机械制造工艺技术

金属型结构
结构分类
➢ 垂直分型式
➢ 水平分型式
➢ 复合分型式
特点
优点：
缺点：
铸件精度高、表面质量好； 铸件晶粒细，性能好； 可一型多铸。
生产成本较高； 不宜生产大型、形状复杂和薄壁铸件 铸件易产生白口，难切削； 不适宜熔点高合金。
金属型铸造主要用于铜合金、铝合金等非铁金属铸件的大批量生产
提问
如图摩托车发动机箱体、轮毂、缸盖等复杂铸， 能用金属型铸造吗？
特点：
优点：
铸件无需分型面； 铸件精度高、表面质量好； 可制造形状复杂铸件； 铸造合金种类不受限制； 生产批量不受限制。
缺点：
工序繁杂、生产周期长 生产成本较高 铸件一般限于25 kg以下
熔模铸造叶轮
概念 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,又称为永久型铸造或 重力铸造。
难点：各种加工工艺的生产特点和适用场合
一辆红旗轿车大约由 1万多个零件组成，一架 C919飞机共需100多万个 零件构成，还有很多很多 的生产和生活用品，也都 是由很多零件组成，这些 零件是如何从原材料被加 工成形的呢，这将是本章 所要介绍的主要内容。
本节课主要内容有： 一、机械制造工艺及其阶段划分（理解） 二、机械制造工艺的成形学分类（理解） 三、机械制造工艺的发展特征（了解） 四、机械制造工艺中的新技术（了解）
工艺过程
特点： 优点：
缺点：
铸件精度高、表面质量好； 可以压铸壁薄、形状复杂以及具有很小孔 和螺纹的铸件； 压铸件的强度和表面硬度较高； 生产率高，可实现半自动化及自动化生产。
压铸件皮下易产生气孔； 易产生缩孔和缩松； 造价高，不宜小批量生产。
压力铸造应用广泛，可用于生产锌合金、铝合金、镁合金和铜合金等铸 件。在压铸件产量中，占比重最大的是铝合金压铸件，约为30%~ 50%。 应用压铸件最多的是汽车、拖拉机制造业，其次为仪表和电子仪器工业。
第4章 机械制造工艺技术
本章主要介绍机械制造过程中常用加工工艺技术。其 中受迫成形加工工艺和去除材料加工工艺是生产中最常用 的技术。
4.1
机械制造工艺概述
4.2
受迫成形加工工艺（△m=0）

4.3
去除成形加工工艺（△m<0）
4.4
添加成形加工工艺（△m＞0）
4.4
先进制造工艺简介
重点：各种受迫成形加工工艺和去除成形加工工艺
• 便于实现自动化，适合加工复杂的零件
智能化
数字化 绿色化
机械制造 工艺发展
特征
精密化 集成化
网络化
新技术
自动化 激光加工
高精度
4.2.1铸造成形 4.2.2压力加工 4.2.3粉末冶金 4.2.4高分子材料塑性成形
铸造概念：将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的铸型 型腔中，待其冷却凝固后获得毛坯或零件的方法，称为铸造。
4.1.1 机械制造工艺及其阶段划分
零件毛坯的成形准备阶段
机械加工阶段
表面改性处理阶段
受迫成形 铸造、锻压、粉末冶金和高分子材料注塑成形等
• 多用于毛坯成形和特种材料成形
去除成形 车、铣、刨、磨、镗及现代的电火花加工、激光切割等
• 目前最主要机械制造成形方法
添加成形 快速原型制造技术（3D打印）、表面覆层技术等
低压铸造目前广泛应用于铝合金铸件的生产，如汽车发动机缸体、缸盖、活 塞、叶轮等。还可用于铸造各种铜合金铸件（如螺旋桨等）以及球墨铸铁曲 轴等
概念：离心铸造是指将熔融金属浇入旋转的铸型中，使液体金 属在离心力作用下充填铸型并凝固成型的一种铸造方法。
立式离心铸造
卧式离心铸造
特点 铸件组织致密，力学性能好；
不用型芯和浇注系统，简化生产，节约金属； 金属液的充型能力强，便于流动性差的合金及薄壁铸件； 铸件易产生偏析，内孔不准确且内表面粗糙。
应用
离心铸造是铸铁管、气缸套、铜套、双金属轴承的主 要生产方法，铸件最大可达十多吨。此外，在耐热钢辊道、 特殊钢的无缝管坯、造纸机干燥滚筒等生产中得到应用。
1、机械制造工艺及其阶段划分 毛坯成形→机械加工→表面改性
压铸气缸盖
概念：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。与压 力铸造相比，所用的压力较低，故称为低压铸造。
工艺过程
合型
压铸
开模，取铸件
特点
浇注时的压力和速度可以调节； 采用底注式充型，金属液充型平稳、排气顺畅； 铸件在压力下结晶，铸件组织致密、轮廓清晰，力学性能高； 浇注系统简单，金属利用率可达90%以上。 铸件形状不受限制，内腔可用金属型芯，也可用砂芯成型。
机床床身
发动机缸体
分类：
砂型铸造
特种铸造
金属型铸造：我国发明 低压铸造 压力铸造 熔模铸造：我国创造 真空密封造型铸造 消失模铸造 离心铸造
砂型铸造概念：就是在砂型中生产铸件的方法。是传统的铸造 方法，它适用于各种形状、大小、批量及各种常用合金的生产。
造型：
铸型造型：
手工造型
机器造型铸造生产线
固态金属材料→熔化→液体→浇注→铸型型腔→冷却 凝固→出模→ 毛坯。
特点：
优点：
适应性广泛； 可制造形状复杂工件； 成本较低、效率高。
缺点：
力学性能较低； 工艺过程难控制，废品率高； 劳动条件差。
各种铸件
应用：铸造在工业生产中应用广泛，机械零件中铸件所占的比 重非常大，如在机床和内燃机产品中，铸件占总重量的70%— 90%,，在拖拉机和农用机械中占50%—70%。
概念：在专用机器（压铸机）的高压作用下使液态或半液 态金属以较高的速度充填压铸模具型腔，并在压力作用下 凝固而获得铸件的方法，叫压力铸造,简称压铸。
特点：高压：几十～几百大气压 高速：0.5～50m/s
压铸机类型
热压室压铸机
冷压室压铸机
冷压室卧式压铸机 冷压室立式压铸机
冷压室卧室压铸机工作原理
冷压室立式压铸机工作原理
手工造型 ——单件、小批量生产或小型铸件 机器造型 ——中、小铸件的大批量生产或大型铸件
特种铸造：生产中采用的铸型用砂较少或不用砂，使用 特殊工艺装备进行铸造的方法，统称为特种铸造。
常
用
熔模铸造
特
金属型铸造
种
压力铸造
铸
低压铸造
造 方
离心铸造
法
概念：
熔模铸造是是用易熔 材料制成模样，然后在 模样上涂挂耐火材料， 经硬化之后，再将模样 熔化排出型外，从而获 得无分型面的铸型。也 称为失蜡铸造。