专题三 铸造与锻压与焊接与典型零件的毛坯选择（教案）-四川省职教高考《机械基础》（高教版） 专题复习讲练测

专题三.铸造与锻压与焊接与典型零件的毛坯选择（教案）-《机械基础》高教版-专题复习讲练测 [考纲要求] 1.掌握砂型铸造的工艺流程、砂型制作方法、特点及在工程中的应用。 2.了解合金的物理性能对铸造过程的影响，能够根据合金性能选择合适的铸造工艺。 3.掌握板料冲压的工艺流程、特点以及其他常见压力加工方法，能够分析选择合适的加工方法。 4.了解不同焊接方法的原理、适用范围、优缺点，能够选择合适的焊接方法进行工程应用。 5.了解毛坯制造的常见方法、选择原则以及在工程中的应用，能够根据零件形状和要求选择合适的毛坯加工方法。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、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,成本低康,适宜于形状复杂,特别是具有复杂内腔零件的毛坏的生产;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应用十分广泛,铸件在一般机械设备中所占比重在 50% ~70% 以上。但铸造生产也存在一些缺点。如铸件内部常存在气孔、缩孔、缩松、夹渣、砂眼和裂纹等缺陷,内部组织的均匀性、致密性较差,晶粒比较粗大,其力学性能通常低于同种材料的塑性成形件，此外,铸造生产的劳动条件也较差。 二、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。 模样及型箱的尺寸、形状应根据铸件而定。模样、铸件、零件三者是不同的。在尺寸上,铸件等于零件尺寸再加上机械加工余量,模样等于铸件尺寸加收缩量(液态金属凝固时的收缩):在形状上,铸件与模样必须有起模斜度(便于起模)铸造(便于造型避)当件上有孔时,模样上有型芯头，以便型芯的定位与固定。 造型、造芯及合箱包括放置模样、填充与紧实型砂、起模、造出浇冒口和通气口、合箱。其中 以起模最为关键。图2-2 所示为整模造型过程。 三、铸造合金的铸造性能 (一)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影响流动性的因素很多,主要是合金化学成分、浇注温度和铸造工艺。 (二)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。影响收缩的主要因素有化学成分、浇注温度、铸型工艺及铸件结构等。 四、自由锻的特点 自由锻是利用冲击力或压力使金属坯料在两个抵铁间产生塑性变形,从而获得所需形状和尺寸的锻件。其工艺特点是坏料变形时在水平方向作自由流动,故称为自由锻。自由锻件的形 状与尺寸主要依靠锻工的操作技术来保证,所以对工人的技术水平要求较高。自由锻的优点是:工具简单、通用性好,生产准备工作容易。自由锻设备有空气锤、蒸汽锤水压机等,锻件质量可从几克到几百吨许多大型零件(水轮机主轴、曲轴等)都是采用自由锻来制坯的。对于大型锻件,自由锻是目前唯一的锻造方法。 五、选择毛还制造方法的原则 1.毛坏制造方法的选择,必须根据零件工作条件及性能的要求、形状的复杂程度、尺寸大小,生产批量和制造成本等多方面因素综合考虑。对于大批生产,适宜用高生产率、高精度的毛坏制造方法;强度要求高的零件多采用锻件(有时也可采用球墨铸铁);零件尺寸愈大,采用模锻、精密铸造的费用就越高,可行性就愈小。 2.选择毛坏的种类和制造方法时,总是希望毛坏的形状和尺寸尽可能接近成品零件的形状和尺寸,从而减少加工余量,提高材料利用率,降低加工成本。但这样可能导致毛坯制造困难,需要采用昂贵的毛坏制造设备,增加毛坏的制造成本。有时,两者是相互矛盾的,这就需要根据生产纲领和毛坏车间的具体条件加以权衡,从而找到最适当的方法。 3.在某些情况下,例如制造重型零件,但又缺乏大型铸造或锻造设备时,亦可采用铸造、锻造和焊接联合的方法来制造毛坯。 4.在选择毛坯时,要充分注意到利用新工艺、新技术新材料的可能性。目前,少、无切屑加工有很大的发展,如精密铸造、精密锻造、冷挤压、粉末冶金、异型钢材、工程塑料等都在迅速推广用这些方法制造的