第二章2(机械制造基础).doc

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1、电子教案课 题2.1液态成型铸造课 型讲授法授课日期授课时数2教学目标掌握铸造的成形工艺过程及其应用。教学重点掌握铸造的成形工艺过程及其应用。教学难点掌握铸造的成形工艺过程及其应用。学情分析前一次课已经对铸造的概念、铸造生产的一般过程、合金铸件存在的缺陷及原因有了一定的了解，本次课主要讲述铸造热应力、变形与断裂。板书设计第二章 毛坯生产2.1.3铸造热应力、变形与裂纹1.热应力的形成过程金属材料的塑性状态和弹性状态框形铸件的特点2.铸件的变形3.同时凝固原则4.铸件的时效处理2.1.4常用合金铸件的生产1.铸铁及其分类教学程序教学内容及教学双边活动教学手段与教学方法复 习回 顾讲 授新 课重

2、点内 容新 课讲 授难 点内 容讲 授新 课课 堂练 习 布 置作 业铸件收缩的处理原则： 提高浇注压力将缩松转化为缩孔。 使用顺序凝固法将缩孔转移到工件外（冒口中），最终获得没有缩孔（松）的铸件。第二章 毛坯生产2.1.3铸造热应力、变形与裂纹 铸件各个部分冷却速度不均是热应力形成的根本原因，这也是铸件不可克服的缺陷。1. 热应力的形成过程金属材料的塑性状态和弹性状态材料再结晶温度（刚钢材约为620650）以上：塑性状态，较小外力即可发生塑性变形，变形后应力自动消除，不会残余在工件内部。以下：弹性状态，外力产生弹性变形，变形后应力不会自动消除，将残留在工件内部。框形铸件的特点热应力使铸件的厚

3、壁和心部受拉，出现内凹变形；薄壁和表层受压，出现外凸变形。铸件的壁厚差别越大，热应力越大。2.铸件的变形具有残余应力的铸件是不稳定的，将自发通过变形来减缓和释放内应力，以便趋于稳定状态。最后，铸件内部原来受拉的部分产生压缩变形，受压的部分产生拉伸变形，最终减小或消除残余应力。为了防止铸件变形或减少变形量，可采取以下措施。（1）结构方面：设计时应该尽量使铸件的壁厚均匀，形状对称，确保铸件各个部分能够自由收缩。 （2）工艺方面：采用同时凝固原则。 （3）时效处理：包括人工时效和自然时效。3.同时凝固原则对于壁厚单向递增的工件，将浇口设置在薄壁处，并在厚壁处安放冷铁，如下图所示。这样薄壁部位维持高温

4、时间延长，厚壁部位冷却速度加快，减小了它们之间的温度梯度，从而减小内应力。4.铸件的时效处理通过时效处理可以缓慢消除或减少铸件内部的残余应力，稳定组织和尺寸，让铸件充分变形后再进行切削加工，这样可以防止零件切削加工后再发生变形而不能达到要求的形状精度。 对于一些小型铸件，可以通过振动方式释放内应力，也可以将其加热到550650进行去应力退火，这种时效方式叫人工时效。 由于零件在粗加工时也会产生应力，因此时效处理宜安排在粗加工之后进行，以便将零件上所有应力一并消除。2.1.4常用合金铸件的生产1.铸铁及其分类铸铁根据碳的存在形式不同分为以下3种类型。（1）白口铸铁。（2）灰口铸铁。 （3）麻口铸

5、铁。 2.灰口铸铁的特性和应用（1）灰口铸铁的性能 抗拉强度、塑性和韧性均较差。 抗压强度较好，与钢相近。 具有减振性。石墨能缓冲振动，因此灰口铸铁是制造机床床身和机器底座的好材料。 耐磨性好。石墨具有润滑作用，因此灰口铸铁适合于制造导轨、衬套和活塞环等零件。 缺口敏感性小。灰口铸铁对缺口不敏感，不会形成应力集中，增加了零件的可靠性。（2）灰口铸铁的种类 珠光体灰口铸铁：Fe3C含量为0.8%，强度、硬度较高，用于制造机床床身和机件等重要零件。 珠光体-铁素体灰口铸铁：Fe3C含量小于0.8%，强度、硬度比珠光体灰口铸铁略低，但是铸造性能和减振性良好，便于熔炼，应用最广泛。 铁素体灰口铸铁：碳全部为石墨，强度和硬度差，应用较少。3铸钢及其应用在生产铸钢件时，应注意以下几点。 要求型砂的耐火度高，有良好的透气性和退让性。 应严格控制浇注温度，防止过高或过低。 铸钢件必须热处理。1、蠕墨铸铁的应用 由于蠕墨铸铁的力学性能较高，导热性和耐热性良好，适合于制造工作温度较高或具有较高温度梯度的零件，例如柴油机汽缸盖、制动盘、钢锭模、金属型等。还可以用于制造形状复杂的大型铸件，例如重型机床床身等。P72/2提问法 比较法讲授法讨论法讲授法讲授法练习法教学后记