[精选]汽车零件常用制造工艺基础知识.pptx

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1、第二章第二章 汽车零件常用制造工艺基础汽车零件常用制造工艺基础 第一节第一节 铸造工艺基础铸造工艺基础 第二节第二节 锻造工艺基础锻造工艺基础 第三节第三节 焊接工艺基础焊接工艺基础 第四节第四节 冲压工艺基础冲压工艺基础 第七节第七节 毛坯的选择毛坯的选择 第五节第五节 粉末冶金工艺基础粉末冶金工艺基础第一节第一节 铸造工艺基础铸造工艺基础一、概述一、概述 铸造铸造：将熔化的金属液浇注到铸型中，待其凝固将熔化的金属液浇注到铸型中，待其凝固将熔化的金属液浇注到铸型中，待其凝固将熔化的金属液浇注到铸型中，待其凝固冷却后冷却后冷却后冷却后,获得一定形状的零件获得一定形状的零件获得一定形状的零件获得

2、一定形状的零件毛坯毛坯或零件的成形方或零件的成形方或零件的成形方或零件的成形方法。铸造的毛坯或零件称为法。铸造的毛坯或零件称为法。铸造的毛坯或零件称为法。铸造的毛坯或零件称为铸件铸件铸件铸件。铸件材质：铸铁、铸钢、铸铝、铸铜铸件材质：铸铁、铸钢、铸铝、铸铜 铸铁：白口：铸铁：白口：C C以以FeCFeC形式存在形式存在 灰口：灰口：C C以片状自由态存在以片状自由态存在 球铁：球铁：C C以球状自由态存在以球状自由态存在 可锻：可锻：C C以团絮状存在以团絮状存在 蠕墨：灰口铁中添加稀土元素蠕墨：灰口铁中添加稀土元素车用铸件特点与分类：车用铸件特点与分类：特点：特点：特点：特点：1 1 1 1

3、、薄壁、形状复杂、尺寸精度高；、薄壁、形状复杂、尺寸精度高；、薄壁、形状复杂、尺寸精度高；、薄壁、形状复杂、尺寸精度高；2 2 2 2、生产批量大；、生产批量大；、生产批量大；、生产批量大；3 3 3 3、材质要求高，如强韧、抗压等。、材质要求高，如强韧、抗压等。、材质要求高，如强韧、抗压等。、材质要求高，如强韧、抗压等。分类：砂型铸造分类：砂型铸造分类：砂型铸造分类：砂型铸造90%90%90%90%和和和和特种铸造特种铸造特种铸造特种铸造合金的铸造性能合金的铸造性能1 1 流动性流动性流动性流动性:液态合金的流动能力液态合金的流动能力液态合金的流动能力液态合金的流动能力,影响充型能力。影响充

4、型能力。影响充型能力。影响充型能力。流动性好，则充型能力强，铸造缺陷少流动性好，则充型能力强，铸造缺陷少流动性好，则充型能力强，铸造缺陷少流动性好，则充型能力强，铸造缺陷少 影响因素：合金成分、浇注温度影响因素：合金成分、浇注温度影响因素：合金成分、浇注温度影响因素：合金成分、浇注温度 压力和压力和压力和压力和铸型等铸型等铸型等铸型等 2.收缩性收缩性:液态与凝固收缩是产生缩孔液态与凝固收缩是产生缩孔液态与凝固收缩是产生缩孔液态与凝固收缩是产生缩孔宏观、宏观、宏观、宏观、缩松微观的基本原因；固态收缩是产生内应力、缩松微观的基本原因；固态收缩是产生内应力、缩松微观的基本原因；固态收缩是产生内应力

5、、缩松微观的基本原因；固态收缩是产生内应力、变形和裂纹的基本原因。变形和裂纹的基本原因。变形和裂纹的基本原因。变形和裂纹的基本原因。影响因素：影响因素：影响因素：影响因素：合金成分，浇注温度、铸型等。合金成分，浇注温度、铸型等。合金成分，浇注温度、铸型等。合金成分，浇注温度、铸型等。3.偏析及吸气性偏析及吸气性：偏析：偏析：偏析：偏析：铸件中出现化学成分不均匀的现象称为铸件中出现化学成分不均匀的现象称为铸件中出现化学成分不均匀的现象称为铸件中出现化学成分不均匀的现象称为偏析，偏析使铸件性能不均匀；偏析，偏析使铸件性能不均匀；偏析，偏析使铸件性能不均匀；偏析，偏析使铸件性能不均匀；吸气性：熔炼、

6、浇注时吸收气体的性能。冷凝吸气性：熔炼、浇注时吸收气体的性能。冷凝吸气性：熔炼、浇注时吸收气体的性能。冷凝吸气性：熔炼、浇注时吸收气体的性能。冷凝时如气体不逸出，会在铸件中形成气孔或夹杂物时如气体不逸出，会在铸件中形成气孔或夹杂物时如气体不逸出，会在铸件中形成气孔或夹杂物时如气体不逸出，会在铸件中形成气孔或夹杂物如如如如FeOFeO。降低吸气性的方法主要有：降低吸气性的方法主要有：降低吸气性的方法主要有：降低吸气性的方法主要有：缩短熔炼时间，炉料缩短熔炼时间，炉料缩短熔炼时间，炉料缩短熔炼时间，炉料烘干；加保护气烘干；加保护气烘干；加保护气烘干；加保护气;提高铸型和型芯透气性提高铸型和型芯透气

7、性提高铸型和型芯透气性提高铸型和型芯透气性;降低含水降低含水降低含水降低含水量等。量等。量等。量等。二、砂型铸造的造型工艺二、砂型铸造的造型工艺 一一 砂型铸造的工艺过程砂型铸造的工艺过程 套筒的砂型铸造过程示意图套筒的砂型铸造过程示意图造型材料造型材料 型砂、芯沙：砂、粘结剂粘土、桐型砂、芯沙：砂、粘结剂粘土、桐油、合成脂等、特殊附加物如：木屑油、合成脂等、特殊附加物如：木屑增加透气性；煤粉加强防粘性。增加透气性；煤粉加强防粘性。芯砂要比型砂具有更好的耐火性、强度、芯砂要比型砂具有更好的耐火性、强度、透气性、退让性不阻碍收缩。透气性、退让性不阻碍收缩。造型方法：手工造型与机器造型造型方法：手

8、工造型与机器造型二造型材料与造型方法造型材料与造型方法三砂型制造三砂型制造1、砂型的组成 2、铸件浇注位置和分型面的选择铸件浇注位置和分型面的选择 选择铸件浇注位置要考虑以下原则选择铸件浇注位置要考虑以下原则选择铸件浇注位置要考虑以下原则选择铸件浇注位置要考虑以下原则：a.a.铸件的重要加工面、主要工作面应朝下或在侧面铸件的重要加工面、主要工作面应朝下或在侧面铸件的重要加工面、主要工作面应朝下或在侧面铸件的重要加工面、主要工作面应朝下或在侧面图图图图1212、1313：保证组织均匀、致密；：保证组织均匀、致密；：保证组织均匀、致密；：保证组织均匀、致密；铸件浇注位置：指铸件在铸型中的位置与姿态

9、铸件浇注位置：指铸件在铸型中的位置与姿态b b、大平面朝下图、大平面朝下图、大平面朝下图、大平面朝下图2-142-14：在上时，由于热上升，型砂膨胀，：在上时，由于热上升，型砂膨胀，：在上时，由于热上升，型砂膨胀，：在上时，由于热上升，型砂膨胀，易使铸件拱起易使铸件拱起易使铸件拱起易使铸件拱起c.c.铸件薄壁局部应放在下部图铸件薄壁局部应放在下部图铸件薄壁局部应放在下部图铸件薄壁局部应放在下部图2-152-15：下部组织均匀、防热：下部组织均匀、防热：下部组织均匀、防热：下部组织均匀、防热拱起拱起拱起拱起d.d.d.d.易形成缩孔的铸件，较易形成缩孔的铸件，较易形成缩孔的铸件，较易形成缩孔的铸

10、件，较厚的局部保证铸件实现定厚的局部保证铸件实现定厚的局部保证铸件实现定厚的局部保证铸件实现定向凝固图向凝固图向凝固图向凝固图2-162-162-162-16；e.e.e.e.尽量减少型芯，利于其尽量减少型芯，利于其尽量减少型芯，利于其尽量减少型芯，利于其安放、合型、排气图安放、合型、排气图安放、合型、排气图安放、合型、排气图2-172-172-172-17。分型面：两个半铸型相互接触的外表分型面：两个半铸型相互接触的外表选择分型面要考虑以下原则选择分型面要考虑以下原则：a.a.分型面应尽量采用平面图分型面应尽量采用平面图分型面应尽量采用平面图分型面应尽量采用平面图2-192-19；b.b.分

11、型面数量尽量少图分型面数量尽量少图分型面数量尽量少图分型面数量尽量少图2-202-20；c.c.尽量使铸件全部或大局部放在同一砂型中尽量使铸件全部或大局部放在同一砂型中尽量使铸件全部或大局部放在同一砂型中尽量使铸件全部或大局部放在同一砂型中图图图图2-212-21；d.d.应尽量减少型芯和活块的数量图应尽量减少型芯和活块的数量图应尽量减少型芯和活块的数量图应尽量减少型芯和活块的数量图2-212-21。方案方案a a：制模手工的过程中需要手工翻动：制模手工的过程中需要手工翻动沙箱，取出样模，生产率低，沙箱，取出样模，生产率低，方案方案b b：需用三箱手工造型：需用三箱手工造型方案方案c c：两箱

12、机器造型：两箱机器造型减小错箱误差，保证位置精度加工基准面为减小错箱误差，保证位置精度加工基准面为350350，内孔与其在一个箱容易保证二者位置，内孔与其在一个箱容易保证二者位置精度和组织的均匀。精度和组织的均匀。假设以假设以350350为分型面，虽可简化型芯，但分为分型面，虽可简化型芯，但分型面处铸造质量难以保证型面处铸造质量难以保证 四四.工艺参数的选择工艺参数的选择 铸造工艺方案确定以后，还要选择各种工艺参数。铸造工艺方案确定以后，还要选择各种工艺参数。铸造工艺方案确定以后，还要选择各种工艺参数。铸造工艺方案确定以后，还要选择各种工艺参数。(1)加工余量：加工余量：加工余量：加工余量：为

13、进行机械加工，铸件比零件增大的一层为进行机械加工，铸件比零件增大的一层为进行机械加工，铸件比零件增大的一层为进行机械加工，铸件比零件增大的一层金属称为加工余量金属称为加工余量金属称为加工余量金属称为加工余量 加工余量取决于铸造合金的种类、造型方法、铸件加工余量取决于铸造合金的种类、造型方法、铸件加工余量取决于铸造合金的种类、造型方法、铸件加工余量取决于铸造合金的种类、造型方法、铸件大小及加工面在铸型中的位置等诸多因素。大小及加工面在铸型中的位置等诸多因素。大小及加工面在铸型中的位置等诸多因素。大小及加工面在铸型中的位置等诸多因素。一般，各种铸造方法的加工余量可参阅一般，各种铸造方法的加工余量可

14、参阅一般，各种铸造方法的加工余量可参阅一般，各种铸造方法的加工余量可参阅机械制造手册机械制造手册机械制造手册机械制造手册。2 2 起模斜度：起模斜度：起模斜度：起模斜度：为使模样便于从铸型中取出，垂直于分为使模样便于从铸型中取出，垂直于分为使模样便于从铸型中取出，垂直于分为使模样便于从铸型中取出，垂直于分型面的立壁要有一定的斜度，称之为起模斜度。型面的立壁要有一定的斜度，称之为起模斜度。型面的立壁要有一定的斜度，称之为起模斜度。型面的立壁要有一定的斜度，称之为起模斜度。一般取一般取一般取一般取0.5 40.5 4。3 3 铸造圆角：铸造圆角：铸造圆角：铸造圆角：防止铸件连接和拐角处产生应力、裂

15、纹，防止铸件连接和拐角处产生应力、裂纹，防止铸件连接和拐角处产生应力、裂纹，防止铸件连接和拐角处产生应力、裂纹，防止铸型的尖角损坏和产生砂眼。防止铸型的尖角损坏和产生砂眼。防止铸型的尖角损坏和产生砂眼。防止铸型的尖角损坏和产生砂眼。4 型芯头：保证型芯在铸型中的定位、型芯头：保证型芯在铸型中的定位、固定和排气，型模和型芯都要设计出型固定和排气，型模和型芯都要设计出型芯头，型芯要有排气孔。芯头，型芯要有排气孔。5 收缩余量：为补偿铸件收缩，模样收缩余量：为补偿铸件收缩，模样要比铸件图纸尺寸略大，这个增大的数要比铸件图纸尺寸略大，这个增大的数值称为收缩余量。一般灰铸铁的收缩余值称为收缩余量。一般灰

16、铸铁的收缩余量为量为0.8%-1.0%，铸钢为，铸钢为1.8%-2.2%，铸造铝合金为铸造铝合金为1.0%-1.5%。收缩余量大小。收缩余量大小通常与合金种类、铸造工艺、铸件在收通常与合金种类、铸造工艺、铸件在收缩时的受阻情况等有关。缩时的受阻情况等有关。五铸造工艺图：铸造工艺图：用工艺符号或文字，将用工艺符号或文字，将铸造工艺方案、工艺参数、型芯等绘制在零件图上形成的铸造工艺方案、工艺参数、型芯等绘制在零件图上形成的图形。图形。四、特种铸造四、特种铸造 1.1.金属型铸造金属型铸造金属型铸造金属型铸造 特种铸造特种铸造特种铸造特种铸造：指与砂型铸造不同的其他铸造方法。：指与砂型铸造不同的其他

17、铸造方法。：指与砂型铸造不同的其他铸造方法。：指与砂型铸造不同的其他铸造方法。方法种类方法种类方法种类方法种类：金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、熔：金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、熔：金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、熔：金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、熔模铸造、陶瓷型铸造、石膏型铸造等等。模铸造、陶瓷型铸造、石膏型铸造等等。模铸造、陶瓷型铸造、石膏型铸造等等。模铸造、陶瓷型铸造、石膏型铸造等等。概念概念概念概念：借助：借助：借助：借助重力将熔融金属浇注入金属铸型获得铸件的重力将熔融金属浇注入金属铸型获得铸件的重力将熔融金属浇注入金属铸型获得铸件的重力将熔

18、融金属浇注入金属铸型获得铸件的方法方法方法方法.常用的垂直分型式金属型如图常用的垂直分型式金属型如图常用的垂直分型式金属型如图常用的垂直分型式金属型如图2-62-6所示。所示。所示。所示。特点特点：“一型多铸，铸件精度和力学性能高。尺寸一型多铸，铸件精度和力学性能高。尺寸一型多铸，铸件精度和力学性能高。尺寸一型多铸，铸件精度和力学性能高。尺寸精度精度精度精度IT12-IT16IT12-IT16，外表粗糙度，外表粗糙度，外表粗糙度，外表粗糙度Ra6.3-12.5Ra6.3-12.5 应用应用：用于形状不复杂的中、小铸件的大批量生产中。：用于形状不复杂的中、小铸件的大批量生产中。：用于形状不复杂的

19、中、小铸件的大批量生产中。：用于形状不复杂的中、小铸件的大批量生产中。如汽车中的铝合金缸盖、进气管及活塞等。如汽车中的铝合金缸盖、进气管及活塞等。如汽车中的铝合金缸盖、进气管及活塞等。如汽车中的铝合金缸盖、进气管及活塞等。l工艺措施工艺措施工艺措施工艺措施：1 1排气；排气；排气；排气；2 2型腔喷耐火涂料；型腔喷耐火涂料；型腔喷耐火涂料；型腔喷耐火涂料；3 3预热预热预热预热金属型金属型金属型金属型 2.2.压力铸造压铸机压力铸造压铸机压力铸造压铸机压力铸造压铸机+金属膜金属膜金属膜金属膜 概念概念概念概念：指将熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固：指将熔融金属在高压下高速充型，并在压力

20、下凝固：指将熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固：指将熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法。压力铸造使用的压铸机如的铸造方法。压力铸造使用的压铸机如的铸造方法。压力铸造使用的压铸机如的铸造方法。压力铸造使用的压铸机如图图图图2-72-7所示。所示。所示。所示。特点特点特点特点：高压、高速充型压力：高压、高速充型压力：高压、高速充型压力：高压、高速充型压力：5-150MPa5-150MPa，时间：，时间：，时间：，时间：0.15s0.15s，充，充，充，充填速度：填速度：填速度：填速度：5-100m/s5-100m/s，无流动性问题，生产率很高，适用于大，无流动性问题，生产率很

21、高，适用于大，无流动性问题，生产率很高，适用于大，无流动性问题，生产率很高，适用于大批量生产设备、铸型投资大。批量生产设备、铸型投资大。批量生产设备、铸型投资大。批量生产设备、铸型投资大。组织细密，精度高：力学性能比砂型铸造提高组织细密，精度高：力学性能比砂型铸造提高组织细密，精度高：力学性能比砂型铸造提高组织细密，精度高：力学性能比砂型铸造提高20%-40%20%-40%。精度：精度：精度：精度：IT11-IT13IT11-IT13，Ra1.6-6.3Ra1.6-6.3 排气困难，这可导致铸件表皮下产生含气体的微孔，容排气困难，这可导致铸件表皮下产生含气体的微孔，容排气困难，这可导致铸件表皮

22、下产生含气体的微孔，容排气困难，这可导致铸件表皮下产生含气体的微孔，容易引起压铸件变形。因此，压力铸造铸件不能进行热处理。易引起压铸件变形。因此，压力铸造铸件不能进行热处理。易引起压铸件变形。因此，压力铸造铸件不能进行热处理。易引起压铸件变形。因此，压力铸造铸件不能进行热处理。结构工艺性：结构工艺性：结构工艺性：结构工艺性：可铸出细小的螺纹、孔、齿、文字等；适用可铸出细小的螺纹、孔、齿、文字等；适用可铸出细小的螺纹、孔、齿、文字等；适用可铸出细小的螺纹、孔、齿、文字等；适用于薄壁件铝合金：于薄壁件铝合金：于薄壁件铝合金：于薄壁件铝合金：1.5-5mm1.5-5mm，铜合金，铜合金，铜合金，铜合

23、金2-5mm2-5mm；应用应用应用应用：在汽车上的压铸件上百种，如铝压铸件缸体、缸盖等。在汽车上的压铸件上百种，如铝压铸件缸体、缸盖等。在汽车上的压铸件上百种，如铝压铸件缸体、缸盖等。在汽车上的压铸件上百种，如铝压铸件缸体、缸盖等。3.低压铸造低压铸造 概念概念概念概念：在：在：在：在20-60kPa20-60kPa的压力下，使金的压力下，使金的压力下，使金的压力下，使金属液自下而上热压入铸型并在压力下属液自下而上热压入铸型并在压力下属液自下而上热压入铸型并在压力下属液自下而上热压入铸型并在压力下结晶凝固的铸造方法。原理如图结晶凝固的铸造方法。原理如图结晶凝固的铸造方法。原理如图结晶凝固的铸

24、造方法。原理如图2-82-8。特点特点特点特点：压力可控，压力下凝固，组：压力可控，压力下凝固，组：压力可控，压力下凝固，组：压力可控，压力下凝固，组织致密，无缺陷。成品率高，金属利织致密，无缺陷。成品率高，金属利织致密，无缺陷。成品率高，金属利织致密，无缺陷。成品率高，金属利用率高用率高用率高用率高可达可达可达可达95%95%。铸件外表粗糙。铸件外表粗糙。铸件外表粗糙。铸件外表粗糙度可达度可达度可达度可达IT14-lTl2IT14-lTl2，最小壁厚为，最小壁厚为，最小壁厚为，最小壁厚为2-5mm2-5mm。应用应用应用应用：适用于各种材料的铸型：适用于各种材料的铸型：适用于各种材料的铸型：

25、适用于各种材料的铸型 金金金金属型、砂型、壳型和熔模铸型属型、砂型、壳型和熔模铸型属型、砂型、壳型和熔模铸型属型、砂型、壳型和熔模铸型。可。可。可。可以生产铝、镁、铜合金和少量钢制薄以生产铝、镁、铜合金和少量钢制薄以生产铝、镁、铜合金和少量钢制薄以生产铝、镁、铜合金和少量钢制薄壁壳体类铸件，例如发动机的缸体和壁壳体类铸件，例如发动机的缸体和壁壳体类铸件，例如发动机的缸体和壁壳体类铸件，例如发动机的缸体和缸套，高速内燃机的活塞、带轮、变缸套，高速内燃机的活塞、带轮、变缸套，高速内燃机的活塞、带轮、变缸套，高速内燃机的活塞、带轮、变速箱壳体等。速箱壳体等。速箱壳体等。速箱壳体等。4.离心铸造离心铸

26、造 概念概念概念概念：将熔融金属浇入绕轴回转的铸型中，在离心力的作用下：将熔融金属浇入绕轴回转的铸型中，在离心力的作用下：将熔融金属浇入绕轴回转的铸型中，在离心力的作用下：将熔融金属浇入绕轴回转的铸型中，在离心力的作用下凝固成形的铸造方法。如图凝固成形的铸造方法。如图凝固成形的铸造方法。如图凝固成形的铸造方法。如图2-92-9所示。所示。所示。所示。特点特点特点特点：在离心力作用下结晶，铸件组织致密，但内外表质量较：在离心力作用下结晶，铸件组织致密，但内外表质量较：在离心力作用下结晶，铸件组织致密，但内外表质量较：在离心力作用下结晶，铸件组织致密，但内外表质量较差，尺寸不够准确。差，尺寸不够准

27、确。差，尺寸不够准确。差，尺寸不够准确。应用应用应用应用：主要用于制造铸钢、铸铁、有色金属等材料的各类管状：主要用于制造铸钢、铸铁、有色金属等材料的各类管状：主要用于制造铸钢、铸铁、有色金属等材料的各类管状：主要用于制造铸钢、铸铁、有色金属等材料的各类管状零件的毛坯。常用于铸造要求壁厚均匀的中空铸件。零件的毛坯。常用于铸造要求壁厚均匀的中空铸件。零件的毛坯。常用于铸造要求壁厚均匀的中空铸件。零件的毛坯。常用于铸造要求壁厚均匀的中空铸件。5、熔模铸造、熔模铸造工艺过程：蜡模工艺过程：蜡模结壳涂挂耐火材料结壳涂挂耐火材料脱脱蜡蜡焙烧硬化焙烧硬化填砂填砂浇注浇注破壳取件破壳取件特点：没有任何分型面，

28、精度较高。特点：没有任何分型面，精度较高。应用：形状复杂的零件如叶片、难以切削应用：形状复杂的零件如叶片、难以切削加工的零件如刀具加工的零件如刀具第二节第二节 锻造工艺基础锻造工艺基础一、概述一、概述 锻造锻造：利用金属材料的可塑性，借助外力和模具的作利用金属材料的可塑性，借助外力和模具的作利用金属材料的可塑性，借助外力和模具的作利用金属材料的可塑性，借助外力和模具的作用用用用,使坯料或铸锭产生变形并形成所需要的形状、尺寸和一使坯料或铸锭产生变形并形成所需要的形状、尺寸和一使坯料或铸锭产生变形并形成所需要的形状、尺寸和一使坯料或铸锭产生变形并形成所需要的形状、尺寸和一定组织性能的零件的加工方法

29、。定组织性能的零件的加工方法。定组织性能的零件的加工方法。定组织性能的零件的加工方法。锻造加工的主要形式有：锻造加工的主要形式有：锻造加工的主要形式有：锻造加工的主要形式有：1 1 自由锻与模锻含胎膜锻：自由锻与模锻含胎膜锻：自由锻与模锻含胎膜锻：自由锻与模锻含胎膜锻：自由锻的主要设备：锻自由锻的主要设备：锻锤、压力机锤、压力机模锻的主要设备：模锻模锻的主要设备：模锻锤、模锻压力机锻模锤、模锻压力机锻模固定在锤头、砧座上固定在锤头、砧座上胎膜锻：自由锻设备胎膜锻：自由锻设备胎膜锻：自由锻设备胎膜锻：自由锻设备+锻锻锻锻模不固定在锤头上模不固定在锤头上模不固定在锤头上模不固定在锤头上 工艺：自由

30、锻制坯工艺：自由锻制坯工艺：自由锻制坯工艺：自由锻制坯胎膜锻胎膜锻胎膜锻胎膜锻1111胎胎胎胎膜锻膜锻膜锻膜锻2-2-2-2-。-成型成型成型成型 特点：特点：特点：特点：1 1 1 1、自由锻设备、准模锻效、自由锻设备、准模锻效、自由锻设备、准模锻效、自由锻设备、准模锻效果；果；果；果；2 2 2 2、多模联合使用，小设备、多模联合使用，小设备、多模联合使用，小设备、多模联合使用，小设备大工件大工件大工件大工件模锻按成形温度又可分为：模锻按成形温度又可分为：热锻：锻造过程结束时，锻件温度高于材热锻：锻造过程结束时，锻件温度高于材料的再结晶温度。通常，对钢铁材料，料的再结晶温度。通常，对钢铁材

31、料，要加温至要加温至1200度左右。热锻无加工硬化度左右。热锻无加工硬化现象，但要经历再结晶过程，即锻后变形现象，但要经历再结晶过程，即锻后变形大，属非精密成型，所需压力小。大，属非精密成型，所需压力小。冷锻：在室温或经软化退火处理后进行的冷锻：在室温或经软化退火处理后进行的锻压，所需压力较大，锻后变形小，是一锻压，所需压力较大，锻后变形小，是一种精密成型技术，在汽车的小型零件加工种精密成型技术，在汽车的小型零件加工中有广泛应用，主要用于中低碳钢。中有广泛应用，主要用于中低碳钢。温锻：介于前两者之间的加热锻造，也是温锻：介于前两者之间的加热锻造，也是一种精密成型技术，具有前两者的优点。一种精密

32、成型技术，具有前两者的优点。2 轧制：一般为热轧，利用金属轧制：一般为热轧，利用金属坯料与轧辊接触外表的作用力，使金坯料与轧辊接触外表的作用力，使金属坯料截面减小、长度增加的加工方属坯料截面减小、长度增加的加工方法。法。图图2-113 拉拔：金属坯料在拉力作用下拉拔：金属坯料在拉力作用下通过拉拔模孔使截面缩小、长度增加通过拉拔模孔使截面缩小、长度增加的加工方法。的加工方法。图图2-124 挤压：在挤压模内，使金属坯挤压：在挤压模内，使金属坯料受压并被挤出模孔，产生变形的加料受压并被挤出模孔，产生变形的加工方法。工方法。图图2-13 锻造特点锻造特点：1 1 可改善金属组织，细化晶粒，提高材料力

33、学性能。可改善金属组织，细化晶粒，提高材料力学性能。可改善金属组织，细化晶粒，提高材料力学性能。可改善金属组织，细化晶粒，提高材料力学性能。2 2 不需要切除金属，材料利用率高，工件强度高。不需要切除金属，材料利用率高，工件强度高。不需要切除金属，材料利用率高，工件强度高。不需要切除金属，材料利用率高，工件强度高。3 3 锻压件力学性能好、外表光洁、精度高、刚度大。锻压件力学性能好、外表光洁、精度高、刚度大。锻压件力学性能好、外表光洁、精度高、刚度大。锻压件力学性能好、外表光洁、精度高、刚度大。4 4 实实实实现机械化、自动化，生产率高。现机械化、自动化，生产率高。现机械化、自动化，生产率高。

34、现机械化、自动化，生产率高。5 5 金属变形不能太大金属变形不能太大金属变形不能太大金属变形不能太大,工件形状不能太复杂工件形状不能太复杂工件形状不能太复杂工件形状不能太复杂,设备投资大。设备投资大。设备投资大。设备投资大。锻造的适用范围锻造的适用范围：汽车中锻造的主要应用如下：汽车中锻造的主要应用如下：汽车中锻造的主要应用如下：汽车中锻造的主要应用如下：1 1 发动机：曲轴、连杆、连杆盖、凸轮轴、进排气门等。发动机：曲轴、连杆、连杆盖、凸轮轴、进排气门等。发动机：曲轴、连杆、连杆盖、凸轮轴、进排气门等。发动机：曲轴、连杆、连杆盖、凸轮轴、进排气门等。2 2 前悬架：上悬臂架、下悬臂架、转向横

35、拉杆球铰头等。前悬架：上悬臂架、下悬臂架、转向横拉杆球铰头等。前悬架：上悬臂架、下悬臂架、转向横拉杆球铰头等。前悬架：上悬臂架、下悬臂架、转向横拉杆球铰头等。3 3 前桥：转向节、转向节臂等。前桥：转向节、转向节臂等。前桥：转向节、转向节臂等。前桥：转向节、转向节臂等。4 4 转向：转向扇形轴、转向摇臂等。转向：转向扇形轴、转向摇臂等。转向：转向扇形轴、转向摇臂等。转向：转向扇形轴、转向摇臂等。5 5 后桥：后车轴、外壳末端。后桥：后车轴、外壳末端。后桥：后车轴、外壳末端。后桥：后车轴、外壳末端。6 6 驱动轴：驱动轴、十字轴、轴叉、变速齿轮。驱动轴：驱动轴、十字轴、轴叉、变速齿轮。驱动轴：驱

36、动轴、十字轴、轴叉、变速齿轮。驱动轴：驱动轴、十字轴、轴叉、变速齿轮。7 7 差速器：主动小齿轮、环齿轮、凸缘叉。差速器：主动小齿轮、环齿轮、凸缘叉。差速器：主动小齿轮、环齿轮、凸缘叉。差速器：主动小齿轮、环齿轮、凸缘叉。8 8 等速万向节、半轴齿轮轴、轴承外座圈、内轴承座圈。等速万向节、半轴齿轮轴、轴承外座圈、内轴承座圈。等速万向节、半轴齿轮轴、轴承外座圈、内轴承座圈。等速万向节、半轴齿轮轴、轴承外座圈、内轴承座圈。金属的锻造性能金属的锻造性能：锻造性能锻造性能锻造性能锻造性能 ：亦称可锻性。通常以金属塑性变形能力和变：亦称可锻性。通常以金属塑性变形能力和变：亦称可锻性。通常以金属塑性变形能

37、力和变：亦称可锻性。通常以金属塑性变形能力和变 形抗力为衡量指标。形抗力为衡量指标。形抗力为衡量指标。形抗力为衡量指标。影响因素影响因素影响因素影响因素：化学成分、金属组织、变形温度和速度等。：化学成分、金属组织、变形温度和速度等。：化学成分、金属组织、变形温度和速度等。：化学成分、金属组织、变形温度和速度等。二、模锻二、模锻 模锻模锻：使金属坯料在锻模模腔内一次或屡次承受冲击力使金属坯料在锻模模腔内一次或屡次承受冲击力使金属坯料在锻模模腔内一次或屡次承受冲击力使金属坯料在锻模模腔内一次或屡次承受冲击力或压力的作用，而被迫流动成形的锻造方法。或压力的作用，而被迫流动成形的锻造方法。或压力的作用

38、，而被迫流动成形的锻造方法。或压力的作用，而被迫流动成形的锻造方法。分类：分类：锤上模锻、胎膜锻、压力机上模锻锤上模锻、胎膜锻、压力机上模锻锤上模锻、胎膜锻、压力机上模锻锤上模锻、胎膜锻、压力机上模锻 特点与应用：特点与应用：1 1 生生生生产率高，金属变形是在模膛内进行，锻件成形快，产率高，金属变形是在模膛内进行，锻件成形快，产率高，金属变形是在模膛内进行，锻件成形快，产率高，金属变形是在模膛内进行，锻件成形快，适合于中、小型锻件的大批量生产。适合于中、小型锻件的大批量生产。适合于中、小型锻件的大批量生产。适合于中、小型锻件的大批量生产。2 2 模锻件尺寸相对精确，加工余量小；模锻件尺寸相对

39、精确，加工余量小；模锻件尺寸相对精确，加工余量小；模锻件尺寸相对精确，加工余量小；3 3 可以锻出形状比较复杂的锻件；可以锻出形状比较复杂的锻件；可以锻出形状比较复杂的锻件；可以锻出形状比较复杂的锻件；4 4 比自由锻节省材料，切削加工量小，降低成本；比自由锻节省材料，切削加工量小，降低成本；比自由锻节省材料，切削加工量小，降低成本；比自由锻节省材料，切削加工量小，降低成本；5 5 操作简单，易于实现机械化和自动化生产。操作简单，易于实现机械化和自动化生产。操作简单，易于实现机械化和自动化生产。操作简单，易于实现机械化和自动化生产。6 6 缺点是设备、模具成本高；缺点是设备、模具成本高；缺点是

40、设备、模具成本高；缺点是设备、模具成本高；锻模模膛：分为预锻模膛锻模模膛：分为预锻模膛锻模模膛：分为预锻模膛锻模模膛：分为预锻模膛和终锻模膛两种。典型锻模和终锻模膛两种。典型锻模和终锻模膛两种。典型锻模和终锻模膛两种。典型锻模结构如图结构如图结构如图结构如图2-142-14预锻模膛：使坯料变形到接预锻模膛：使坯料变形到接预锻模膛：使坯料变形到接预锻模膛：使坯料变形到接近于锻件的形状和尺寸；近于锻件的形状和尺寸；近于锻件的形状和尺寸；近于锻件的形状和尺寸；终锻模膛：使工件到达要求终锻模膛：使工件到达要求终锻模膛：使工件到达要求终锻模膛：使工件到达要求的尺寸与形状。的尺寸与形状。的尺寸与形状。的尺

41、寸与形状。变形大、结构复杂的锻件常变形大、结构复杂的锻件常变形大、结构复杂的锻件常变形大、结构复杂的锻件常常要有假设干个锻模：减小常要有假设干个锻模：减小常要有假设干个锻模：减小常要有假设干个锻模：减小设备投资、防止锻件一次变设备投资、防止锻件一次变设备投资、防止锻件一次变设备投资、防止锻件一次变形过大。形过大。形过大。形过大。1.锻模锻模 2.锤上模锻工艺规程的制订锤上模锻工艺规程的制订 一般工艺过程：切断毛坯一般工艺过程：切断毛坯一般工艺过程：切断毛坯一般工艺过程：切断毛坯加热坯料加热坯料加热坯料加热坯料模锻模锻模锻模锻切除飞切除飞切除飞切除飞边边边边锻件热处理锻件热处理锻件热处理锻件热处

42、理外表清理外表清理外表清理外表清理检验检验检验检验成堆存放。成堆存放。成堆存放。成堆存放。模锻生产工艺规程包括：模锻生产工艺规程包括：模锻生产工艺规程包括：模锻生产工艺规程包括：1 1 绘制模锻件图：主要考虑问题与步骤：绘制模锻件图：主要考虑问题与步骤：绘制模锻件图：主要考虑问题与步骤：绘制模锻件图：主要考虑问题与步骤：a.a.确定分模面：锻件最大尺寸截面最好为平面确定分模面：锻件最大尺寸截面最好为平面确定分模面：锻件最大尺寸截面最好为平面确定分模面：锻件最大尺寸截面最好为平面；上下模膛分界处轮廓一致，深度相等，深度上下模膛分界处轮廓一致，深度相等，深度上下模膛分界处轮廓一致，深度相等，深度上

43、下模膛分界处轮廓一致，深度相等，深度最浅为原则。最浅为原则。最浅为原则。最浅为原则。b.b.选择余量、公差：根据锻件大小、形状和精选择余量、公差：根据锻件大小、形状和精选择余量、公差：根据锻件大小、形状和精选择余量、公差：根据锻件大小、形状和精度等级。度等级。度等级。度等级。一般余量：一般余量：一般余量：一般余量：1-4mm1-4mm，公差：，公差：，公差：，公差：+/-0.3-3mm+/-0.3-3mm。1 1 模锻件应有合理的分模面、模锻斜度和圆角半径；模锻件应有合理的分模面、模锻斜度和圆角半径；模锻件应有合理的分模面、模锻斜度和圆角半径；模锻件应有合理的分模面、模锻斜度和圆角半径；2 2

44、 模锻件的几何形状应有利于金属成形；模锻件的几何形状应有利于金属成形；模锻件的几何形状应有利于金属成形；模锻件的几何形状应有利于金属成形；3 3 应尽量防止锻件上有深孔或多孔结构；应尽量防止锻件上有深孔或多孔结构；应尽量防止锻件上有深孔或多孔结构；应尽量防止锻件上有深孔或多孔结构；4 4 形状复杂的模锻件可采用锻形状复杂的模锻件可采用锻形状复杂的模锻件可采用锻形状复杂的模锻件可采用锻-焊组合工艺。焊组合工艺。焊组合工艺。焊组合工艺。c.c.确定模锻斜度：一般外壁确定模锻斜度：一般外壁确定模锻斜度：一般外壁确定模锻斜度：一般外壁t=510t=510，内壁斜度，内壁斜度，内壁斜度，内壁斜度 =t+

45、25t+25。d.d.确定凸确定凸确定凸确定凸 凹圆角半径凹圆角半径凹圆角半径凹圆角半径 rRrR：一般一般一般一般 ：r=r=单面加单面加单面加单面加工余量工余量工余量工余量+零件圆角半径，零件圆角半径，零件圆角半径，零件圆角半径，R=R=2323 r r。2 2 确定模锻工步：主要依据锻件的形状和尺寸确定，确定模锻工步：主要依据锻件的形状和尺寸确定，确定模锻工步：主要依据锻件的形状和尺寸确定，确定模锻工步：主要依据锻件的形状和尺寸确定，轴类模锻件：拔长、滚压、弯曲、预锻和终锻等工步。轴类模锻件：拔长、滚压、弯曲、预锻和终锻等工步。轴类模锻件：拔长、滚压、弯曲、预锻和终锻等工步。轴类模锻件：

46、拔长、滚压、弯曲、预锻和终锻等工步。盘类模锻件：墩粗、预锻和终锻等工步。盘类模锻件：墩粗、预锻和终锻等工步。盘类模锻件：墩粗、预锻和终锻等工步。盘类模锻件：墩粗、预锻和终锻等工步。3 3 锻件修整：切边、冲去连皮、清理、精压、热处锻件修整：切边、冲去连皮、清理、精压、热处锻件修整：切边、冲去连皮、清理、精压、热处锻件修整：切边、冲去连皮、清理、精压、热处理等。理等。理等。理等。3.模锻零件结构工艺性要求模锻零件结构工艺性要求 1 1、挤压、挤压：通过对挤压模内坯料施加强大压力，使它发通过对挤压模内坯料施加强大压力，使它发通过对挤压模内坯料施加强大压力，使它发通过对挤压模内坯料施加强大压力，使它

47、发生变形而获得毛坯或零件的加工方法。生变形而获得毛坯或零件的加工方法。生变形而获得毛坯或零件的加工方法。生变形而获得毛坯或零件的加工方法。分类：分类：1 1正挤压正挤压正挤压正挤压;2 2反挤压反挤压反挤压反挤压;3 3复合挤压复合挤压复合挤压复合挤压;4 4径向挤压径向挤压径向挤压径向挤压 特点与应用：特点与应用：1 1 坯料在挤压模内三向受挤，使组织更加细密；坯料在挤压模内三向受挤，使组织更加细密；坯料在挤压模内三向受挤，使组织更加细密；坯料在挤压模内三向受挤，使组织更加细密；2 2 挤压零件外表质量好：挤压零件外表质量好：挤压零件外表质量好：挤压零件外表质量好：一般精度：一般精度：一般精

48、度：一般精度：IT6-IT7IT6-IT7，外表粗，外表粗，外表粗，外表粗糙度：糙度：糙度：糙度：Ra Ra 3.20.4 3.20.4 umum；3 3 挤压零件流线分布好，使其力学性能提高；挤压零件流线分布好，使其力学性能提高；挤压零件流线分布好，使其力学性能提高；挤压零件流线分布好，使其力学性能提高；4 4 材料利用率高达材料利用率高达材料利用率高达材料利用率高达70%70%；5 5 生产率高，并可制出形状复杂、薄壁、深孔件。生产率高，并可制出形状复杂、薄壁、深孔件。生产率高，并可制出形状复杂、薄壁、深孔件。生产率高，并可制出形状复杂、薄壁、深孔件。三、锻压新工艺三、锻压新工艺 2.零件

49、的轧制零件的轧制 轧制轧制：主要用于生产原材料，如型材、管材、板材及异主要用于生产原材料，如型材、管材、板材及异主要用于生产原材料，如型材、管材、板材及异主要用于生产原材料，如型材、管材、板材及异型钢材等，近年来用于制造各种零件。型钢材等，近年来用于制造各种零件。型钢材等，近年来用于制造各种零件。型钢材等，近年来用于制造各种零件。分类：分类：纵轧、横扎、斜轧、楔横轧等纵轧、横扎、斜轧、楔横轧等纵轧、横扎、斜轧、楔横轧等纵轧、横扎、斜轧、楔横轧等 特点与应用：特点与应用：1 1 生产率高，如辊锻的生产率比锤上模锻高生产率高，如辊锻的生产率比锤上模锻高生产率高，如辊锻的生产率比锤上模锻高生产率高，

50、如辊锻的生产率比锤上模锻高5-105-10倍；倍；倍；倍；2 2 锻件质量好，轧制锻件可更接近零件形状锻件质量好，轧制锻件可更接近零件形状锻件质量好，轧制锻件可更接近零件形状锻件质量好，轧制锻件可更接近零件形状;3 3 节约金属材料；节约金属材料；节约金属材料；节约金属材料；4 4 工人劳动条件好；工人劳动条件好；工人劳动条件好；工人劳动条件好；5 5 便于实现机械化、自动化；便于实现机械化、自动化；便于实现机械化、自动化；便于实现机械化、自动化；6 6 设备结构简单。设备结构简单。设备结构简单。设备结构简单。辊锻纵轧：可用于连杆的预成型辊锻纵轧：可用于连杆的预成型横轧：齿圈、轴承套横轧：齿圈