铸造工艺设计内容包括什么

不锈钢锻件是指不锈钢材料被施加压力，通过塑性变形塑造要求的形状或合适的压缩力的物件。这种力量典型的通过使用铁锤或压力来实现。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。

在锻造锻件的过程中，确定锻造工步是建设生产线的关键。工艺人员要对锻造设备及其特点有清楚的了解，对各种锻造工艺的优缺点和适用范围也应当有正确认识，进行综合分析比较，兼顾当前企业实际条件，市场情况和技术发展趋势，从而优选先进实用的方案。不锈钢锻件也不例外，也是按照锻造工步来进行锻造的，今天我们就看看不锈钢锻件是如何确定锻造工步的呢？

首先，锻造工步确定，要绘制锻件图，设计每一工步毛坯尺寸和形状。每一工步毛坯设计，通常都以一些不锈钢锻件进行类比，然后进行简单的体积计算，再结合设计人员的经验判断确定，对于形状复杂工步多的不锈钢锻件，变形过程金属流动情况凭经验并不能准确判断，往往还要靠新产品试制时进行调试修改，这种方法调试周期长，人力物力消耗多是不能适应市场变化和产品更新要求的。现代计算机技术和塑性有限元技术的迅速发展，国内外已经有比较成熟的软件可供工艺过程模拟分析，特别是我国科技人员合作研制的可在微机上运行的工艺分析软件已经在一批不锈钢锻件制定工艺过程中应用取得好的效果，已具备了推广应用的条件。

其次，为提高生产率、保证工件质量和改善劳动条件，锻造生产线常采用锻造机械手或机器人，在工艺设计时就必须考虑毛坯的夹持部位和夹持的稳定性。为了保证锻造温度一致性减少氧化，锻坯加热，多选用感应加热。

最后，通常热锻件图是按照冷锻件图乘以热膨胀量计算，但在精锻件各部分尺寸相差较大时，尺寸小的部位冷却快，终锻温度会比尺寸大的部位有显著差别，这时设计热锻件图不同部位可以取不同的热膨胀系数。

绪论

第一章 锻造用材料准备

1-1 锻造用钢锭与型材

1-2 下料方法

思考题

第二章 锻前加热

2-1 锻前加热的目的及方法

2-2 金属加热时产生的变化

2-3 金属锻造温度范围的确定

2-4 金属的加热规范

2-5 金属的少无氧化加热

思考题

第三章 自由锻造工艺

3-1 概述

3-2 自由锻工序特点及锻件分类

3-3 自由锻基本工序分析

3-4 自由锻工艺规程的制订

3-5 大型自由锻件锻造工艺特点

思考题

第四章 锤上模锻

4-1 锤上模锻特点及应用范围

4-2 锤上模锻方式与变形特征

4-3 模锻件分类

4-4 模锻件图设计

4-5 模锻变形工步的确定

4-6 坯料尺寸的确定

4-7 模锻锤吨位计算

4-8 锤锻模型槽设计

4-9 锤锻模结构设计

4-10 锤锻模设计实例

4-11 锤锻模材料选择、使用与维护

4-12 锤锻模的失效形式与延寿途径

思考题

第五章 热模锻曲柄压力机上模锻

5-1 曲柄压力机上模锻的特点及应用范围

5-2 锻件图设计特点

5-3 变形工步、工步图设计及坯料尺寸计算

5-4 变形力计算与设备吨位选择

5-5 锻模结构设计

5-6 工艺举例

思考题

第六章 平锻机上模锻

6-1 工艺特点及应用范围

6-2 平锻机模锻工步及锻件分类

6-3 锻件图设计

6-4 顶镦规则及聚集工步计算

6-5 通孔锻件和盲孔锻件的工步计算

6-6 管类平锻件的工艺特点

6-7 平锻设备吨位的确定

6-8 平锻机上模锻的锻模结构

思考题

第七章 螺旋压力机上模锻

7-1 螺旋压力机工作特点及应用范围

7-2 锻件图设计特点

7-3 螺旋压力机吨位的确定

7-4 螺旋压力机用锻模结构设计

7-5 典型锻件工艺举例

思考题

第八章 液压机上模锻

8-1 液压机上模锻成形的特点

8-2 锻件图设计及工艺特点

8-3 液压机吨位计算

8-4 液压机上模锻锻模设计及材料选择

思考题

第九章 模锻后续工序

9-1 切边与冲连皮

9-2 锻件冷却与热处理

9-3 锻件表面清理

9-4 精压与校正

9-5 锻件质量检验

思考题

第十章 专用锻造工艺

10-1 摆动辗压

10-2 旋转锻造

10-3 液态模锻

10-4 等温(热模)锻造

10-5 辊锻

10-6 热挤压

10-7 精密模段

10-8 粉末锻造

思考题

第十一章 锻模计算机辅助设计

11-1 基本概念

11-2 锻模CAD系统的组成与开发

11-3 锻模CAD系统的开发方法

11-4 锻模CAD实例

思考题

参考文献

根据金属型铸造工艺的一些特点，为了保证铸件质量，简化金属型结构，充分发挥它的技术经济效益，首先必须对铸件的结构进行分析，并制订合理的铸件工艺。 金属型铸造结构工艺性的好坏，是保证铸件质量，发挥金属型铸造优点的先决条件。合理的铸造构应遵循下列原则：

1）铸造结构不应阻碍出型，妨碍收缩；2）厚差不能太大，以免造成各部分温差悬殊，从而引起铸件缩裂和缩松；3）限制金属型铸件的最小壁厚。

另外，对铸件非加工面的精度和光洁度应要求适当。 铸件的浇注位置直接关系到型芯和分型面的数量、液体金属的导入位置，冒口的补缩效果，排气的通畅程度以及金属型的复杂程度等。选择浇注位置的原则如下：

1．保证金属液在充型时流功平稳，排气方便，避免液流卷气和金属被氧化；

2. 有利于顺序凝固，补缩良好，以保证获得组织致密的铸件；

3．型芯数目应尽量减少，安放方便、稳定、而且易于出型；

4．有利于金属型结构简化，铸件出型方便等。 分型面形式一般有垂直、水平和综合分类（垂直、水平混合分型或曲面分型）三种。选择分型面的原则如下：

1．为简化金属型结构，提高稿件精度，对形状教简单的铸件最好都布置在半型内，或大部分布置在半型内；

2．分型面数目应尽量少，保证铸件外形美观，铸件出型和下芯方便；

3．选择的分型面应保证设置浇冒口方便，金属充型时流动平稳，有利于型腔里的气体排出；

4．分型面不得选在加工基准面上；

5，尽量避免曲面分型，减少拆卸件及活决数量。 根据金属型铸造的某些特点，在设计浇注系统时须注意以下几点：金属浇注速度大，超过砂型的约20%。其次，在液体金属充型时，型腔里的气体要能顺利排除，其流向应尽可能与液流方向一致，顺利的将气体挤向冒口或出气冒口；此外，应注意使液体金属在充型时流动平稳，不产生涡流，不冲击型壁或型芯，更不可产生飞溅。

金属型的浇注系统一般分为顶注式底注式和侧注式三类。

1）顶注式，其热分布较合理，有利于顺序凝固，可减少金属液的消耗，但金属液流动不平稳，易进法，铸件高时，易冲击型胶底部或型芯。若用于浇注铝合金件，一般只适用于铸件高度小于100毫米的简单件；

2）底注式，金属液流动较平稳，有利于排气，但温度分布不合理，不利于铸件顺利凝固；

3）侧注式，兼有上述两者的优点，金属液流动平稳，便于集渣，排气等，但金属液消耗大，浇口清理工作量大。

金属型浇注系统的结构与砂型铸造基本相似，但由于金属型壁不透气，导热能力强，因此要求浇注系统结构，能有利于降低金属液流速，流动平稳，减少其对型壁的冲刷。除应保证型腔内气体有充裕的时间排除外，还保证在充型过程中不得产生喷溅。

当用金属型浇注黑色金属时，由于铸件冷速大，液流的粘度急剧增加，因此多采用封闭式浇口，其各部分截面积比例为：F内：F横：F直=1：1.15：1.25 金属型铸造的冒口和砂型铸造时具有同等的作用：即为补缩、集渣和排气。它的设计原则也与砂型用冒口相同。由于金属型冷却速度大，而冒口又常采用保温涂料或砂层，因此金属型的冒口尺寸可比砂型的冒口小。

2)比铸件质量高。锻件的力学性能比铸件好，能承受大的冲击力作用和其他重负荷，所以，凡是一些重要的、受力大的零件都采用锻件。

对于高碳化物钢而言，锻件比轧材质量好。如高速钢轧材（或锻材）只有经过改锻后才能满足使用要求。特别是高速钢铣刀必须进行改锻。

3)重最轻。在保证设计强度的前提下，锻件比铸件的重量轻，这就减轻了机器自身的重量，对于交通工具、飞机、车辆和字宙航撩器械有重要的意义。

4)节约原材料。例如汽车上用的静重17kg的曲轴，采用轧材切削锻造时，切屑要占曲轴重量189%，而采用模锻时，切屑只占30%，还缩短机加工工时1/6。

精密锻造的锻件，不仅可节约更多的原材料，而且也可节约更多的机加工工时。

5)生产率高。例如采用两台热模锻压力机模锻径向止推轴承，可以代替30台自动切削机床。采用顶锻自动机生产M24螺母时，六轴自动车床生产率的17.5倍。

6)自由锻造灵活性大，因此，一些修造厂中广泛地采用锻造方法生产各种配件。