材料成形技术基础 教学课件 作者 童幸生 第五章.pptVIP

CX5 第五章　材料成形方法的选择 第一节　材料成形方法选择的原则第二节　常用成形件的成形特点第三节　常用机械零件的成形方法 CX5 第一节　材料成形方法选择的原则 一、成形方法要适应使用性能的要求二、成形方法要适应工艺性能的要求三、成形方法要适应经济性的要求四、成形方法要适应安全和环保性能的要求 CX5 一、成形方法要适应使用性能的要求 使用性能主要指零件在使用状态下所表现出来的力学性能、物理性能和化学性能，使用性能是保证零件在使用状态下完成规定功能的必要条件，不同零件对使用要求是不一样的。有的零件要求强度高，有的零件要求耐磨性高，有的零件要求外观造型美观等。在材料选用及制造方法上就有较大的差别，即使同一类零件其使用要求也是不同的。如机床的主轴和手柄，同属杆类零件，但使用要求不一样，主轴是机床关键零件，尺寸、形状和加工精度要求很高，受力复杂，在工作中不允许发生过量变形，因此必须选择具有良好综合力学性能的材料经过锻造成形和严格的切削加工来完成。而机床手柄则可采用低碳钢棒料或灰铸铁的铸造成形方法来制成，经简单的切削加工来完成。又如汽轮机叶片和风扇叶片，虽然同样具有空间几何曲面形状，但前者应采用优质合金钢经精密锻造成形，而后者则可采用低碳钢薄板冲压成形。由此可见，材料成形方法的选择，要根据零件在设备上的具体使用要求来确定。 CX5 二、成形方法要适应工艺性能的要求 工艺性能是指材料适应成形加工方法的能力。各种成形方法都要求零件的结构具有相应的成形加工工艺性，成形加工工艺性能的好坏对零件加工的难易程度、生产效率、生产成本等起着十分重要的作用，选择成形方法时，必须注意零件结构与材料所能适应的成形加工工艺性。 当零件形状比较复杂，尺寸较大时，用锻造成形难以实现，应采用铸造成形或焊接成形，但铸造成形的减震性和耐磨性更好，适应有一定批量件的生产。在单件、小批生产时，可考虑焊接成形，对于少数重型机械如轧钢机、大型压力机的床身，可选用中碳钢或合金钢铸造成形，特别大型的还可采用铸钢焊接结构。 CX5 三、成形方法要适应经济性的要求 经济性原则是要求在满足使用要求的前提下，尽量降低产品总成本，提高经济效益。材料成形件的经济性与成形工艺，生产批量有很大关系。当单件、小批量生产时，应选用常用材料，一定的设备与工具和低精度、低生产率的成形方法。当大批量生产时，应选用专用材料、专用工装，虽然增加了设备、工装之费用，但材料的总消耗量和切削加工工时会大幅降低，总制造成本也较低。一般说来，当单件、小批量生产时，用铸造成形时，可用手工砂型铸造；锻造成形可选用自由锻造或胎模锻；焊接成形则以手工或半自动焊为主。在大批量生产时，可分别选用机器造型，模锻，埋弧焊或自动、半自动气体保护焊。通过高效率的工艺方法来降低产品制造的成本。 CX5 四、成形方法要适应安全和环保性能的要求 安全、环保性能是指材料在成形过程中要适应环境、资源和安全等方面的要求，做到安全地、对环境友好地制成各种成形件。 近几年来，由于工业生产的迅速发展，人们对工业生产中环保问题越来越重视，在工业生产中，必须用引起不良后果的事件可能性及发生率来表示安全性。事件的后果可能是伤残、疾病、甚至死亡，同时还包括生产损失、设备损失、环境污染等严重问题。因此选择成形方法时，应充分考虑安全生产问题，要充分认识成形生产过程中的一些典型的不安全因素：如生产系统过载，在长期超载运转后造成破坏，或可靠性差，或由于维修不善，人机误差，人工缺乏技术培训，管理不善，工作环境欠佳等，使可靠性降低。因此必须建立起一个安全、有效的生产环境。 CX5 第二节　常用成形件的成形特点 一、液态成形件二、塑性加工成形件三、焊接成形件四、粉末冶金成形件 CX5 一、液态成形件 1.金属铸件2.非金属铸件 CX5 1.金属铸件 铸件成形方法依生产批量、铸件材料、零件的质量不同而各不相同。一般地说，大多数金属铸件的成形都是采用砂型铸造方法，当单件、小批生产、铸件精度要求不高时，采用手工砂型铸造；当大批量生产，铸件精度要求较高时，采用机器砂型铸造。砂型铸造铸件的材料可不受限制，铸铁件应用最多，铸钢和有色金属件也有一定应用。 CX5 2.非金属铸件 工程塑料件的成形，也可用于液态成形，但主要用于热固性塑料，少数热塑性塑料也可用于此法。其工艺过程是在液态的树脂中加入适量的固化剂和其他添加剂，将物料混合均匀后，浇注到模具中，使物料在常压或低压以及常温下通过化学反应逐渐固化来成形塑料制品。此种方法设备简单，成本低，工艺简单，但生产率不高，产品形状受到一定限制。 陶瓷材料的成形也有采用液态成形方法，如工业陶瓷制品成形大多数采用注浆法成形。它是利用石膏模作为铸型，将陶瓷泥浆浇注到石膏模中成形，一般用于家庭洁具中居多