前次課回顧第三節砂型鑄造工藝3、鑄造工藝參數第四節特種鑄造1、熔模（失臘）鑄造2、金屬型鑄造3、壓力鑄造4、低壓鑄造5、離心鑄造第五節鑄件結構設計1、考慮砂型鑄造工藝的鑄件結構2、考慮合金鑄造性能的鑄件結構第六節鑄造技術發展（自學）1、凝固態理論應用2、鑄造工藝數值模擬精品資料六、主要鑄造方法的比較比較項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、小鑄件復雜程度復雜復雜一般一般或簡單較復雜較復雜較復雜最小壁厚(mm)≥30.3（孔φ0.5）鋁合金>3鑄鐵>5決定于鑄型材料銅合金2其它0.5-1.02～31.5～2.0尺寸精度CT11～7CT7～4CT10～8同上CT8～4CT9～8CT8～6Ra50～12.512.5～1.612.5～3.23.2～0.8～12.512.5～3.2內部質量晶粒粗、組織松、力學性能差、鑄造缺陷較多采用重力澆注時與砂型鑄造相近晶粒細、組織致密、力學性能高、氣密性好組織致密、力學性能較高晶粒細、學性能較高、但易產生氣孔且不能熱處理組織致密、力學性能較高晶粒細、組織致密、力學性能較高、氣密性好生產批量各種批量成批、大量成批、大量成批、大量大量小批、成批成批、大量生產率隨機械化程度的提高而增高較高較高很高一般較高生產準備周期短較長較長較長長較長較長設備費用隨機械化程度的提高而增高中等中等高中等中等工裝費用同上較高中等一般高低中等第四節特種鑄造精品資料本次課內容第二章塑性成形第一節塑性成形基礎第二節自由鍛1、金屬塑性變形的實質2、塑性變形后金屬的組織和性能3、鍛造比4、金屬的鍛造性能1、自由鍛工序2、自由鍛工藝規程的制訂第五節鑄件結構設計1、考慮砂型鑄造工藝的鑄件結構2、考慮合金鑄造性能的鑄件結構塑性成形及其種類精品資料撥桿鑄件一、考慮砂型鑄造工藝的鑄件結構第五節鑄件結構設計1、簡化鑄件外形鑄件設計時，不僅要保證其工作性能和機械性能要求，還必須認真考慮鑄造工藝和合金鑄造性能對鑄件結構的要求。1)減少分型面的數量，且使分型面為平面。2)減少型芯和活塊的數量。懸臂支架鑄件精品資料一、考慮砂型鑄造工藝的鑄件結構第五節鑄件結構設計2、有利于型芯固定、排氣和清理3、結構斜度1)定義：鑄件上垂直于分型面的非加工表面均應設計出斜度，此斜度稱為結構斜度。盲套管鑄件精品資料第五節鑄件結構設計2)影響因素：與材料、垂直壁高度等因素有關。3)結構斜度與起模斜度的區別結構斜度直接在零件圖上示出，斜度值較大。起模斜度是在繪制鑄件工藝圖或模型圖時，對零件上沒有結構斜度的立壁給予很小的角度(0.5~3°)。圖例結構斜度（a∶h）角度(β)使用范圍1∶511o30′h<25mm的鑄鋼件和鑄鐵件1∶10～1∶205o30′～3oh=25～500mm的鑄鋼件和鑄鐵件1∶501oh>500mm的鑄鋼件和鑄鐵件1∶10030′非鐵碳合金鑄件a精品資料二、考慮合金鑄造性能的鑄件結構第五節鑄件結構設計1、合適的鑄造合金2、適宜均勻的壁厚灰鑄鐵的鑄造性能好，適宜于鑄造薄壁鑄件；鑄鋼的鑄造性能差，要嚴格注意結構工藝性。1)壁厚適宜(1)各種鑄造合金在規定鑄造條件下的“最小壁厚”各不相同。(2)“最大壁厚”約為“最小壁厚”的3倍。(3)外壁厚：內壁厚：筋板厚=1：0.8：0.6(4)截面為避免面積過大，一般設計為工字、丁字、槽形，弱處用筋加強。表1-8鑄件允許的最小壁厚鑄型種類鑄件尺寸(長×寬)鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵鋁合金銅合金砂型<200×2006~85~664~533~5200×200~500×50010~126~10125~846~8>500×50018~2515~20——5~7—金屬型<70×7054—2.5~3.52~3370×70~150×150—5—3.5~4.544~5>150×150106——56~8精品資料二、合金鑄造性能對鑄件結構設計的要求第五節鑄件結構設計2、適宜均勻的壁厚2)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完全相同。壁厚相差過大，易在連接處產生裂紋，厚壁處易形成縮孔、縮松等缺陷。精品資料二、合金鑄造性能對鑄件結構設計的要求第五節鑄件結構設計3、鑄件壁間的逐步過渡1)鑄件壁的轉角處應有結構圓角。圖1-33，表1-9。2)鑄件壁的連接應避免交叉和銳角?？刹捎媒诲e接頭、環狀接頭、圓弧過渡等形式連接。圖1-34。3)鑄件的不同壁厚之間應逐步過渡。表1-10?！?8～1212～1616～2020～2727～3535～4545～60R值鑄鐵466810121620鑄鋼6681012162025R1≥R+b≤2a圖例尺寸

b≤2a鑄鐵鑄鋼

b>2a鑄鐵鑄鋼

b≤2a

b>2a精品資料二、合金鑄造性能對鑄件結構設計的要求第五節鑄件結構設計4、自由收縮收縮受阻，產生應力；應力超過強度，會出現裂紋。應避免。5、減少變形1)剛度差的細長類零件的截面應設計成對稱結構，防止翹曲變形2)對于大而薄的平板類零件，采用加強筋以防止變形。精品資料第二章塑性成形塑性成形(chénɡxínɡ)的定義塑性成形分類：軋制、擠壓、拉拔、鍛造(duànzào)和沖壓等利用金屬在外力作用下產生的塑性變形，以獲得具有一定形狀、尺寸和機械性能的原材料、毛坯或零件的加工方法。軋制：金屬坯料在兩個回轉軋輥的間隙中受壓變形，以獲得各種產品的加工方法精品資料第二章塑性成形塑性成形(chénɡxínɡ)的定義塑性(sùxìng)成形分類：軋制、擠壓、拉拔、鍛造和沖壓等利用金屬在外力作用下產生的塑性變形，以獲得具有一定形狀、尺寸和機械性能的原材料、毛坯或零件的加工方法。擠壓：金屬坯料在擠壓模內受壓被擠出模孔而變形的加工方法。金屬坯料與凸模運動方向一致的，稱為正擠壓，相反的稱為反擠壓。精品資料第二章塑性成形塑性(sùxìng)成形的定義塑性成形分類：軋制、擠壓、拉拔(lābá)、鍛造和沖壓等利用金屬在外力作用下產生的塑性變形，以獲得具有一定形狀、尺寸和機械性能的原材料、毛坯或零件的加工方法。拉拔：將金屬坯料拉過拉拔模的?？锥冃蔚募庸し椒ň焚Y料一、金屬塑性變形的實質第一節塑性成形基礎1)彈性變形：外力產生的應力小于金屬的彈性極限。2)塑性變形：外力產生的應力大于金屬的彈性極限。3)塑性變形能力：常用延伸率和斷面收縮率表示。1、金屬的變形2、金屬塑性變形的實質1)單晶體塑性變形(1)滑移A、在切應力作用下，晶體的一部分相對于另一部分沿著一定晶面和晶向發生相對運動的結果。B、剛性滑移理論與實際不符。C、位錯滑移理論很好地解釋了塑性變形現象。精品資料一、金屬塑性變形的實質第一節塑性成形基礎2、金屬塑性變形的實質1)單晶體塑性變形(2)孿生A、在切應力作用下，晶體的一部分相對于另一部分沿著一定晶面和晶向產生一定角度的均勻切變過程。B、孿生引起的塑性變形較小，但可激發滑移變形的進行2)多晶體塑性變形實際使用的金屬材料大多為多晶體，其變形復雜得多。（許多單晶體變形的綜合效果）+（晶間的滑動和轉動）3、“彈復”現象塑性變形過程中，當外力去除后彈性變形恢復的現象稱“彈復”。精品資料二、塑性變形后金屬的組織和性能第一節塑性成形基礎1、冷變形后金屬的組織和性能1)組織的變化(1)纖維組織：晶粒及夾雜物沿變形最大方向伸長(2)亞結構：使晶粒分化為許多位向略有不同的小晶粒(3)形變織構：當塑性變形很大時，晶粒的位向趨于一致，(4)內應力、變形和開裂。2)性能的變化：加工硬化現象3)冷變形金屬加熱時組織和性能的變化(1)常溫下加工硬化后的狀態不易回復到穩定狀態。(2)當溫度上升到（0.25~0.3）T熔時，產生回復現象(3)當溫度上升到0.4T熔時，產生再結晶，加工硬化消除精品資料二、塑性變形后金屬的組織和性能第一節塑性成形基礎2、熱變形后金屬的組織和性能1)改善組織，力學性能提高(1)氣孔、縮松、微裂紋被壓合；(2)粗大的晶粒、夾雜物、樹枝晶被擊碎、細化；(3)成分偏析在溫度與壓力下通過擴散得到均勻化。2)形成纖維組織(1)熱變形后的纖維組織又稱“流線”組織。(2)纖維組織不能用熱處理消除，只能經鍛壓等方法消除(3)設計與制造零件時，應正確控制與使用流線。精品資料三、鍛造比第一節塑性成形基礎1、鍛造比（Y鍛）拔長時：Y拔=F0/F；F0、F變形前、后的橫截面積鐓粗時：Y鐓=H0/H；H0、H變形前、后的高度2、鍛造比對力學性能的影響Y拔<2時，隨著Y拔的提高，材料的力學性能提高；Y拔=2.5~5時，材料的橫向性能下降，縱向性能提高；Y拔>5時，橫向性能顯著下降，縱向性能基本變。3、常見鋼材鍛造比的使用范圍種類鍛造比軋制鋼材1.1~1.3碳鋼2~3合金鋼3~4不銹鋼2~6高速鋼5~12中碳鋼精品資料四、金屬的鍛造性能第一節塑性成形基礎金屬的鍛造性能（可鍛性）是衡量材料在經受壓力加工時獲得優質零件難易程度的一個工藝性能?？慑懶猿Ｓ媒饘俚乃苄宰冃魏妥冃慰沽砭C合衡量。金屬的鍛造性能取決于金屬的本質和加工條件1、金屬的本質1)化學成分不同化學成分的金屬具有不同的鍛造性能：

純金屬合金；低碳鋼高碳鋼；低合金鋼高合金鋼2)金屬組織成分相同但組織不同的金屬具有不同的鍛造性能；純金屬與固溶體的可鍛性能好，碳化物的可鍛性能差；鑄態柱狀晶組織及粗晶粒的可鍛性差，均勻細小晶粒的好精品資料四、金屬的鍛造性能第一節塑性成形基礎2、工藝條件1)變形溫度溫度越高，塑性越大，變形抗力越小。始鍛溫度：高但不能太高，以防止出現過熱、過燒現象。終鍛溫度：高但不能太高，以防止再結晶使晶粒粗大。2)變形速度：單位時間內的變形量稱為變形速度。變形速度對金屬鍛造性能的影響是矛盾的：變形速度

加工硬化來不及克服變形抗力，塑性變形速度

熱效應占主導地位變形抗力，塑性除高速錘鍛之外，常用鍛壓設備加工時，加工硬化占主導地位。200℃800℃用顏色辨別溫度(wēndù)加熱時，當鍛件呈橘黃色，并伴有火星飛出，說明鍛件開始脫碳，超過始鍛溫度(wēndù)。在鍛造過程中，當鍛件變為暗紅色，錘擊反彈明顯，此時變形抗力太大，溫度(wēndù)已低于終鍛溫度(wēndù)。精品資料四、金屬的鍛造性能第一節塑性成形基礎2、工藝條件3)應力狀態(1)不同變形方法的應力大小和性質（拉、壓）是不同的。(2)三個方向中，壓應力的數目越多，則金屬的塑性越好；拉應力的數目越多，則金屬的塑性越差。(3)同號應力狀態下比異號應力狀態下的變形抗力大。精品資料一、自由鍛工序第二節自由鍛1、基本工序基本工序是使金屬坯料產生一定程度的塑性變形，以達到所需形狀和尺寸的工藝過程。主要有：鐓粗、拔長、沖孔、擴孔、彎曲、切割、扭轉、錯移等2、輔助工序為基本工序操作方便而進行的預先變形工序。如壓肩等。分類：手工自由鍛機器自由鍛鍛錘自由鍛水壓機自由鍛液壓機自由鍛3、精整工序用以減少鍛件表面缺陷而進行的工序。在終鍛溫度后進行。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：1、2、3、5t0.4~0.9MPa壓力蒸汽或壓力空氣空氣錘噸位：65、75、150、200、250、400、560、750Kgf精品資料表2-1自由鍛基本工序(gōngxù)的作用和簡圖名稱鐓粗分類及簡圖平砧鐓粗局部鐓粗特點高度減小，截面積增大。應用1）制作齒輪、圓盤等餅塊類工件；2）沖孔前準備工序；3）破碎合金鋼中碳化物，使其均勻分布精品資料表2-1自由鍛基本工序(gōngxù)的作用和簡圖（續）名稱拔長分類及簡圖平砧拔長型砧拔長空心件拔長特點橫截面積或壁厚減小，長度增加。應用1）制作軸、拉桿等軸桿類零件；2）制作套筒、透平主軸等空心件。123方截面方截面123圓截面方截面123圓截面圓截面54圓弧型砧圓弧型砧V型砧芯軸精品資料表2-1自由鍛基本(jīběn)工序的作用和簡圖（續）名稱沖孔與擴孔分類及簡圖沖頭沖孔芯軸擴孔特點沖出鍛件上的通孔或盲孔（一般孔徑在ф30mm以上）。作用1）沖孔用于制作坯料不帶孔的空心類工件；2）擴孔用于制作坯料帶孔的齒圈、圓環等空心類工件。精品資料二、自由鍛工藝規程的制訂第二節自由鍛加工余量：查手冊。鍛件公差鍛件公差是鍛件名義尺寸的允許變動量。（1/3~1/4）余量鍛件公差根據鍛件尺寸、形狀、生產條件來確定。敷料或鍛造余塊為了簡化鍛件形狀、便于鍛造而增加的一部分金屬。繪制鍛件圖用雙點劃線畫出零件的主要輪廓形狀，零件的名義尺寸加括號后標注在尺寸線下面或后面。鍛件的名義尺寸、公差標注在尺寸線上面。檢驗試樣的形狀與尺寸等特殊要求。1、繪制鍛件圖零件圖鍛件圖230精品資料二、自由鍛工藝規程的制訂第二節自由鍛坯料質量的計算G坯=（G鍛+G芯+G切）（1+）G坯——毛坯質量。G鍛——鍛件質量，按鍛件的名義尺寸計算。G芯——沖孔時去掉的芯料質量，見表2-2。G切——拔長時端部不整而切下的料頭量。見表2-2。

——加熱時燒損率，見表2-2。2、計算坯料的質量和尺寸G芯G切δ（一次燒損率）實心沖子沖孔：G芯=（1.18～1.57）d2H0ρ空心沖子沖孔：G芯=（4.32～4.71）d2H0ρ墊環沖孔：G芯=6.16d2H0ρ矩形截面：G切=（2.2～2.36）B2Hρ圓形截面：G切=（1.65～1.8）D3ρ油爐：2.5%～3%煤氣爐：1.5%～2.5%電阻爐：1.0%～1.5%高頻加熱爐：0.5%～1.0%室式煤爐：2.5%～4.0%`備注：d—沖孔直徑；H0—坯料高度；ρ—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。精品資料二、自由鍛工藝規程的制訂第二節自由鍛坯料尺寸的確定(1)坯料尺寸與第一道工序有關(2)當第一道工序為鐓粗時，坯料的高徑比應在1.25~2.5之間。圓坯料直徑：D0=（0.8~1.0）（V坯）1/3方坯料邊長：L0=（0.75~0.9）（V坯）1/3(3)當第一道工序為拔長時，鍛造比Y拔應為(1.1~1.5)圓坯料直徑：D0=1.13（Y拔F鍛）1/2；F鍛—鍛件的最大截面積方坯料邊長：L0=（Y拔F鍛）1/2(4)查標準，找出與初步計算值相近的直徑或邊長的坯料。2、計算坯料的質量和尺寸精品資料二、自由鍛工藝規程的制訂第二節自由鍛工序應根據工序特點和鍛件形狀與尺寸來確定。一般鍛件可大致分為6類，各類工序見表2-3。3、確定鍛造工序表2-3鍛件分類及相應鍛造工序序號類別圖例鍛造工序實例1餅塊類鐓粗、沖孔圓盤齒輪模塊錘頭等精品資料二、自由鍛工藝規程的制訂第二節自由鍛工序應根據工序特點和鍛件形狀與尺寸來確定。一般鍛件可大致分為6類，各類工序見表2-3。3、確定鍛造工序表2-3鍛件分類及相應鍛造工序序號類別圖例鍛造工序實例2軸桿類拔長切肩鍛臺階主軸傳動軸連桿等精品資料二、自由鍛工藝規程的制訂第二節自由鍛工序應根據工序特點和鍛件形狀與尺寸來確定。一般鍛件可大致分為6類，各類工序見表2-3。3、確定鍛造工序表2-3鍛件分類及相應鍛造工序序號類別圖例鍛造工序實例3空心類鐓粗沖孔擴孔心軸拔長空心軸圓筒齒圈圓環法蘭等精品資料二、自由鍛工藝規程的制訂第二節自由鍛工序應根據工序特點和鍛件形狀與尺寸來確定。一般鍛件可大致分為6類，各類工序見表2-3。3、確定鍛造工序表2-3鍛件分類及相應鍛造工序序號類別圖例鍛造工序實例4曲軸類拔長錯移鍛臺階扭轉曲軸偏心軸等精品資料二、自由鍛工藝規程的制訂第二節自由鍛工序應根據工序特點和鍛件形狀與尺寸來確定。一般鍛件可大致分為6類，各類工序見表2-3。3、確定鍛造工序表2-3鍛件分類及相應鍛造工序序號類別圖例鍛造工序實例5彎曲類拔長彎曲吊鉤彎桿軸瓦蓋等精品資料二、自由鍛工藝規程的制訂第