廓，在安装和消费时不易产生错模景象，金属容易充溢模膛，便于模锻件从模膛中取出，并有利于锻模的制造。〔2〕余量、公差和余块模锻件的加工余量和公差比自在锻件小得多，其数值与锻件外形、尺寸、精度等级有关。〔3〕模锻斜度为使锻件易于从模膛中取出，在垂直于分模面的锻件外表上必需有一定斜度。〔4〕圆角半径为使金属容易充溢模膛，便于出模，保证锻件质量，防止锻模内尖角处的应力集中，减缓锻模外圆角处的磨损，提高锻模的运用寿命，在模锻件一切平面的交角处均需做成圆角。1〕制定模锻锻件图模锻锻件图是根据零件图按模锻工艺特点制定的，是设计、制造锻模，计算坯料及检查锻件的根据。锻造工艺根底2〕确定模锻工步〔1〕长轴类模锻件。此类锻件的长度明显大于宽度，如阶梯轴、曲轴、连杆等。锻造过程中，锤击方向垂直于锻件的轴线，选用拔长、滚压、弯曲、预锻和终锻等工序。〔2〕盘类模锻件。此类锻件轴向尺寸小，分模面上投影为圆形或长宽尺寸相近，如齿轮、法兰盘、十字轴等。锻造过程中，锤击方向与坯料轴向一样，终锻时金属沿本身的高度、宽度和长度方向流动。盘类模锻件常采用镦粗、终锻等工步。〔3〕选择模锻设备〔4〕坯料计算坯料计算步骤与自在锻件一样。坯料分量包括锻件、飞边、连皮、钳口料头和氧化皮的分量。〔5〕修整工序制成模锻件后，需求经过一系列修整工序，以保证和提高锻件质量。锻造工艺根底〔三〕模锻件的构造工艺性〔1〕模锻件要有合理的分模面、模锻斜度和圆角半径。

〔2〕由于模锻件尺寸精度高，外表质量好，因此零件的配合外表可留有加工余量，非配合外表普通不需加工，不留加工余量。〔3〕零件的外形应力求简单、平直和对称，截面相差不宜过于悬殊，防止具有薄壁、高肋、凸起等不利于成形的构造。

〔4〕应防止窄沟、深槽、深孔及多孔构造。〔5〕外形复杂的锻件应采用锻-焊或锻-机械加工衔接的方法，减少余块，简化模锻工艺。模锻件构造工艺性要求：四、锻压新工艺挤压是指将金属毛坯放入模具模腔内，在强大的压力作用下，迫使金属从模腔中挤出，从而获得毛坯或零件的加工方法。挤压加工的特点：高精、高效、优质低耗。与热锻、温锻工艺相比，可以节材30%～50%，节能40%～80%而且可以提高锻件质量，改善作业环境。挤压适用于消费各种轴对称外形的小型零件；较多运用于中小型锻件规模化消费中。锻造工艺根底〔一〕零件的挤压〔1〕正挤压挤压时，金属的流动方向与凸模的运动方向相一致。正挤压又分为实心件正挤压空心件正挤压两种。正挤压法可以制造各种外形的实心件和空心件，如螺钉、心轴、管子和弹壳等。〔2〕反挤压挤压时，金属的流动方向与凸模的运动方向相反，反挤压法可以制造各种断面外形的杯形件，如仪表罩壳、万向节轴承套等。〔3〕复合挤压挤压时，毛坯一部分金属流动方向与凸模的运动方向一样，而另一部分金屑流动方向那么与凸模的运动方向相反，复合挤压法可以制造双杯类零件，也可以制造杯杆类零件和杆杆类零件。〔4〕减径挤压变形程度较小的一种变态正挤压法，毛坯断面仅作轻度缩减。主要用于制造直径相差不大的阶梯轴类零件以及作为深孔杯形件的修整工序。常用的四种挤压方法：锻造工艺根底锻造工艺根底〔二〕零件的轧制金属(或非金属)资料在旋转轧辊的压力作用下，产生延续塑性变形，获得要求的截面外形并改动其性能的方法。轧制主要用于消费型材、管材、板材及异型钢材等原资料，近年来，胜利地用来制造各种零件，运用逐渐广泛。轧制主要特点：消费率高；〔如辊锻的消费率比锤上模锻高5~10倍〕锻件质量高，轧制锻件可更接近零件外形，节省金属资料；工人劳动条件好，便于实现机械化、自动化；设备构造简单零件轧制工艺主要有：辊锻环形件轧制热轧齿轮锻造工艺根底〔三〕摆动碾压摆动碾压是上世纪六十年代才出现的一种锻压新技术,它具有省力、精度高、噪音小、投资少等优点，近二十年来得到了迅速的开展。目前在汽车、机床、电器、刀具、轻工、车辆、五金、起重机械等许多行业已得到运用。摆动碾压的任务原理：锻压时变形力的大小是由平均单位压力和接触面积之积来确定的，假设限制工具与毛坯间的接触面积是整体投影面积的1/n时，那么变形力可以减小到原来的1/n。于是便可以用较小的力逐渐成形较大的工件。摆动碾压就是在这样的思想根底上产生的。运用：可加工内外表或外外表有凹凸的锻件。锻造工艺根底〔1〕总变形力小。制造同样大小的工件，摆碾比普通锻造所需的变形力小，因此所用设备吨位小。摆碾变形力普通为普通锻造变形力的1/5~1/20。〔2〕产质量量好。采用摆碾成形的工件精度高，粗糙度低，不易开裂。〔3〕模具寿命高。由于摩擦形状和受力形状不同。摆碾模具的寿命可以大大提高。一个硬质合金模具可以制造1万~2万件外形复杂公差要求较高的钢零件。〔4〕无噪声，无振动，易于实现机械化和自动化，劳动条件好。〔5〕

投资步，能耗低，设备投资少。摆动碾压的特点焊接根本工艺2.3焊接根本工艺焊接是经过加热、加压或同时加热加压，运用或不运用填充资料，借助金属原子之间的分散和结合，构成永久衔接的工艺方法。〔一〕焊接的特点焊接方法的特点是：〔1〕焊接接头可靠、产质量量好。焊接接头部分的强度不低于母材强度，焊后接头处容易处置，外表质量好；接头可靠性比铆接好，已根本取代了铆接。〔2〕可以减轻构造分量、节省金属。焊接比铆接可节省金属资料15%—20%。〔3〕可以以小拼大、简化工艺，缩短消费周期。与铸造相比，不需求制造木模和砂型，不需求专门冶炼和浇注，节省了资料，降低了本钱。对于大型和构造复杂的构件可以将其先分为假设干部分，然后逐渐焊接，以小拼大成形。〔4〕可以制造双金属构造。用焊接的方法可以对不同的资料进展对焊、摩擦焊等，还可以制造复合容器，这对化工设备是非常有意义的。焊接也存在一些缺乏之处：如构造不可拆，维修不方便；接头组织存在缺陷、焊接应力与变形的产生等。焊接接头往往是锅炉、压力容器等应特别留意的问题。焊接根本工艺〔二〕焊接方法的分类〔1〕熔焊将焊接接头处的金属加热到熔化形状下，构成熔池，经冷却结晶后，构成焊缝，从而将两部分金属衔接在一同，成为一个整体的焊接方法。〔2〕压力焊将接头处加热或不加热，在压力作用下使被焊金属衔接在一同的焊接方法。〔3〕钎焊利用比被焊接资料熔点低的填充金属熔化后，填入接头当中，经过分散作用把被焊接资料衔接在一同的焊接方法。焊接分为：熔焊压力焊钎焊详分请看图2-22焊接根本工艺二、几种焊接方法焊条电弧焊是工业消费中运用最广泛的焊接方法，它的原理是利用电弧放电〔俗称电弧熄灭〕所产生的热量将焊条与工件相互熔化并在冷凝后构成焊缝，从而获得结实接头的焊接过程。〔一〕焊条电弧焊焊条电弧焊是用手工操作焊条进展焊接的一种电弧焊。其特点：操作简单灵敏；对消费环境及焊接位置的要求的顺应性强；对焊接接头装配要求低；可焊的金属资料广。焊条电弧焊的熔敷速度低，焊接质量受焊工程度的影响大，焊接后焊渣的清理比较费事，因此在汽车消费线上已较少运用。〔二〕电阻焊焊接根本工艺电阻焊是利用电流经过焊件及接触处所产生的电阻热，将焊件部分加热到塑性或熔化形状，然后在压力下构成焊接接头的焊接方法。电阻焊可分为对焊、点焊和缝焊焊接根本工艺〔1〕点焊是将两块经过清理的薄板焊件叠放在电焊机的上下电极之间，压紧后通电加热，利用焊件内电阻和接触电阻发热，电极散热等作用构成焊核。断电待焊核冷却凝固后去掉压力即构成致密的焊点。〔2〕缝焊是用旋转的圆盘电极替代柱状电极，焊接时，盘状电极压紧焊件并转动，配合断续通电，构成延续重叠的焊点。〔3〕对焊是利用电阻热使两个工件在整个断面上焊接起来的一种方法。根据焊接操作方法的不同，分为电阻对焊和闪光对焊。〔1〕电阻对焊将两个焊件的端面对齐、压紧后通很大的电流，接触处迅速被加热到塑性形状，再向工件施加较大的压力并同时断电，使高温端面被焊接起来。〔2〕闪光对焊焊件装配夹持好，先通电，再将两焊件接触。由于焊件端面不平，首先只是某些点接触熔化，在强大电流的作用下，液态金属爆破并产生闪光，继续挪动焊件，是新的接触点产生闪光，直至焊件端面全部熔化时，迅速将焊件加压并切断电流，完成焊接。〔闪光对焊常用于重要的焊接件如汽车发动机排气阀等〕焊接根本工艺〔三〕气体维护焊用外加气体作为电弧介质排除电弧周围的空气，从而到达维护金属熔池的电弧焊方法称为气体维护焊。常用的气体维护焊有二氧化碳气体维护焊和氩弧焊。焊接根本工艺〔1〕氩弧焊是以氩气作为维护气体的电弧焊熔化极氩弧焊钨极氩弧焊焊接根本工艺氩弧焊特点氩弧焊使焊接过程无冶金反响，金属只进展熔化。因此该方法特别适用于焊接非铁金属和各种合金钢，焊接质量好。电弧在气流紧缩下熄灭，热量集中，熔池小，热量影响区小，所以焊后变形小。焊接电弧稳定，金属飞溅小，焊接过程中无熔渣，焊缝美观。可进展全方位焊接，并且明弧操作，便于察看，控制和调整。氩气本钱高，普通情况下不宜采用。焊接根本工艺〔2〕二氧化碳维护焊CO2气体维护焊是以二氧化碳作为维护气体的电弧焊。CO2气体维护焊设备由焊接电源、焊枪、送丝机构、供气系统和控制电路组成。焊接程序为：提早送气—通电、送丝、焊接—断电、停丝、停顿悍接—滞后停气。CO2气体维护焊具有如下一些特点：焊接本钱低。消费率高。适用范围广。抗锈才干较其他焊接方法强，焊缝含氢量低，抗裂性好。因是明弧，便于察看和控制焊接过程，有利于实现焊接过程的机械化和自动化，焊后不需清渣。焊接根本工艺〔四〕钎焊钎焊是利用熔点比焊件低的钎料与焊件共同加热到钎焊温度，在焊件不熔化的情况下，钎料熔化并润湿焊件外表，依托二者的分散而构成焊接接头。〔1〕硬钎焊钎料的熔点在450°C以上，接头强度较高。主要用于受力较大的钢铁和铜合金构件的焊接以及工具、刀具的焊接。〔2〕软钎焊钎料的熔点在450°C以下，接头强度较低。广泛用于焊接受力不大的常温任务的仪表、导电元件以及钢铁、铜及铜合金等制造的构件。根据钎料的熔点不同，钎焊可分为：硬钎焊、软钎焊与普通的熔化焊相比，钎焊的特点是：〔1〕加热温度低，变形小，接头光滑，尺寸准确；〔2〕可以衔接不同种资料，对工件厚度也没有特殊要求；〔3〕设备简单，费用小。但是，钎焊接头强度低，允许的任务温度低，焊前清洁要求高，而且钎料价钱较高。焊接根本工艺三、资料的焊接性能金属资料的焊接性是指被焊金属在采用一定的焊接方法、焊接资料、工艺参数及构造方式条件下，获得优质焊接接头的难易程度。它包括两方面的内容：其一是运用焊接性：即焊接接头在运用中的可靠性，包括焊接接头的机械性能和其他特殊性能〔如耐热性、耐腐蚀性等〕；其二是工艺焊接性：指焊接加工时焊接接头产生工艺缺陷的倾向，尤其是出现各种裂纹的能够性。影响金属焊接性的主要要素是化学成分。〔一〕金属资料的焊接性焊接根本工艺〔二〕碳素构造钢和低合金高强度构造钢的焊接〔1〕碳素钢的焊接低碳钢的焊接低碳钢的含碳量≤0.25%，塑性好，普通没有淬硬和冷裂倾向，所以低碳钢的焊接性良好。普通不需预热，焊后也不需求进展热处置，采用一切的焊接方法都可以得到优良的焊接接头。只需在构造厚度大的大型构造件，在零度以下低温环境焊接时，由于焊件各部分温差较大，变形又遭到限制，焊接过程容易产生大的应力，能够导致焊件开裂，因此应思索预热。中、高碳钢的焊接含碳量在0.25～0.6%之间，淬硬和冷裂倾向较大，焊接性较差。焊接之前必需预热，焊后要进展热处置。实践上，高碳钢的焊接只限于修补任务。〔2〕低合金高强度构造钢的焊接普通低合金钢的焊接性能与普通低碳钢很类似，焊接性能良好。但随着普通低合金钢的强度级别提高，焊接性能随着变差，焊接时需求采用工艺措施。普通焊前预热，焊后及时热处置以消除焊接应力。焊接根本工艺〔三〕铸铁的焊补〔1〕热焊法是焊前将工件整体或部分预热到600～700°C，焊后缓慢冷却。热焊法可以防止工件产生白口组织和裂纹，焊补质量较好，焊后可进展机加工。〔2〕冷焊法焊补之前，工件不预热或加热温度低于400°C。主要依托焊条来调整焊缝化学成分以防止或减少白口组织和防止裂痕。冷焊法方便灵敏消费率高、本钱低、劳动条件好，但切削加工性能差。消费中多用于焊补要求不高的铸件以及怕高温预热引起变形的工件。焊接根本工艺〔四〕有色金属的焊接〔1〕铜及铜合金的焊接焊接时需求预热、采取大功率热源。铜及铜合金的线膨胀系数大，焊接时假设工件刚度不大，又无防止变形措施，那么会产生较大变形；刚度较大时，那么会产生较大的焊接应力，进而产生裂纹。液态时溶解大量的氢，冷却时来不及溢出，易产生气孔。目前，常用氩弧焊焊接紫铜、黄铜、青铜和白铜；黄铜还常用气焊。还可以采用钎焊及等离子弧焊接等进展焊接。〔2〕铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接普通较困难，铝极易构成密度大、熔点很高的氧化铝薄膜，且易吸收水分，焊接时易构成气孔、夹渣等缺陷；铝的导热系数大，焊接耗费热量多，需采用大功率热源；铝的线膨胀系数大；液态溶解氢的才干强，易使焊件产生变形和气孔。另外，铝及铝合金从固态转变为液态时，无明显的颜色变化，难以掌握加热温度。目前最常用的是氩弧焊，适于各类铝合金的焊接。另外，等离子弧焊及电子束焊也适宜于焊接不同的铝合金。焊接根本工艺四、焊接件的构造工艺性〔一〕焊接构造资料的选择在满足焊接构造运用性能的前提下，还要思索资料应有很好的焊接性，以保证焊接构造的平安可靠。〔二〕焊接接头方式焊接根本工艺〔三〕焊缝的布置焊缝的位置应便于操作；焊缝应避开应力最大和应力集中地部位；焊缝位置应尽能够分散；焊缝位置应尽能够对称；焊缝位置应远离加工外表。焊接构造的焊缝布置对焊缝质量、消费率有很大的影响。其普通的设计原那么如下：2.4冲压工艺根底冲压工艺根底冲压靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分别，从而获得所需外形和尺寸的工件的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工〔或称压力加工〕，合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。全世界的钢材中，有60～70％是板材，其中大部分经过冲压制成废品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包，容器的壳体，电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。冲压与其它金属加工方法相比，具有下述的特点：1〕消费率高，且操作简便，易实现机械化与自动化；2〕利用冲压工艺可以获得其它金属方法所不能或难以加工的、外形复杂的零件；3〕冲压加工普通不需加热毛坯，节能；能获得刚度大、强度高而质量轻的零件，顺应于车身零件的加工。4〕冲压零件的外表质量较好，为后续外表处置工序〔如涂漆〕提供了方便。一、概述冲压工艺根底由于冲压加工零件的外形、尺寸、精度要求、批量大小、原资料性能等的不同，其冲压方法有多种多样。冲压工序按加工性质的不同，可可分为两大类型：分别工序和成形工序。冲压最常用的四个根本工序为：冲裁、弯曲、拉深、成形冲压工艺根底二、冲压件的构造工艺性进展冲压件的构造设计时，不仅要保证其运用要求，还要满足冲压工艺性的要求。〔一〕冲裁件的构造工艺性冲裁件的外形和内孔外形应尽量简单、对称，最好是规那么的几何外形由规那么的几何外形组成，防止狭槽、长的悬臂，且其宽度应大于料厚的两倍。冲裁件直线相接处均要以圆角过渡〔R＞0.55〕，否那么会显著降低磨具。孔的尺寸不能过小，防止添加孔的冲压难度。〔二〕弯曲件的构造工艺性弯曲件的圆角半径不能小于最小弯曲半径，也不宜过大〔圆角半径过大，受回弹影响其精度不易保证。弯曲件的外形应尽量对称，弯曲半径应左右对称，保证板料不会因摩擦阻力不均匀而产生滑移；弯曲边不要过短，应使弯曲边平直部分的高度应大于料厚的两倍；弯曲带孔件时，孔的位置距弯曲边应为料厚的两倍左右，防止孔变形。弯曲件的尺寸精度普通不应超越IT9~IT10。冲压工艺根底〔三〕拉伸件的构造工艺性拉伸件外形力求简单，防止圆锥形、球面形和空间复杂曲面形，尽量采用轴对称的外形，使零件变形均匀和模具加工制造方便；应使拉伸件高度尽能够减低，过高、过深的拉伸件易出现废品，需多次拉伸。对于半敞开或不对称的拉伸件可采用合冲工艺，即将两个或几个零件合并成对称外形，一同冲压，然后切开，减少工序、节约资料、保证质量；对带凸缘拉伸件的凸缘宽度要适当。凸缘过宽，需添加拉伸次数；但凸缘尺寸过小，拉深时压边圈不易压住，反而容易起皱。拉伸圆筒形件时，底与壁间的圆角半径应大于等于料厚，凸缘与壁间的圆角半径要大于等于料厚；拉伸件的尺寸精度不能要求过高，其高度尺寸应不高于IT6~IT17，直径精度应不高于IT9~IT10。冲压工艺根底三、冲模冲压模具简称冲模，是经过加压将金属或非金属板料或型材分别、成形或接合而得到制件的工艺配备，分为简单模、延续模和符合模三种。〔一〕简单模在压力机的一次行程中只完成一道冲压工序的冲模称为简单模，如下图。此种模具构造简单，容易制造，适用于小批量消费。〔二〕延续模延续模(级进模)具有两个以上的工位，并在压力机一次行程中，在不同的工位上完成两道或两道以上冲压工序的冲模称为延续模。这种模具消费效率高，易于实现自动化，但要求定位精度高，制造比较费事，本钱高，适用于大批量消费。〔三〕复合模复合模只需一个工位，在压力机的一次行程中，同时完成两道或两道以上冲压工序的冲模称为复合模。这种模具能保证较高的零件精度和消费率，但构造复杂，制造本钱高，适用于大批量消费中小型零件。冲压工艺根底粉末冶金2.5粉末冶金粉末冶金是制取金属或用金属粉末〔或金属粉末与非金属粉末的混合物〕作为原料，经过成形和烧结，制造金属资料、复合以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金具有独特的化学组成和机械、物理性能，而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的。运用粉末冶金技术可以直接制成多孔、半致密或全致密资料和制品，如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀具等，是一种少无切削工艺。粉末冶金资料的运用与分类〔1〕运用：〔汽车、摩托车、纺织机械、工业缝纫机、电开工具、五金工具、电器、工程机械等〕各种粉末冶金〔铁铜基〕零件。〔2〕分类：粉末冶金多孔资料、粉末冶金减摩资料、粉末冶金摩擦料、粉末冶金构造零件、粉末冶金工模具资料、和粉末冶金电磁资料和粉末冶金高温资料等。粉末冶金资料的特点粉末冶金的消费过程：包括粉末冶金、粉末成形、烧结、后续处置。一、概述二、粉末的制取粉末冶金制粉方法分两类：机械法；物理法从工业规模而言制粉运用最广的方法是：雾化法；复原法和机械法。〔一〕雾化法如下图，依托自重从漏包中流出的金属液流被从喷嘴放射出的高压气体或水冲击，雾化成粉。放射流的主要作用是：把熔融液流击碎成细小的液滴；经过急冷使细小的液滴凝固。粉末冶金〔二〕复原法燥、破碎、过筛。将原料和复原剂〔氧化物或盐类〕按一定方式装罐后，在隧道窑或倒焰窑中于950一1200oC下复原40一70小时制取粉末。复原剂被广泛地用来制取铁、铜、镍、钴、钨、钼等金属粉末。复原法制取的铁粉不仅经济，而且制粉过程简单，在消费时容易控制粉末的颗粒大小和外形。复原法制取的粉末还具有很好的压制性和烧结性。〔三〕机械法机械法是指利用破碎机、锤击机或球磨机粉碎资料，消费细小颗粒的粉末。最常见的球磨机是利用回转筒内不断抛落的钢球破碎金属。其它消费粉末方法：电解法、化学沉淀法和高速沉淀法，普通运用较少。粉末冶金三、零件的成形粉末冶金的工艺过程包括三个步骤：粉末混合和粉末压紧将金属粉末制成具有一定外形、尺寸、孔隙度以及强度的预成形坯。粉末烧结将粉末压坯在低于熔点的适当温度中受热，颗粒之间发生粘接，烧结体的强度添加，而且多数情况下密度也提高。〔一〕钢模压制粉末压紧时，需求较高的压力使粉末称为所需外形。常用的工艺方法称为钢模压制。常用的钢模压制的压力设备为机械、水压或者两者的结合。根据工件的复杂程度，钢模压制的根本方式有三种：单向压制；双向压制；浮动模压制粉末冶金〔二〕烧结烧结是把粉状物料转变为致密体，是一个传统的工艺过程。人们很早就利用这个工艺来消费陶瓷、粉末冶金、耐火资料、超高温资料等。普通来说，粉体经过成型后，经过烧结得到的致密体是一种多晶资料，其显微构造由晶体、玻璃体和气孔组成。烧结过程直接影响显微构造中的晶粒尺寸、气孔尺寸及晶界外形和分布，从而获得具有所需物理、力学性能的制品或资料。由于粉末冶金消费属于大批量消费，所以大多烧结炉设计成自动进料方式，普通包括三个步骤：预热、烧结、冷却。近年来，经过不断引进国外先进技术与自主开发创新相结合，中国粉末冶金产业和技术都呈现出高速开展的态势，是中国机械通用零部件行业中增长最快的行业之一，每年全国粉末冶金行业的产值以35%的速度递增。2.6塑料成型工艺根底塑料成型工艺根底一、概述塑料的种类很多，按其运用特性可分为：通用塑料〔如：聚乙烯、聚丙烯〕工程塑料〔如：ABS、聚甲醛〕功能塑料〔如：医用塑料、光敏塑料〕〔一〕塑料组分塑料的主要成分是合成树脂，如聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等，称为单一组分塑料。有些塑料除了合成树脂之外，还含有其他辅助资料，如增塑剂、稳定剂、着色剂、各种填料等，用以改善塑料的加工性能和运用性能。〔二〕塑料分类〔三〕交联高聚物形状塑料高聚物在构成过程中，大分子链构造有线型或支链型构成网状或立体构造的反响称为交联反响，经过交联反响制得的高聚物称为交联高聚物或体型高聚物，其力学强度、耐热性、化学稳定性和尺寸稳定性均有很大提高，因此交联高聚物塑料在消费、生活中用途广泛。塑料成型工艺根底二、注射成型原理和工艺过程注射成型又称为注塑成型，是热塑性塑料制件的一种主要的成形方法。注塑机的任务原理与打针用的注射器类似，它是借助螺杆〔或柱塞〕的推力，将已塑化好的熔融形状〔即粘流态〕的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后获得制品的工艺过程。注射成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料—熔融塑化—施压注射—充模冷却—启模取件。取出塑件后又再闭模，进展下一个循环。注射成型在汽车塑料制品消费中所占的比例很大。塑料成型工艺根底三、紧缩和压注成型工艺