《工程材料与机械制造基础》课程小论文
班级：
姓名：
学号：
成绩：
年5月
结合实例综述成形工艺的特点及选择应用原则
一．铸造成型
实例：支承轮铸造的工艺
(1)铸造结构及铸造工艺性分析：支承轮的外形结构为旋转体，辐板下有三根加强肋并与φ40孔形成六等分均布，外形较为简单。轮缘壁厚略厚。轮毂部位易产生缩孔和气孔，且孔的加工精度高。
从中可以看出铸造成型的优点是可以铸出内腔、外形很复杂的毛坯，工艺灵活性大。生产成本较低等。缺点是铸件机械性能差，质量不够稳定；铸造所形成的组织疏松、晶粒粗大，而且内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷，劳动强度较大等。
对于铸件外形设计有以下几个要求：①铸件外形要便于造型应尽量避免在铸件外形上沿起模方向的外凸和内凹部分。②尽量使分型面少而简单。③凡垂直于分型面的不加工表面，最好具有结构斜度,请注意与拔模斜度的区别。
对于铸件的内腔设计要求①应尽量不用或少用型芯。②应使铸型中的型芯定位准确、安放稳固、捧气通畅、清理方便。
对于铸件壁的设计要求①铸件的壁厚应适当。②铸件的壁厚应尽可能均匀，否则在厚壁处因金属聚集易产生缩孔、缩松等缺陷，还因冷速不同而产生热应力，致使薄壁和厚壁的连接处产生裂纹。③铸件壁的连接应避免垂直壁，避免交叉和锐角连接，厚壁与薄壁间的连接要逐步过渡。
(2)造型方法的选择：两箱造型、三箱造型、脱箱造型等。
根据支承轮的结构分析选择两箱造型。辐板上的三个孔由1#型芯和上型吊砂形成，中间轮毂孔由2#型芯形成。
(3)铸型种类的选择：由于支承轮的形状较为简单，且无特殊要求，采用湿性铸型，起到简化工艺，缩短制作周期，保障质量的作用。
(4)分型面的选择：图中支承轮的分型面使整个铸型的大部分都位于下型，上型只是凸砂型和轮毂凹砂型。这样分型既便于下芯，又便于开设浇冒口。
分型面的选择原则：
A.便于起模，使造型工艺简化：①分型面应选在铸件的最大截面处；②应尽量减少型芯和活块的数量。③分型面应尽量平直。④尽量减少分型面，机器造型只能有一个分型面。
B.尽量使铸件重要加工面或大部分加工面、加工基准面放在一个砂型内，减少错箱、披缝和毛刺，提高铸件精度。
C.使型腔和主要型芯位于下箱，以便于下芯、合型和检查型腔尺寸。
(5)浇冒口位置的确定：设置在下分型面上，沿轮毂外周边并分散引入；并在轮毂上设置一个出气冒口。
浇注位置的选择原则：
A.浇注时铸件的重要加工面应朝下或位于侧面，为的是防止这类表面的表层和内部出现气孔或渣气孔等缺陷。
B.铸件宽大平面应朝下，否则易造成夹砂结疤缺陷。
C.面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直、倾斜位置。
D.易形成缩孔的铸件，应将截面较厚的部分置于上部或侧面，便于安置浇冒口补缩。
E.应尽量减少型芯的数量，且便于安放、固定和排气。
(6)对工艺参数机械加工余量、起模斜度、收缩率、芯头的确定。
二．塑性成形
1.塑性成形的特点是：(1)金属塑性成形是金属整体性保持的前提下，依靠塑性变形发生物质转移来实现工件形状和尺寸变化的,不产生切屑，因而材料的利用率高得多。(2)塑性成形过程中,除尺寸和形状发生改变外,金属的组织、性能也能得到改善和提高，尤其对于铸造坯，经过塑性加工将使其结构致密、粗晶破碎细化和均匀,从而使性能提高。此外，塑性流动所产生的流线也能使其性能得到改善。(3)塑性成形过程便于实现生产过程的连续化、自助化,适于大批量生产，如轧制、拉拔加工等,因而劳动生产率高。(4)塑性成形产品的尺寸精度和表面质量高。(5)设备较庞大，能耗较高。（6）只有在切应力作用下才发生塑性变形。
2.常见的塑性成形方法有：锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等。
（1）自由锻工序：
1）基本工序的选择：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转、错移等；辅助工序的选择；精整工序的选择；（注意自由锻件图的绘制）
2）自由锻中锻件的选择原则：
A.尽量避免锥面或斜面结构。
B.避免空间相贯曲线。
C.避免加强筋、凸台、工字形结构。
D.形状复杂的锻件，可以分成几部分分别锻造，然后再进行机械连接或焊接成整体。
（2）模锻工序：
1）制坯模膛：拔长模膛、滚压模膛、弯曲模膛、切断模膛。
2）模锻模膛：预锻模膛、终锻模膛。
3）模锻零件的选择原则：
A.模锻件应具有合理的分模面，如：分模面应选择在锻件的最大截面处，以便于脱模；分模面应使模腔深度最浅，且上下模深度基本一致；分模面应尽量为平面，保证锻件所需敷料最少；对于孔盆类零件，选择径向分模。
B.确定机械加工余量和锻件公差、模锻斜度、圆角半径。
C.零件的外形应力求简单、平直和对称，截面相差不宜过于悬殊，避免高肋、薄壁、凸起等不利于成形的结构。
D.应避免窄沟、深槽、深孔及多孔结构，以利于金属的充满、模具制造和延长寿命。
E.形状复杂的锻件应采用锻一焊或锻一机械连接组合工艺，以减少余块，简化模锻工艺。
F．模锻工序的选择要根据模锻件的形状和尺寸来确定。
（3）板料冲压：
1）分离工序：落料、冲孔、切断、切边、剖切；变形工序：弯曲、拉深、成形、立体压制。（冲裁中要注意凹凸模之间的间隙、凹凸模刃口尺寸的确定和冲裁件的排样）
2）成形工序：拉深、弯曲、翻边、成形。
3）冲压件的选用原则：
A.采用普通材料代替贵重材料，采用较薄的板料，而在刚度较弱的部位采用加强肋结构，这样，既能降低材料费用，又能减小冲压力。
B.采用简单而对称的外形，使冲压时坯料受力均衡，简化加工工序，便于模具制造。
C.冲压件的精度要求不宜过高，否则要增加精整工序。
D.改进结构，简化工艺，节省材料。
三．焊接成形
1.焊接的特点是焊接的生产成本低；刚度大，整体性好，在外力作用下变形小，气密性、水密性好；既适用于大批量生产，又适用于小批量生产；加工工艺简单，加工周期短。焊接冶金过程中熔池体积小，温度高，存在时间短；熔池金属不断更新；反应接触面大，时间短。
2.焊接工艺设计：
(1)焊件的选材原则：尽量选用焊接性好的材料；辅助工艺的可行性；注意材料与焊接方法的匹配性；尽量不选用异种材料相互焊接。
(2)焊条的选用原则：要求焊缝和母材具有相同水平的使用性能。根据焊件的厚度和焊接位置来选择焊条的直径。
(3)焊缝的空间位置选择：平焊、仰焊、立焊和横焊。减少焊缝的数量，尽量布置在焊件的薄壁处，均匀、对称、避免密集和交叉；要避开最大应力与应力集中的位置，远离机械加工表面。
(4)焊接接头的选择：对接接头、搭接接头、角接接头和T形接头等。根据设计或工艺需要，可在焊接的待焊部位加工出一定几何形状的沟槽即坡口；要考虑到焊接电流和焊接速度对焊接接头的质量的影响。
(5)坡口的选择形式：T形、V形、带钝边U形、双Y形、双带钝边单边V形。
(6)焊接方法的选用：手工电弧焊、气体保护焊、埋弧自动焊、电渣焊、电阻焊、超声波焊、摩擦焊和钎焊等。
(7)焊接的结构设计：减少焊缝的数量，焊缝的布置和坡口形式尽可能对称，焊缝的截面和长度尽可能小；焊接接头应保证有足够的强度和刚度；要考虑清楚接头工作介质的情况和使用条件；尽量使焊接接件不再进行或仅需少量进行机械加工；要减少结构或焊接接头部位应力集中，不采用过厚的截面。
(8)在焊接过程中会因为焊接尺寸和形状的改变产生焊接变形，为了减少和防止焊接变形有以下的几个措施：
A.事前：采用反变形法计算出可能发生变形的位置，焊接时将工件安装在相反的位置上，抵消变形；用加裕量法在下料尺寸上加一定裕量，来补充焊后的收缩；用刚性夹持法在焊前将工件夹紧。
B.事中：选择合理的焊接顺序。
C.事后：用机械矫正法和火焰加热矫正法矫正焊接变形。
减少焊接应力的工艺措施有：
D.事前：预热法。
E.事中：选择合理的焊接次序。
F.事后：进行焊后退火处理。
(6)焊接检验：采用外观检验、密封性检验、受压容器的强度检验、物理方法的检验（射线探伤、超声波探伤、磁力探伤、渗透探伤）和焊缝内部缺陷的无损检验。
转载请注明：http://www.0431gb208.com/sjszjzl/1374.html
