成形原理课件.ppt

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1、工程材料的成形技术机械工程学院陈鸿玲工程材料使用性能工艺性能：使用性能在加工过程中的综合反映，指是否易于采用各种成形工艺进行加工的性能力学性能物理性能化学性能工程材料只有通过各种不同的成形工艺，制造成毛坯或制品，才能体现其使用价值成形：利用熔化、结晶、塑性变形、扩散变形等物理化学变化，按预订的设计要求成形为所需的具有一定形状、性能的机械构件。成形方法热加工冷（机）加工－金属切削（减料）快速成形RP(RapidPrototyping)（增料）：快速出样件技术成形技术通过一定工艺、手段使材料具备某种形状，以便加工成装备部件的方法。液态

2、成形、塑性成形、连接成形、冷加工成形……概述一、金属材料的热加工成形的分类1、液态成形（铸造）－熔融状态（高温）的金属浇入具有一定形状的型腔的铸型中，在重力或外力作用下，冷却并凝固成具有型腔形状的铸件。2、固态成形(锻造）－坯料加热至一定温度下，对坯料施加压力，使其塑性变形以改变尺寸、形状及性能，用以制造零件的方法。冷冲压。3、连接成形（焊接）－通过加热或加压，两部分固态金属局部融化（局部高温）后融合成一整体。二、内容1、成形方法介绍各种成形的基本工艺原理与相关的影响因素。2、成形工艺各种成形生产过程中的基本工艺参数及条件。（温度

3、、尺寸等）3、结构工艺工件通过各种成形方法生产时所需的基本结构要求。三、学习方法1、时间2、教学方式3、考核要求4、参考书机械制造基础、工程材料与成形技术、金属工艺学（邓文英）第六章金属液态成形技术一、概述1、定义：液态合金、浇注、型腔、冷却、取出（获得）－－毛坯。2、种类（按造型方法）：砂型、特种3、铸造的特点：（1）应用广泛（2）是机械零件或毛坯的主要加工方法（内腔和外形复杂的毛坯）（3）铸件的形状和尺寸与零件接近（4）绝大多数金属均能用铸造制成铸件（5）缺点：缩孔、缩松、气孔、浇不足、冷隔等二、液态合金的凝固特点（凝固与结晶

4、）1、按合金的结晶性能：温度范围a、逐层凝固方式：纯金属或共晶成分的合金b、糊状凝固方式：合金的结晶温度范围宽c、中间凝固：表面先结晶呈等轴状晶粒，而后在铸件截面一定宽度的凝固区内同时结晶。2、影响凝固方式的因素a、合金的结晶温度范围---成分b、铸件的温度梯度－过冷度合金的性质、铸型的蓄热能力、浇注温度实质：液态金属逐步冷却凝固成形的三、液态合金的充型：液态金属充满型腔获得与型腔尺寸、形状相符合的铸件，这种获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。（一）、影响充型能力的途径：（1）金属液的流动时间—金属与铸型间的热交换条件（2）流动速

5、度(二)、影响充型能力的因素:液态合金的流动性、浇注条件、铸型条件及铸型结构1、液态合金的流动性：（1）定义：液态金属本身的流动能力（2）流动性好－充型能力；排杂能力；补缩（3）测量：螺旋形流动试样（4）影响因素A、合金种类灰铸铁－铝硅合金－铸钢（熔点）B、合金的化学成分温度范围*形式：a、逐层b、糊状c、中间C、合金的纯净度2、浇注条件对充型能力的影响A、浇注温度的影响保证充型能力足够的前提下，尽量降低浇注温度。高温出炉，低温浇注？薄壁上限、厚大下限？B、充型压力：3、铸型条件对充型能力的影响A、铸型材料：导热－冷却B、铸型温度

6、：温度差C、铸型表面：粗糙度、附加层（涂料）D、铸型中的气体4、铸件的结构：宽窄程度－－－最小允许壁厚临界壁厚四、收缩性1、三阶段液态－－凝固－－固态液面下降收缩收缩是缺陷产生的根本原因：液态和凝固收缩是产生缩孔和缩松的主要原因；固态收缩是产生内应力、变形和裂纹的主要原因2、影响因素a、合金种类（灰铸铁－铝合金－铜合金－铸钢）b、浇注温度C、铸件形状三、缩孔的形成与防止1、定义：縮孔形成必然性縮松2、形成位置热节？内切圆法、凝固等温线法、计算机模拟3、防止定向（顺序）凝固：使离开“进口”的温度梯度下降A、冒口：转移缺陷B、浇口直补

7、C、设置冷铁（厚大）：提高局部冷却速度d、选择流动性好的合金四、铸造应力与变形、裂纹1、铸造应力－拉应力，压应力－残余应力按产生原因：热应力、机械应力、相变应力按阻碍收縮的原因：热应力、收縮应力(1)、热（内）应力的形成由于冷却速度不同－－各部分收缩量不同－彼此相互制约－应力(热应力）哪部分受拉？规律？(2)、收縮应力－机械阻碍应力（3）、内应力的防止A、结构上：壁厚均匀、对称B、尽量采用线收縮率小、E小的合金C、提高铸型温度D、工艺上：同时凝固E、改善铸型和型芯的退让性F、去应力退火2、变形的控制A、判断变形方向（变形规律）B、

8、“预变形”（反变形)C、机加工的工艺安排D、改变铸件结构：减少差异，趋向于同时凝固E、控制铸件的打箱时间F、在铸造应力集中的部位设置拉筋：防止变形铸筋有两类：拉筋与收缩筋收缩筋：防止铸件产生热裂G、对于平板类的铸件，浇注时加大压铁的重量可提高铸型刚