专题二 铸造、锻压与焊接（教案）-河南省职教高考《机械基础》(高教版)专项复习讲练测

专题二.铸造、锻压与焊接（讲义）-《机械基础》（高教版）专题复习讲练测 [考纲要求] 1.了解铸造的特点及应用，包括砂型铸造、铸造合金的铸造性能和常用特种铸造方法。 2.熟悉金属的锻造性能，掌握自由锻、模锻、板料冲压等锻压工艺。 3.理解焊接的基本原理，包括焊条电弧焊、气焊与气割以及其他常用焊接方法的特点。 4.掌握典型零件的毛坯制造方法及选择原则，了解典型零件的毛坯选择。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 1. 铸造的特点及应用 铸造的特点是:金属一次成形,工艺灵活性大,几乎不受工件的形状、尺寸、质量和生产批量的限制,成本低廉,适宜于形状复杂,特别是具有复杂内腔零件的毛坯的生产;对于不宜锻压生产和焊接的材料,铸造生产方法具有特殊的优势;根据铸件的合金类型、大小、批量、质量要求等,可选择不同的工艺方法,大批生产时可实现机械化和自动化。由于具有上述优点,在机械制造业中铸造的成用十分广泛,铸件在一般机械设备中所占比重在50%~70%以上。 2. 砂型铸造 (1)砂型铸造工艺过程 砂型铸造是应用最广泛的铸造方法。图2-1所示为砂型铸造过程,其主要工序为:制作模样及型箱,配制型砂、芯砂,造型、造芯及合箱,熔化、浇注,铸件的清理与检查等。 (2)手工造型 手工造型时紧砂和起模是用手工来完成的。其操作灵活,适应性强,模样成本低,生产准备时间短。但手工造型对工人的技术水平要求较高,生产率低,劳动强度大,铸件尺寸精度和表面质量差,主要用于单件、小批生产。特大型铸件只能采用手工造型。 在实际生产中,根据铸件的尺寸、形状、生产批量、铸件的使用要求以及生产条件的不同,有多种造型方法。现以整模造型和分模造型为例介绍手工造型。 A.整模造型采用整体模样造型的方法称为整模造型。其特点是铸型型腔全部在一个砂箱内,造型简单,不会产生错箱,适用于最大截面在一端且为平面的铸件,如图 2-2所示。 B.分模造型模样在截面最大处分成两半,分别处于上、下砂型内的造型方法称为分模造型。分模造型操作方便,省工省时,适用于最大截面在中部的铸件,如图2-3 所示。常用的手工造型方法还有挖砂造型、刮板造型及三箱造型等。 3. 铸造合金的铸造性能 (1)合金的流动性 合金的流动性对铸件质量有很大影响。流动性好,充填铸型的能力强,易于获得形状完整轮廓清晰、壁薄或形状复杂的铸件,同时有利于合金中气体和非金属夹杂物的上浮和排除,有利于合金凝固时的补缩。流动性不好,充填铸型的能力差,易使铸件产生浇不足、冷隔、气孔,夹渣和缩孔等缺陷。铸造合金的流动性常用液态合金浇成的螺旋形试样的长度评定。 (2)合金的收缩 铸件在凝固和冷却到室温的过程中,其体积和尺寸缩小的现象称为收缩。合金从浇注温度至液相线的收缩,称为液态收缩。合金从液相线到固相线温度间的收缩,称凝固收缩。它们是产生缩松与缩孔的根本原因。合金从固相线温度至室温时的收缩称为固态收缩,通常表现为铸件尺寸的缩小,是铸件产生内应力,变形和裂纹的根本原因。 4. 常用特种铸造方法 (1)金属型铸造 将液体金属浇注到用金属材料制成的铸型中获得铸件的铸造方法称为金属型铸造。由于金属铸型可反复使用许多次,故又称为永久型铸造。 (2)压力铸造 压力铸造又称高压铸造,是在高压作用下使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型型腔,并在压力作用下凝固而获得铸件的方法,其生产率比其他铸造方法都高。由于金属液是被高压压入型腔的,因此可压铸出组织致密、壁厚较小的铸件。压铸件的表面强度和硬度较高,一般不再进行机加工。但压铸件在高压下迅速冷凝,内部气体不易逸出,易产生皮下小气孔和缩松,不宜进行热处理。目前,压铸主要用在铝、镁,锌等有色合金铸件的大批生产中,如计算机、照相器材等零件。 (3)低压铸造 低压铸造是用较低压力(一般为0.02~0.1MPa)将金属液由铸型底部注入型腔,并在压力下凝固以获得铸件的方法。低压铸造适合于各种铸型(如砂型、金属型等),充型平稳且易于控制,减少了金属液注人型腔时的冲击、飞溅现象,铸件的气孔,夹流等缺陷较少。与金属型铸造相比,低压铸造的铸件组织致密、轮清晰,力学性能好,而且易实现机械化和自动化,目前主要用来生产质量要求高的铝、镁合金铸件,如气缸、缸盖、纺织机零件等 (4)熔模铸造 熔模铸造是用易熔材料制成模样,然后在模样外面涂上涂料和石英砂以形成外壳,在外壳硬结后熔去模型,经焙烧后获得无分型面的铸型硬壳,浇注入液态金属,待其冷却后毁去外壳即获得铸件。 (5)离心铸造 离心铸造是将液体金属浇人高速旋转的铸型中,使其在离心力作用下充型并凝固的铸造方法。离心铸造必须在离心铸造机上进行。离心铸造不用浇注系统和型芯,可节省金属材料和造芯工时,主要用于生产空心旋转体的铸件,如管子,缸套、轴套等。但应注意,不能用重力偏析严重的合金进行离心