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1、1.鑄 件 的 溫 度 場 在 合 金 凝 固 和 冷 卻 的 某 瞬 間 ，鑄 件 橫 斷 面 上 的 溫 度 分 布 曲 線 。 、 為 等 溫 線 。2.鑄 件 的 凝 固 區(qū) 凝 固 區(qū) S 對 鑄 件 質 量 影 響 較 大 。 合 金 的 結 晶 溫 度 溫 度 梯 度一、鑄件的凝固 T溫度 表 層 中 心St鑄 件溫度成 分 a b(1)逐 層 凝 固 (2)糊 狀 凝 固 (3)中 間 凝 固 大 多 數(shù) 合 金 的 凝 固 方 式 表 層 中 心t鑄 件 固 相 線液 相 線成 分 溫度表 層 中 心t鑄 件液固 液c 表 層 中 心St鑄 件溫度 液 相 線固 凝 固 區(qū)3

2、.鑄 件 的 凝 固 方 式 使 合 金 具 有 具有 良 好 的 充 型 能力 和 補 縮 條 件 。 凝 固 層 將 固 相 區(qū) 與 金 屬 液 分 開 ，充 型 能 力 和 補 縮 條 件 變 差 調 整 凝 固 方 式的 措 施 ：（ 1） 選 擇 傾 向 于 逐 層 凝 固 的 合 金 合 金 的 結 晶 溫 度 范 圍 越 小 ， 凝 固 區(qū) 域 越 窄 ， 越 趨 向 于 逐 層 凝固 。 灰 鑄 鐵 、 硅 鋁 合 金 等 為 逐 層 凝 固 ， 高 碳 鋼 為 糊 狀 凝 固 。 （ 2） 加 大 溫 度 梯 度 在 合 金 結 晶 溫 度 范 圍 已 定 的 前 提 下 ，

3、 凝 固 區(qū) 的 寬 窄 取 決 于鑄 件 內 外 層 之 間 的 溫 度 差 。 若 鑄 件 內 外 層 之 間 的 溫 度 差 由 小變 大 ， 則 其 凝 固 區(qū) 相 應 由 寬 變 窄 。 如 采 用 金 屬 型 鑄 造 等 。 一、鑄件壁厚的設計1 合 理 設 計 鑄 件 壁 厚 1） 鑄 件 的 最 小 壁 厚鑄造方法 鑄 件 尺 寸（ mm） 合 金 種 類鑄 鋼 灰 口 鑄 鐵 球 墨 鑄 鐵 可 鍛 鑄 鐵 鋁 合 金 銅 合 金砂型鑄造 500 500 15 20 15 20 15 20 10 12 6 10 12 2） 鑄 件 的 臨 界 壁 厚在 最 小 壁 厚 和 臨

4、 界 壁 厚 之 間 就 是 適 宜 的 鑄 件 壁 厚 。在 砂 型 鑄 造 條 件 下 ， 臨 界 壁 厚 3 最 小 壁 厚 3） 鑄 件 截 面 形 狀在 一 定 鑄 造 工 藝 條 件 下 ， 所 能 澆 注 出 的 鑄 件 最 小 壁 厚 。 2 鑄 件 壁 厚 應 均 勻 、 避 免 厚 大 截 面 二、鑄件壁的連接1 鑄 件 的 結 構 圓 角2 避 免 銳 角 連 接3 厚 壁 與 薄 壁 間 的 聯(lián) 接 要 逐 步 過 渡4 減 緩 筋 、 輻 收 縮 的 阻 礙 三、鑄件外形的設計 1 避 免 外 部 側 凹 、 凸 起 ；2 分 型 面 應 盡 量 為 平 直 面 ；上

5、中中下 上下3 凸 臺 、 筋 條 的 設 計 應 便 于 起 模 。 四、鑄件內腔的設計1 應 盡 量 減 少 型 芯 的 數(shù) 量 ， 避 免 不 必 要 的 型 芯 。芯 撐2 便 于 型 芯 的 固 定 、 排 氣 和 清 理 。 五、鑄件結構設計應考慮的其它問題1 鑄 造 方 法2 組 合 鑄 件 的 設 計 四、自由鍛件結構工藝性1. 避 免 斜 面 和 錐 度2. 避 免 曲 面 相 交3. 避 免 加 強 筋 和 凸 臺4. 采 用 組 合 工 藝 （ 五 ） 模 鍛 件 結 構 工 藝 性1. 易 于 從 鍛 模 中 取 出 鍛 件 ；2. 零 件 的 外 形 應 力 求 簡

6、單 、 對 稱 、 平 直 ；3. 避 免 薄 壁 、 高 筋 、 凸 起 等 結 構 ； 4. 避 免 設 計 深 孔 、 多 孔 結 構 ；5. 采 用 鍛 焊 組 合 工 藝 。二、胎模鍛造利 用 自 由 鍛 設 備 在 活 動 模具 上 生 產 模 鍛 件 的 方 法 。1. 扣 模2. 筒 模3. 合 模 1. 沖 壓 方 法 對 結 構 工 藝 性 的 要 求1） 對 沖 裁 件 的 要 求 沖 裁 件 的 形 狀 應 力 求 簡 單 、 對 稱 ， 有 利 于 材 料 的 合 理 利 用 ； 應 避 免 細 長 槽 和 細 長 臂 結 構 ； 沖 裁 件 的 內 外 轉 角 處

7、， 應 盡 量 避 免 尖 角 。 90工序 圓 弧 角 最 小 圓 角 半 徑黃 銅 、 紫銅 、 鋁 低 碳 鋼 合 金 鋼落料 0.24 t0.35 t 0.30 t0.50 t 0.45 t0.70 t沖孔 0.20 t0.45 t 0.35 t0.60 t 0.50 t0.90 t 90 90 90 沖 裁 件 最 小 圓 角 半 徑 沖 裁 件 孔 的 尺 寸 2） 對 彎 曲 件 的 要 求 彎 曲 件 的 形 狀 應 力 求 簡 單 、 對 稱 ， 并 考 慮 材 料 纖 維 方 向 ； 彎 曲 半 徑 不 能 小 于 材 料 允 許 的 最 小 彎 曲 半 徑 ； 彎 曲 高

8、 度 H2t。 帶 孔 件 的 彎 曲 ： 3） 對 拉 深 件 的 要 求 彎 曲 件 的 形 狀 應 力 求 簡 單 、 對 稱 ， 并 不 宜 太 高 ； 拉 深 件 的 圓 角 半 徑 應 滿 足 ： rdt、 R 2t； 2. 改 進 結 構 可 簡 化 工 藝 及 節(jié) 省 材 料1） 采 用 沖 焊 結 構 2） 采 用 沖 口 工 藝3） 盡 量 簡 化 沖 壓 件 的 結 構 1 焊 接 結 構 材 料 的 選 擇1. 優(yōu) 先 選 用 低 碳 鋼 和 低 強 度 低 合 金 鋼 ；2. 對 于 重 要 件 應 有 先 選 用 鎮(zhèn) 靜 鋼 ；3. 盡 量 選 用 同 一 牌 號

9、的 材 料 ；4. 材 料 的 厚 度 最 好 相 等 ；5. 盡 量 選 用 型 材 。 2 焊 接 方 法 的 選 擇 焊 接 方 法 的 選 擇 應 充 分 考 慮 材 料 的 焊 接 性 、 焊件 厚 度 、 焊 縫 長 短 、 生 產 批 量 及 焊 接 質 量 等 因 素 。 3 接 頭 工 藝 設 計一、接頭形式的設計1.對 接 接 頭 2.搭 接 接 頭 3.角 接 接 頭 4. T字 接 接 頭對 接 接 頭 接 頭 受 力 簡 單 、 均 勻 ， 應 力 集 中 較 小 ， 強 度 較 高 ， 優(yōu) 先 選 用搭 接 接 頭 接 頭 強 度 好 。 但 受 力 復 雜 ， 應

10、 力 集 中 嚴 重 ， 易 產 生 焊 接 缺 陷 。 二、坡口形式的設計 不 同 厚 度 的 工 件 焊 接 時 ： 三、焊縫的布置1. 焊 縫 應 避 免 密 集 交 叉 2. 焊 縫 應 對 稱 分 布 3. 焊 縫 應 避 開 應 力 集 中 處 和 最 大 應 力 處 4. 焊 縫 應 遠 離 機 械 加 工 表 面 5. 焊 縫 的 布 置 應 便 于 焊 接 操 作 4.零 件 的 結 構 工 藝 性 的 幾 方 面 要 求 : 1） 加 工 表 面 的 幾 何 形 狀 應 盡 量 簡 單 ,盡 可 能 布 置 在同 一 平 面 上 或 同 一 軸 線 上 。 2） 由 相 互

11、 位 置 精 度 要 求 的 表 面 ， 最 好 能 在 一 次 安 裝中 加 工 出 來 。 3） 盡 可 能 減 少 加 工 表 面 的 數(shù) 量 和 面 積 ， 合 理 地 規(guī) 定零 件 的 精 度 和 表 面 粗 糙 度 ， 以 利 于 減 少 切 削 加 工 量 。 4） 應 力 求 零 件 的 某 些 結 構 尺 寸 標 準 化 ， 以 便于 采 用 標 準 刀 具 和 通 用 量 具 ， 降 低 生 產 成 本 。 5） 零 件 應 便 于 安 裝 ， 定 位 準 確 ， 夾 緊 可 靠 ；便 于 加 工 ， 易 于 測 量 ； 便 于 裝 配 和 拆 卸 。 6） 零 件 結 構

12、 應 與 先 進 的 加 工 工 藝 方 法 相 適 應 。 7） 零 件 應 具 有 足 夠 的 剛 性 ， 能 承 受 切 削 力 和夾 緊 力 ， 以 便 于 提 高 切 削 用 量 ， 提 高 生 產 率 。 3 結 構 工 藝 性 是 相 對 概 念 隨 著 科 學 技 術 的 進 步 ， 新 材 料 、 新 設 備 、 新 工藝 的 應 用 ， 產 品 結 構 工 藝 性 好 壞 的 概 念 也 在 變化 ， 如 過 去 認 為 工 藝 性 差 的 零 件 結 構 ， 現(xiàn) 在 在 數(shù)控 機 床 和 加 工 中 心 上 已 不 難 加 工 。 1） 分 模 面 的 選 擇 分 模 面

13、 應 選 在 鍛 件 的 最 大 截 面 處 ； 分 模 面 的 選 擇 應 使 模 膛 淺 而 對 稱 ； 分 模 面 的 選 擇 應 使 鍛 件 上 所 加 敷 料 最 少 ； 分 模 面 應 最 好 是 平 直 面 。 a accd dbb （ 二 ） 變 形 工 序使 坯 料 的 一 部 分 相 對 一 部 分 產 生 位 移 而 不 被 破 壞 的 工 序 。（ 拉 深 、 彎 曲 、 翻 邊 、 成 形 等 ） D 2 dDh 1 . 拉 深使 坯 料 在 凸 模 的 作 用 下 壓 入 凹 模 ，獲 得 空 心 體 零 件 的 沖 壓 工 序 。1） 拉 深 變 形 過 程d d

14、 h 2） 拉 深 廢 品 拉 裂 （ 拉 穿 ） 起 皺3） 拉 深 模 設 計 及 工 藝 特 點 凸 凹 模 的 工 作 部 分 必 須 具 有 一 定 的 圓 角 ；r凹 =10t r凸 =（ 0.6-1） r凹 凸 凹 模 間 隙 要 合 理Z =（ 1.1-1.2） tZ 單 邊 間 隙 控 制 拉 深 系 數(shù) （ m）m = d/D =（ 0.5-0.8）D=100 d=20； h=42d1=55 d2=32 32/55=0.58d3=20 20/32=0.628 設 置 壓 邊 圈 涂 潤 滑 油 2. 彎 曲將 平 直 板 料 彎 成 一 定 的角 度 或 圓 弧 的 工 序

15、 。1） 彎 曲 的 變 形 特 點 變 形 區(qū) 域 主 要 在 圓 角 部 位 ； 外 層 金 屬 受 拉 應 力 ， 內 層 金 屬 受 壓 應 力 。2） 彎 曲 缺 陷彎 裂 3） 彎 曲 工 藝 特 點 彎 曲 半 徑 r rmin=（ 0.25-1） t ； 毛 刺 應 位 于 內 側 ； 彎 曲 線 應 盡 量 與 坯 料 纖 維 方 向 垂 直 ； “ 回 彈 ” 問 題a） 設 計 補 償 角b） 對 工 件 進 行 退 火c） 設 計 加 強 筋 3. 翻 邊 、 成 形1） 翻 邊在 帶 孔 的 平 坯 料 上用 擴 孔 的 方 法 獲 得凸 緣 的 工 序 。2） 成

16、形包 括 ： 起 伏 、 脹 形 、 壓 印 等 三、沖模的分類及結構1. 簡 單 沖 模2. 連 續(xù) 沖 模3. 復 合 沖 模沖 床 在 一 次 行 程 中 只 完 成 一 個 沖 壓 工 序 。沖 床 在 一 次 行 程 中 在 不 同 的 工 位 同 時 只 完 成 兩 個 以 上 的沖 壓 工 序 。沖 床 在 一 次 行 程 中 在 同 一 工 位 同 時 完 成 兩 個 以 上 的 沖 壓工 序 。 4 典 型 工 藝 設 計 實 例 4 典 型 工 藝 設 計 實 例 一、焊條電弧焊 特點(1)設 備 簡 單 、 應 用 靈 活 方 便 。(2)勞 動 條 件 差 、 生 產

17、率 低 、 質 量 不 穩(wěn) 定 。焊接過程 引 弧 形 成 熔 池 形 成 焊 縫熔 化 焊 1. 焊 條 焊 條 芯藥 皮 焊 縫 的 填 充 材 料 填 充 焊縫電 極 傳 導 電 流 導 電機 械 保 護 的 作 用冶 金 的 作 用穩(wěn) 定 電 弧 的 作 用 焊 條 芯藥 皮藥 皮 的 種 類 ： 氧 化 鈦 型 ； 氧 化 鈦 鈣 型 ； 鈦 鐵 礦 型 ； 氧 化 鈦 型 ； 纖 維 素 型 ； 低 氫 鉀 型 ； 低 氫 鈉 型 ； 石 墨 型 ； 鹽 基 型 。(1)組 成和 作 用 （ 2） 焊 條 的 種 類結 構 鋼 焊 條 J； 鉬 和 鉻 耐 熱 鋼 焊 條 R；低

18、溫 鋼 焊 條 W； 不 銹 鋼 焊 條 A；堆 焊 焊 條 D； 鑄 鐵 焊 條 Z；鎳 及 鎳 合 金 焊 條 Ni ； 銅 及 銅 合 金 焊 條 T；鋁 及 鋁 合 金 焊 條 L； 特 殊 用 途 焊 條 TSJ 5 0 7 藥 皮 種 類 （ 低 氫 型 ）抗 拉 強 度結 構 鋼 焊 條J 4 2 2 藥 皮 種 類 （ 鈣 鈦 型 ）抗 拉 強 度結 構 鋼 焊 條 酸 性 焊 條 ：堿 性 焊 條 ： 在 熔 渣 中 以 酸 性 氧 化 物 為 主（ TiO2、 SiO2、 Fe2O3）在 熔 渣 中 以 堿 性 氧 化 物 為 主（ K2O、 Na2O、 CaO、 MnO）

19、2.焊 條 的 選 用1. 根 據(jù) 被 焊 工 件 的 強 度 選 用2. 根 據(jù) 被 焊 工 件 的 化 學 成 分 選 用3. 根 據(jù) 被 焊 工 件 工 作 條 件 和 結 構 選 用4. 根 據(jù) 實 際 生 產 狀 況 選 用 二、埋弧自動焊焊 接 電 源控 制 箱焊 接 小 車焊 接 熱 源 ： 電 弧 熱溶 池 保 護 ： 焊 劑 （ 氣 、 渣 ）1. 埋 弧 自 動 焊 設 備 及 焊 接 過 程 2. 埋 弧 自 動 焊 工 藝1） 焊 前 準 備2)采 取 防 漏 措 施 雙 面 焊 ； 手 工 電 弧 焊 封 底 ； 焊 劑墊 ； 采 用 鎖 底 坡 口 ； 水 冷 銅

20、墊 板 。板 厚 在 20 25mm以 下 的 工 件 可 不 開 坡 口 ； 但 在 實 際 生 產 中 ，板 厚 在 14 22mm應 開 Y型 坡 口 ， 半 厚 在 2250mm， 可 開雙 Y型 坡 口 或 U型 坡 口 。3)要 有 引 弧 板 和 引 出 板環(huán) 焊 縫 ： 焊 絲 起 弧 點 應 與 環(huán) 的 中 心 偏 離一 定 距 離 a； （ a=2040mm） 。 直 徑小 于 250mm一 般 不 采 用 埋 弧 焊 。 3. 埋 弧 自 動 焊 工 藝 特 點1） 生 產 率 高 （ 手 弧 焊 的 510倍 ）2） 焊 接 質 量 高 且 穩(wěn) 定 。3） 節(jié) 約 金

21、屬 材 料 、 生 產 成 本 低 。4） 勞 動 條 件 好 。5） 只 能 在 水 平 位 置 焊 接 。應 用 ： 主 要 用 于 較 厚 鋼 板 的 長 直 焊 縫 和 較 大 直 徑 的環(huán) 形 焊 縫 焊 接 。如 壓 力 容 器 的 環(huán) 焊 縫 和 直 焊 縫 、 鍋 爐 冷 卻 壁 的 長 直 焊縫 、 船 舶 和 潛 艇 殼 體 、 其 重 機 械 、 冶 金 機 械 （ 高 爐 爐身 ） 等 的 焊 接 。 三、氣體保護焊1 . 氬 弧 焊利 用 氬 氣 作 為 保 護 性 介 質 的 電 弧 焊 方 法 。焊 接 熱 源 ： 電 弧 熱 保 護 介 質 ： ArAr 不 與

22、 金 屬 發(fā) 生 化 學 反 應 不 產 生 夾 渣 缺 陷 不 溶 解 于 液 體 金 屬 中 不 產 生 氣 孔 缺 陷 比 重 大 于 空 氣 （ 25%）“ 陰 極 破 碎 ” 作 用1） 熔 化 極 氬 弧 焊25mm以 下 的 工 件2） 非 熔 化 極 氬 弧 焊適 于 6mm以 下 工 件 的 焊 接 3） 氬 弧 焊 的 特 點 及 應 用 機 械 保 護 效 果 好 ， 焊 縫 金 屬 純 凈 ， 焊 縫 成 形 美 觀 ， 焊 接 質 量 優(yōu) 良 。 電 弧 燃 燒 穩(wěn) 定 ， 飛 濺 小 。 焊 接 熱 影 響 區(qū) 和 變 形 小 。 可 進 行 全 位 置 焊 接 。

23、 氬 氣 昂 貴 ， 設 備 造 價 高 。應 用 ：適 用 于 易 氧 化 的 有 色 金 屬 及 合 金 鋼 材 料 的 焊 接 。如 ： 鋁 、 鎂 、 鈦 及 其 合 金 和 耐 熱 鋼 、 不 銹 鋼 等 。適 用 所 有 金 屬 材 料 的 焊 接 。 以 CO2氣 體 作 為 保 護 性 介 質 的 電 弧 焊 方 法 。焊 接 熱 源 ： 電 弧 熱 保 護 介 質 ： CO2CO2 與 金 屬 發(fā) 生 化 學 反 應 產 生 夾 渣 缺 陷 溶 解 于 液 體 金 屬 中 產 生 CO 氣 孔 缺 陷 比 重 大 于 空 氣 （ 25%） 氧 化 嚴 重 ； 氣 孔 傾 向

24、大 （ CO） ； 飛 濺 嚴 重 。1) 存 在 問 題2 . CO2氣 體 保 護 焊 生 產 率 高 （ 是 手 弧 焊 的 13倍 ） 。 成 本 低 （ 是 手 弧 焊 的 40%） 。 焊 接 熱 影 響 區(qū) 和 變 形 小 。 可 進 行 全 位 置 焊 接 。 飛 濺 嚴 重 ， 焊 縫 成 形 差 。應 用 ：適 用 于 低 碳 鋼 和 強 度 級 別 不 高 的 低 合 金 結 構 鋼 的 焊 接 。目 前 廣 泛 用 于 造 船 、 機 車 車 輛 、 汽 車 制 造 、 農 業(yè) 機 械 等 。2） CO2氣 體 保 護 焊 的 特 點 及 應 用 壓 力 焊五、電阻焊

25、通 過 加 壓 、 或 同 時 加 熱 加 壓 ， 使 焊 件 產 生 塑 性 變 形 ，并 經 再 結 晶 和 擴 散 作 用 ， 實 現(xiàn) 連 接 的 焊 接 方 法 。1. 點 焊工 藝 參 數(shù) 電 極 壓 力焊 接 電 流通 電 時 間 適 中 對 組 合 焊 件 經 電 極 加 壓 ， 利 用 電 流 通 過 焊 接 接 頭 的 接觸 面 及 鄰 近 區(qū) 域 產 生 的 電 阻 熱 ， 實 現(xiàn) 焊 接 。焊 點 距 離 太 近 分 流 現(xiàn) 象 嚴 重太 遠 強 度 不 夠應 用 ： 4mm以 下 的 薄 板 搭 接 。 點 焊 縫 焊 2 . 縫 焊應 用 ： 3mm以 下 的 薄 板

26、 搭 接 。如 ： 密 封 的 容 器 （ 油 箱 、水 箱 等 ） 、 管 道 等 。3 . 對 焊主 要 用 于 棒 料 的 對 接 。1） 電 阻 對 焊應 用 ： 用 于 斷 面 簡 單 ， 直 徑（ 或 邊 長 ） 小 于 20mm或 強 度要 求 不 太 高 的 工 件 。2） 閃 光 對 焊應 用 ： 用 于 重 要 工 件 的 焊 接 。 可 焊 相 同 金 屬 ， 也 可 焊 異 種 金 屬 （ 鋁 鋼 、 鋁 銅 等 ） 。 工 件 直 徑 0.01mm200mm。 六、摩擦焊1 . 摩 擦 焊 焊 接 過 程2 . 摩 擦 焊 接 頭 型 式3. 特 點 及 應 用 質

27、量 穩(wěn) 定 ； 不 需 填 充 金 屬 及 焊 劑 ； 生 產 率 高 ， 易 實 現(xiàn) 自 動 化 。應 用 ： 適 用 于 黑 色 金 屬 、 有 色 金 屬 ； 也 適 用 于 特 種 材 料 、 異 種 材 料 焊 接 。 摩 擦 焊 七、釬焊是 將 釬 料 熔 化 ， 利 用 液 態(tài) 釬 料 濕 潤 母 材 ， 填 充 接 頭 間隙 并 與 母 材 相 互 擴 散 ， 冷 凝 后 實 現(xiàn) 連 接 的 焊 接 方 法 。種類1. 軟 釬 焊2. 硬 釬 焊釬 料 的 熔 點 在 450 以 下 。接 頭 強 度 低 ， 一 般 為 60190MPa， 工 作 溫 度 低 于 100 釬

28、料 的 熔 點 在 450 以 上 。接 頭 強 度 高 ， 在 200MPa以 上 ， 工 作 溫 度 較 高 。 釬 料 的 作 用 連 接 填 充釬 料 的 種 類 軟 釬 料 ： 硬 釬 料 ： 錫 鋁 合 金 （ 焊 錫 ）鋁 基 、 銅 基 、 銀 基 、 鎳 基 合 金 等 。2. 溶 劑溶 劑 的 作 用 清 理 作 用 降 低 表 面 張 力 保 護 作 用 去 除 表 面 氧 化 皮改 善 液 態(tài) 釬 料 對 焊 件 的 濕 潤性 ， 增 強 毛 細 管 作 用 。二、釬料和溶劑1. 釬 料 2. 可 焊 同 種 、 異 種 金 屬 和 厚 薄 懸 殊 的 工 件 。3. 生 產 率 高 。 易 于 實 現(xiàn) 自 動 化 。4. 設 備 簡 單 ， 生 產 投 資 費 用 少 。應 用 ： 主 要 焊 接 精 密 、 微 型 、 復 雜 、 多 焊 縫 異 種 金 屬 的 焊 接 。目 前 ： 軟 釬 焊 廣 泛 用 于 電 子 、 電 器 、 儀 表 等 行 業(yè) ； 硬 釬 焊 用 于 硬 質 合 金 刀 具 、 鉆 探 鉆 頭 、 換 熱 器 的 焊 接 。三、釬焊的特點及應用1. 加 熱 溫 度 低 ， 接 頭 組 織 、 性 能 變 化 小 ； 焊 接 變 形 小 ， 工 件 尺 寸 精 確 。