铸钢 灰铸铁 球墨铸铁 可锻铸铁 铝合金 铜合金 8 10~1 2 15~2 0 5~6 6~10 6 12 5 8 3 4 3~5 6~8
砂
型 铸 造
15~20
15~20
10~12
6
10~12
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液态成型
铸件壁厚尽可能均匀
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液态成型
设计结构圆角
铸件壁与壁之间应避免锐角连接


衡量金属塑性成形能力的指标：塑性与变形抗力。
塑性成型方法： 自由锻（下料 镦粗 拔长 冲孔 弯曲 切割 扭转 错移） 模锻 （锤上模锻、胎模锻、压力机模锻、平锻机模锻） 挤压 （正挤压、反挤压、复合挤压）
拉拔
轧制 冲压（切断、落料、冲孔、弯曲、拉伸、翻边、胀形）
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塑性成型
锻压的优点
下料 镦粗 拔长 冲孔 弯曲 切割 扭转 错移 辅助工序：倒棱 压肩 压痕 精整工序：目的减少表面缺陷，校正弯曲和扭歪 机械与电子控制工程学院
塑性成型
自由锻工艺规程
主要内容：
①绘制锻件图；
②确定变形工序；
③计算坯料的重量和尺寸； ④确定加热温度及冷却方式； ⑤选定锻造设备等。
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L1 L1
L2 L2
t0
t1
t2
t3
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液态成型
在t0-t1时间内，细杆Ⅱ和粗杆Ⅰ均处于弹塑性转变温度以上， 铸件内不
产生热应力。
在t1-t2时间内，粗杆Ⅰ处于弹塑性转变温度以上，细杆Ⅱ处于弹塑性转 变温度以下，此时铸件的变形由细杆Ⅱ确定，杆细Ⅱ带动粗杆Ⅰ一起收
缩，铸件内不产生热应力。
铸型温度和浇注系统

铸件结构
结构形状和最小壁厚的要求 机械与电子控制工程学院
液态成型
铁-碳合金流动性与含碳量的关系？
1、纯铁大于铸钢 2、铸铁大于铸钢；
3、共晶大于非共晶；
4、近共晶大于远共晶。
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液态成型
流动性导致主要缺陷？
没完整融合缝隙或凹坑 充型能力不足 浇不足 冷 隔 夹 砂 气 孔 渗漏
√
√
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液态成型
铸件要尽量减少分型面数量
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液态成型
在铸件上设计结构斜度
结构斜度
拔模斜度
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液态成型
铸件内腔尽量不用或少用型芯，以简化铸造工艺
√
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液态成型
铸件的壁厚应适当
铸 造 方 法 合 铸件尺寸 /mm <200×200 200×200~50 0×500 >500×500 金 种 类
模膛分类
制坯模膛
拔长模膛 滚压模膛 弯曲模膛
容纳多余金属
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塑性成型
冲孔连皮
防止上、下模冲孔凸模直接相撞。
模锻件工艺规程的制定
1、绘制模锻件图；
3、确定模锻工步； 4、选择锻压设备； 5、设计锻模模膛；
模锻件图＝零件图+加工余量+公差+余块
2、计算坯料的重量和尺寸；
+分模面+模锻斜度+冲孔连皮+圆角
铸件上易产
生变形或裂 纹的部位，
设计加强筋
结构，防止 变形。
√
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液态成型
砂型铸造浇注位置的选择原则？
① 重要加工面或主要工作面应处于铸型的底面或侧面。 避免出现气孔、砂眼、夹杂等缺陷
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液态成型
② 铸件的大平面应处于铸型的底面。
大平面朝上容易出现夹砂和气孔缺陷。
1.25≤Y镦粗 ≤2.5
力学性能各向异性
热处理不能消除锻造流线 杂质
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塑性成型
零件工作时的正应力方向与流线方向平行，切应力方
向与流线方向垂直。
流线的分布与零件的外形轮廓相符合。
切削加工
锻造成形
切削加工
锻造后切削加工 锻造成形
不合理
合理
齿轮中的锻造流线
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锻造成型
液态成型
以下概念之间的关系？
合金成分 结晶区间 流动性
凝固方式
收缩性 工艺原则
结晶温度范围小的合金，其凝固方式为逐层凝固，其 凝固控制原则为顺序凝固
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液态成型
铸造应力?
原理： 固态收缩受到阻碍。
危害： 变形和裂纹 分类：
铸造应力 铸件收缩受阻 铸件因V冷却、温度不同， 各部位收缩不一致产生 铸件组织发生相变时，因温 度差异出现体积变化不一致 相变应力 热应力
液态成型
合金的收缩 ?
铸造合金从液态凝固和冷却至室温过程中产生的体积和尺寸的缩
减现象。
收缩的分类 ?
浇注温度
铸 件 温 度 降 低
液态收缩
开始凝固温度
缩孔和缩松形成本质是合 金的液态收缩和凝固收缩 远大于合金的固态收缩。
体 积 收 缩
线收缩
凝固收缩
凝固终止温度
内应力、变形
固态收缩
室温
合金收缩的大小主要取决于合金的成分、浇注温度、铸件的结构 和铸型条件等。 机械与电子控制工程学院
（5）受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度
合理
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液态成型

铸件工艺图的制定：
（1）综合考虑浇注位置和分型面的确定 （2）加工余量，起模斜度 （3）砂芯的部位，要画出砂芯的位置、形状和芯头。
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液态成型
如图2-1所示的A、B、C、D四种成分的铁碳合金中，流动性最好的合金是 （ ）；形成缩孔倾向最大的合金是（ ）；形成缩松倾向最大的 ）；糊状凝固倾向 合金是（ ）；适于采用顺序凝固的合金是（
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塑性成型
选取在锻件的最大截面上，锻件能够从模膛中取出； 模膛应该尽量浅，以利于金属充填和锻件取出； 应尽量减少余块，以减少切削工作量和金属消耗； 不应取在锻件中部的截面上，以利于检查上下模的相对错移和切除飞边 应尽量采用平面，以利于制造模具；
铸造成型方法?
铸造方法 项目 砂型铸造 铸型材料 型芯 砂型 砂芯 熔模铸造 砂型 不需要 金属型铸造 金属型 金属芯 压力铸造 金属型 金属芯 低压铸造 多用砂型 砂芯 离心铸造 金属型 不需要
补缩
充型
重力补缩
重力充型
重力补缩
重力充型 高熔点难 切削合金 ，精度高 ，无芯无 冷铁 刀具，钻 头，叶片
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课程总复习
考试时间：第十六周周五上午8:00～10:00 考试地点：待定
主要内容
液态成型
塑性成型 焊接成型 非金属成型 毛坯选择
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液态成型
液态成型 ?
将液态金属借助外力充填到型腔中，使其凝固冷却而获得所需形
状和尺寸的毛坯或零件的工艺。
液态成型的优点 ?
1）形状复杂，复杂内腔的零件毛坯。 2）铸造生产的适应性广。
重力补缩
重力充型
压力补缩
压力充型（ 与重力垂直 和成角度 大批量，薄 壁复杂的有 色合金铸件 ，铸件不能 热处理 发动机，汽 车，电器等 零件
压力补缩
压力充型（ 与重力相反 ）
离心力补缩
离心力充型 无芯和浇注 系统，圆环 和圆筒型铸 件 套、环、筒
典型特征
不受限制 ，尤其内 腔复杂
各类箱体 等
小批量，高 强度，有色 合金
盘类圆环类锻 件 筒类零件 轴类零件 杆类零件
图例
锻造工序
镦粗、冲孔、 扩孔、定径
镦粗、冲孔、芯 棒拔长、滚圆
实例
齿轮、法兰、 套筒、圆环 圆筒、套筒等
拔长、压肩、 滚圆 拔长、压肩、 修整、冲孔
拔长、错移、压 肩、扭转、滚圆
主轴、转动轴 等
连杆等 曲轴、偏心轴 等 吊钩、轴瓦 该、弯杆等
曲轴类零件 弯曲类零件
在t2-t3时间内，细杆Ⅱ和粗杆Ⅰ均处于弹塑性转变温度以下，粗杆Ⅰ的 冷却速度比细杆Ⅱ快，即粗杆Ⅰ的自由线收缩速度大于细杆Ⅱ。因而， 粗杆Ⅰ被拉长，产生拉应力；细杆Ⅱ则相反，产生压应力。冷却到t3 （室温）时，铸件内存在残余应力，细杆Ⅱ内为压应力，粗杆Ⅰ内为拉 应力。 机械与电子控制工程学院
液态成型
不能得到完整的零件
浇不足
冷隔
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液态成型
合金凝固？
逐层凝固 糊状凝固
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液态成型
控制铸件凝固的工艺原则？

顺序凝固原则：
在铸件上从远离浇口部分 到浇口或冒口之间建立一 个递增的温度变化，从而 实现由远离冒口的部分向 冒口方向顺序的凝固。

同时凝固原则：
采取工艺措施保证铸件上 各部分之间没有温差或温 差尽量小，使各部分几乎 同时凝固。 机械与电子控制工程学院
最大的合金是（
）；
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液态成型
试分析下图所示铸件（1）哪些是自由收缩，哪些是受阻
收缩？（2）受阻收缩的铸件形成哪一类铸造应力？（3）
各部分应力属于什么性质（拉应力或压应力）？ （a） （c） （b）
（d）
（e）
（f）
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塑性成型

塑性成形实质：在外力作用下产生不可恢复的塑性变形。
塑性成型
绘制锻件图
锻件图＝零件图 + 余块+ 加工余量 + 锻造公差 绘制方法： （1）用实线画出锻件最 终轮廓 （2）用双点划线画出零 件的主要轮廓形状。 （3）尺寸线上方或左面 标注锻件尺寸与公差； （4）尺寸线下方或右面 用圆括号标出零件尺寸。