热处理工艺对热轧带钢氧化皮结构及其耐蚀性的影响_周贤良
第32卷第7期2011年
7月
材料热处理学报
TRANSACTIONS OF MATERIALS AND HEAT TREATMENT
Vol ．32No ．7July
2011
热处理工艺对热轧带钢氧化皮结构及其耐蚀性的影响
周贤良
1，2
，朱敏1，余慧燕1，华小珍1，叶志国
1
（1.南昌航空大学材料科学与工程学院，江西南昌
330063；
2.教育部无损检测重点实验室，江西南昌
330063）
摘
要：利用不同热处理工艺在热轧带钢表面形成不同组成与结构的氧化皮。采用SEM 、XRD 、LRS 、干湿周期浸润腐蚀实验、
EIS 测试、开路电位测试对不同氧化皮热轧带钢在NaHSO 3溶液中腐蚀行为进行了研究。研究表明，慢冷和炉冷所制热轧带钢氧化皮均由Fe 2O 3、Fe 3O 4、FeO 和Fe 组成，其中Fe 2O 3是微量的，前者含有更多的Fe 3O 4，后者含有更多的FeO 。慢冷所制氧化皮致密、连续、厚度均匀；炉冷制备的氧化皮致密性较差，含有大量的缺陷。慢冷制备的氧化皮热轧带钢的耐蚀性要好于炉冷制备的热轧带钢的耐蚀性。关键词：热轧带钢；
氧化皮；
腐蚀行为；
耐蚀性
中图分类号：TG142.4；
TG172.3
文献标志码：A
文章编号：1009-6264（2011）07-0139-06Structure and corrosion resistance of oxide scale formed on hot
rolled strip by different heat treatment processes
ZHOU Xian-liang 1，2
，ZHU Min 1，YU Hui-yan 1，HUA Xiao-zhen 1，YE Zhi-guo 1
（1.School of Material Science and Engineering ，Nanchang Hangkong University ，Nanchang 330063，China ；
2.Key Laboratory of Nondestructive Test ，Ministry of Education ，Nanchang 330063，China ）
Abstract ：Different component and structure of scales were formed on the surface of hot rolled strip by different heat treatment processes．Corrosion behavior of the hot rolled strip with different oxide scales in sodium bisulfite solution were investigated by means of SEM ，XRD ，LRS ，cyclic wet-dry immersion corrosion test ，electrochemical impedance spectroscopy （EIS ）and corrosion potential test．The results show that oxide scales prepared by different heat treatment processes mainly consist of Fe 3O 4/FeO /Fe ，as well as a spot of Fe 2O 3.The relative content of Fe 3O 4in the oxide scale prepared with slow cooling rate is higher than that in the oxide scale prepared by furnace cooling ，while the relative content of FeO is lower．The scale prepared with slow cooling rate is dense ，continuous and homogeneous in thickness ，but the scale prepared by furnace cooling is less dense ，with a lot of defects existing in the scale．The strip with scale formed at slow cooling rate exhibits more excellent corrosion resistance compared with that formed by furnace cooling．Key words ：hot rolled strip ；oxide scale ；corrosion behavior ；corrosion resistance
收稿日期：2010-08-26；修订日期：2010-12-06
基金项目：
国家自然科学基金（50871051）；教育部无损检测重点实
验室基金（ZD200729003）；江西省教育厅重点实验室基金（DB200901399）；江西省自然科学基金（2009GZC5009）作者简介：
周贤良（1957—），男，教授，主要从事钢铁高温氧化、大气
腐蚀研究及金属基复合材料的研究，发表论文60多篇，Tel ：0791-*******，E-mail ：zmii2009@https://www.wendangku.net/doc/f24986984.html, 。
热轧是个高温生产过程，包括：板坯再加热、粗轧、精轧、层流冷却、卷取和钢卷冷却几个主要步骤
［1］
。热轧带钢在整个热轧生产过程中持续处于高温并暴露在空气中，表面易生成氧化皮。这层氧化皮对热轧带钢在运输，贮存过程中的耐大气腐蚀性能起着重要作用
［2-3］
，其氧化皮的组成与结构是影响热轧
带钢表面性能及耐蚀性的主要因素之一。而热轧过程中的因素如加热气氛
［4］
、温度、冷却速度等都会影
响氧化皮的组成与结构。
本文通过采用不同冷却速度的热处理工艺重新制备出不同的氧化皮，借助SEM 、XRD 、LRS 等测试方法分析了不同氧化皮的组成与结构，通过干湿周期浸润腐蚀实验、
EIS 测试及开路电位测试研究了不同组成结构的氧化皮热轧带钢在模拟含SO 2污染环境中
的腐蚀行为及机理，探讨了不同热处理工艺对热轧带钢氧化皮结构及其耐蚀性的影响。
1实验材料及方法
实验的原材料采用宝钢的SS400热轧带钢。其化
学成分（质量分数，
%）为：C 0.12% 0.20%，Mn DOI:10.13289/j.issn.1009-6264.2011.07.027
材料热处理学报第32卷
0.6% 0.90%，Si≤0.30%，S≤0.030%，P≤
0.030%，余量Fe。将原材料切割成10mm?10mm?
3mm，之后依次经过除油，除锈，打磨，乙醇清洗和吹风
机吹干。实验制备工艺见表1。当氧化温度过高时，氧
化很剧烈，氧化皮中的应力大，生成的氧化皮很容易脱
落，所以实验选取氧化温度为500?。
表1实验工艺
Table1Process parameters of experiment
Oxidizing temperature/?Holding
time/h
Cooling
method
Vacuum heat treatment
（subsequent step）
5006Furnace
cooling
（in air）
Heating at580?for1.5h and
cooling using slower cooling rate
than furnace cooling（in vacuum）
5006Furnace
cooling
（in air）
Heating at580?for1.5h and
furnace cooling（in vacuum）
干湿周期浸润腐蚀实验按照GB/T19746-2005进行，实验溶液温度为（25?2）?，腐蚀箱内温度设定为（27?2）?，实验溶液为0.01mol/L NaHSO
3
，pH值为4.4 4.8，循环周期为（60?3）min，其中浸润时间为（10?1.5）min，实验周期分别为24、48、96和168h。采用ADVANCE-D8型X射线衍射仪分析氧化皮物相组成，借助QUANTA200型扫描电镜观察氧化皮的截面结构、腐蚀前后的表面形貌，利用
LabRAM HR型激光拉曼光谱仪对氧化皮的截面结构进行线扫描，激光光源波长为632.81nm。
采用PARSTAT2273腐蚀电化学测试系统对不同氧化皮热轧带钢进行交流阻抗谱测试和开路电位测试，测试采用三电极体系，以Pt电极为辅助电极，饱和甘汞电极（SCE）为参比电极，带氧化皮的试样为研究电极。电化学测试的溶液为0.01mol/L
NaHSO
3
，温度为25?，电极面积为1cm2。阻抗测量使用频率响应分析程序（FRA），阻抗谱测试的频率范围为100kHz－10mHz，交流信号电压的振幅为5mV，实验的阻抗数据由Nyquist和Bode图谱显示，采用电路元件代号描述数据，并使用EQUIVCRT软件对等效电路进行拟合和分析。
2结果与讨论
2.1氧化皮的形貌结构
图1为不同氧化皮的截面结构。从图1可知，慢冷所制氧化皮致密、连续、厚度均匀，氧化皮与基体的界面结合良好；炉冷制备的氧化皮厚度均匀，连续，致密性较差，其中含有较多的孔洞，外层结构较疏松，有少部分氧化皮破碎脱落。从图1中还可知，不同组成物相呈弥散状分布在两种氧化皮中，主要由深色相、浅色相及游离的白色相组成
。
图1氧化皮的截面形貌（a）慢冷；（b）炉冷Fig．1Cross-section morphology of oxide scales formed at different cooling rates（a）slow cooling rate；（b）furnace cooling
图2为不同氧化皮的表面形貌结构。从图2可知，慢冷制备的氧化皮表面平整，致密性好，有极少的孔洞存在；炉冷所制的氧化皮致密性差，疏松，其中含有大量的孔洞、微裂纹及鼓泡等缺陷。
2.2氧化皮的组成物相分析
图3为不同氧化皮的XRD图。从图3可知，慢冷和炉冷所制的氧化皮均有Fe
3
O
4
、FeO和Fe衍射峰存在，但各相的衍射峰强度不同。这表明两种氧化皮
均含有Fe
3
O
4
、FeO、Fe相，但各相的相对含量不同。
比较可知，慢冷所制的氧化皮含有更多的Fe
3
O
4
，炉冷制备的氧化皮含有更多的FeO，且前者的Fe衍射峰强度要高于后者。
在冷却过程中，当温度低于570?时，FeO呈亚稳态，其发生先共析反应、共析反应及延迟共析反应
041
第7期周贤良等：
热处理工艺对热轧带钢氧化皮结构及其耐蚀性的影响图2
氧化皮的表面形貌（a ）慢冷；（b ）炉冷
Fig．2
Surface morphology of oxide scales formed at different
cooling rates （a ）slow cooling rate ；（b ）furnace
cooling
图3氧化皮的XRD 图（a ）慢冷；（b ）炉冷
Fig．3
XRD pattern of oxide scales formed at different
cooling rate （a ）slow cooling rate ；（b ）furnace cooling
转变成Fe 3O 4和Fe ［5-9］
，在连续的冷却过程中，这种
反应的转变程度随冷却速度的减缓而进行的更彻底
［10-12］
。由于炉冷的冷却速度相比慢冷的要快，因
而其FeO 反应的转变程度不如慢冷的彻底，故保留下来的FeO 量更多，对应于反应析出得到的Fe 3O 4、Fe 不如慢冷多。
图4为不同氧化皮的拉曼光谱。不同氧化物对应的特征拉曼位移不同，将图中的拉曼位移与标准数据
［13-14］
对比可知，
218.70、279.74、283.13和398.43cm －1处的拉曼位移对应的物相为Fe 2O 3，646.00cm －1处的拉曼位移对应的为Fe 3O 4、
γ-FeOOH （FeO ）。XRD 测试时，只有当被测氧化物的含量达到一定时，
才能被XRD 反映出来。而LRS 可以检测到痕量物质的存在，能有效弥补XRD 检测的不足。比较两种检测方法的结果可知，氧化皮中的Fe 2O 3是微量的。结合XRD 和LRS 可知，
慢冷和炉冷所制的氧化皮均由Fe 2O 3、Fe 3O 4、FeO 、Fe 组成，其中Fe 2O 3是微量的，慢冷所制氧化皮含有更多的Fe 3O 4和Fe ，炉冷制备的氧化皮含有更多的FeO
。
图4
氧化皮的拉曼光谱（a ）慢冷；（b ）炉冷
Fig．4
Raman spectra of oxide scales formed at different
cooling rates （a ）slow cooling rate ；（b ）furnace cooling
2.3不同氧化皮热轧带钢的腐蚀失重分析
图5为不同氧化皮热轧带钢进行干湿周期浸润
1
41
材料热处理学报第32卷
腐蚀实验后的腐蚀失重与时间的关系曲线。由图5可知，在同样的实验时间内，慢冷制备的热轧带钢的腐蚀失重小于炉冷制备的热轧带钢的腐蚀失重
。
图5不同氧化皮热轧带钢的腐蚀失重与时间的关系
Fig．5
Mass loss of hot rolled strips with different scales as a function of corrosion time
图6为不同氧化皮热轧带钢经过168h 干湿周期浸润腐蚀后去除腐蚀产物的表面形貌。从图6可知，慢冷所制氧化皮的完整性被破坏，有部分氧化皮脱落而导致基体暴露，氧化皮中出现微裂纹、小孔洞等缺陷；炉冷所制氧化皮腐蚀严重，只有零散分布的氧化皮残留下来，
氧化皮断续，其完整性遭到严重破坏，大部分基体暴露并有腐蚀坑存在其中。结合图5和图6可知，慢冷制备的氧化皮热轧带钢的耐蚀性要好于炉冷制备的氧化皮热轧带钢。
腐蚀发生的状况与氧化皮的形貌结构密切相关，尤其是氧化皮中的缺陷。当腐蚀发生时，优先从氧化皮的缺陷处开始发生，
溶液离子通过氧化皮的缺陷提供的通道渗入到基体中，导致电化学反应的发生，然后进一步扩展至其它界面处。慢冷制备的氧化皮（图1a 和图2a ）致密，只有很少的孔洞，能有效地阻挡溶液离子的侵蚀，
腐蚀相对轻微；炉冷所制氧化皮（图1b 和图2b ）致密性差，有大量的缺陷存在，这些缺陷为腐蚀的加速进行提供了条件，故其腐蚀严重。2.4
EIS 测试
图7为不同氧化皮热轧带钢浸泡12h 后所测的交流阻抗谱，由图7可知：慢冷试样的交流阻抗谱由高频和低频两个容抗弧组成，
Bode 图显示存在两个峰，可知其有2个时间常数；炉冷试样的交流阻抗谱则由高频、中频及低频的3个容抗弧组成，并存在着3个时间常数。
由阻抗谱可知，慢冷试样具有两个容抗弧，表明其有两个电容，
其中一个是电极表面与溶液的双电层
图6
不同氧化皮热轧带钢168h 干湿周期浸润腐蚀实验后的表面形貌（a ）慢冷；（b ）炉冷Fig．6
Surface morphology of hot rolled strips with different scales after cyclic dry-wet immersion corrosion test in sodium bisulfite solution for 168h （a ）slow cooling rate ；
（b ）furnace cooling
电容，另一个是溶液离子通过氧化皮的缺陷渗入到其中形成的膜电容。慢冷试样只有两个时间常数，这是由于其氧化皮致密、
缺陷少，溶液离子通过缺陷渗入到基体的几率减少，有效抑制了溶液对基体的严重腐蚀。从炉冷试样的阻抗谱可知其存在着高、中、低频的容抗弧。当膜中存在有缺陷导致局部腐蚀时，低频区还会附加容抗弧。膜的缺陷如孔洞会导致点蚀（图6b ），点蚀区域是腐蚀的活性点，局部腐蚀速率较大，这种电极受活化控制，因此在阻抗中会出现附加的容抗弧
［15］
。从图1（b ）和图2（b ）可知，炉冷制备
的氧化皮存在大量的缺陷，溶液离子很容易通过这些缺陷提供的通道渗入到金属基体界面，
造成基体快速发生电极反应，且随时间的延长，腐蚀从缺陷处的界面沿着缝隙进行扩展，从而导致腐蚀的严重发生（图6b ）。另外这些缺陷也导致钢基体局部暴露，由于氧化皮与基体二者电化学性质不同，在电解质溶液通过缺陷渗入到基体的情况下将构成氧化皮/碳钢电偶，促进腐蚀的进行
［16］
。
241
第7期周贤良等：
热处理工艺对热轧带钢氧化皮结构及其耐蚀性的影响图7
不同氧化皮热轧带钢的阻抗谱（a ）Nyquist 图；（b ）Bode 图
Fig．7
Impedance spectra of hot rolled strips with different scales （a ）Nyquist plot ；（b ）Bode plots of phase angle
对不同氧化皮热轧带钢阻抗谱进行拟合，采用的等效电路分别为：慢冷为R S （Q 1R 1）（Q 2R t ）；炉冷为R S （Q 1R 1）（Q 2R t1）（Q 3R t2），其中R t 为电荷反应电阻，
其拟合值分别是：慢冷为1606Ω·cm 2
，炉冷为
306Ω·cm 2
。由Nyquist 曲线也可看出，慢冷的容抗弧的半径大于炉冷的。电荷反应电阻越大，对电极反应进行的阻力越大，越能有效地阻止腐蚀的产生。这也表明慢冷试样的耐蚀性要更好。2.5
开路电位测试
图8为不同氧化皮热轧带钢浸泡0.5h 的3600s 的E corr -t 图。从图8可知，不同氧化皮热轧带钢的腐蚀电位E corr 随时间t 的变化趋势大致相同。测试开始时，
腐蚀电位E corr 变负，测试后期，腐蚀电位E corr 变化较平缓，基本稳定在某一电位附近。比较得知，不同氧化皮热轧带钢的3600s 的稳定腐蚀电位E corr 不同，
稳定腐蚀电位越正，耐蚀性越好。所以，由此实验可知不同氧化皮热轧带钢的耐蚀性规律与前面实验的测试结果一致。2.6
讨论
不同氧化皮热轧带钢耐蚀性的差异可能是由以
图8
不同氧化皮热轧带钢的E corr -t 图
Fig．8
Curves of corrosion potential vs．time for hot rolled
strips with oxide scales formed at different cooling rates
下几个因素综合影响的：
1）氧化皮中应力大小可能决定氧化皮中缺陷的种类及数量，这不同程度地影响了腐蚀的发生。炉冷由于冷却速度相比更快，产生的应力相比更大，导致
其氧化皮产生的缺陷较多（见图1b 和图2b ），这些缺陷为溶液离子渗入到基体提供了通道，从而加速了腐蚀的进行；慢冷其冷却速度较缓，产生的应力相比较小，制备的氧化皮致密且缺陷很少（见图1a 和图2a ），能有效地抑制腐蚀的发生，腐蚀相对轻微；
2）FeO 是一种疏松而多孔的细结晶组织，耐蚀性差，氧化皮中该物相的含量一定程度上影响腐蚀的发生状况，炉冷制备的氧化皮相比含有更多的FeO ，这也是导致炉冷制备的氧化皮热轧带钢腐蚀严重（图6b ）的重要原因；
3）Fe 3O 4是一种致密相，耐蚀性较好，因此Fe 3O 4
的含量越多，氧化皮越耐蚀。从XRD 和LRS 的结果可知，
慢冷所制氧化皮含有更多的Fe 3O 4相。3结论
1）慢冷所制氧化皮致密、连续、厚度均匀，氧化
皮与基体的界面结合良好；炉冷制备的氧化皮厚度均匀，连续，致密性较差，含有大量的缺陷；
2）慢冷和炉冷所制的氧化皮均由Fe 2O 3、Fe 3O 4、FeO 、Fe 组成，其中Fe 2O 3是微量的，慢冷所制氧化皮含有更多的Fe 3O 4和Fe ，炉冷制备的氧化皮含有更多的FeO ；
3）干湿周期浸润腐蚀实验、EIS 测试及开路电位测试结果均表明慢冷制备的氧化皮热轧带钢的耐蚀性要好于炉冷制备的热轧带钢的耐蚀性。
3
41
材料热处理学报第32卷441
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冲压工艺
拉深-----在压力机上使用模具将平板毛坯制成带底的圆筒形件或矩形件的成形方法。 冲压模具—在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模） 冲裁模——沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。 单工序模——在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 复合模——只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。 级进模——在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。 模具的闭合高度——模具的闭合高度是指冲模在最低工作位置时，上模座上平面至下模座下平面之间的距离。 冲模工艺零件————这类零件直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括有工作零件、定位零件、卸料与压料零件等； 结构零件——这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括有导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等。 落料 冲裁后若以封闭曲线以内的部分为零件称为落料。 冲裁间隙 ：指冲裁模中凹模刃口横向尺寸DA与凸模刃口横向尺寸dT的差值。 冲模压力中心 ：模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。 正装式复合模 ：凸凹模安装在上模，落料凹模和冲孔凸模装在下模的复合冲裁模。 倒装式复合模 ：凸凹模安装在下模，落料凹模和冲孔凸模装在上模的复合冲裁模。 冲裁 ：冲裁一般是利用一对工具，（如冲裁模的凸模与凹模或剪床上的上剪刃与下剪刃，并借助压力机的压力），对板料或已成形的工序件沿封闭或非封闭的轮廓进行断裂分离加工的各种方法。 弯曲中性层 ：材料在弯曲过程中,外层受拉伸,内层受挤压,在其断面上存在的既不受拉,又不受压,应力等于零的过渡层,为弯曲中性层。 最小弯曲半径 ：在板料不发生破坏的情况下，所能弯成零件内表面的最小圆角半径。
零件结构的铸造工艺性分析
零件结构的铸造工艺性分析 铸造工艺性，是指零件结构既有利于铸造工艺过程的顺利进行，又有利于保证铸件质量。 还可定义为：铸造零件的结构除了应符合机器设备本身的使用性能和机械加工的要求外，还应符合铸造工艺的要求。这种对铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性称为铸件的铸造工艺性。 另定义：铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸造工艺过程和降低成本。 铸造工艺性不好，不仅给铸造生产带来麻烦，不便于操作，还会造成铸件缺陷。因此，为了简化铸造工艺，确保铸件质量，要求铸件必须具有合理的结构。 一、铸件质量对铸件结构的要求 1．铸件应有合理的壁厚 某些铸件缺陷的产生，往往是由于铸件结构设计不合理而造成的。采用合理的铸件结构，可防止许多缺陷。 每一种铸造合金，都有一个合适的壁厚范围，选择得当，既可保证铸件性能（机械性能）要求，又便于铸造生产。在确定铸件壁厚时一般应综合考虑以下三个方面：保证铸件达到所需要的强度和刚度；尽可能节约金属；铸造时没有多大困难。 （1）壁厚应不小于最小壁厚 在一定的铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小壁厚称为该铸造合金的最小壁厚。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，应使铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。各种铸造工艺条件下，铸件最小允许壁厚见表1-1～表1-5
表1-1 砂型铸造时铸件最小允许壁厚（单位：㎜） 表1-2 熔模铸件的最小壁厚（单位：㎜）
表1-3 金属型铸件的最小壁厚（单位：㎜） 表1-4 压铸件的最小壁厚（单位：㎜） （2）铸件的临界壁厚 在铸件结构设计时，为了充分发挥金属的潜力，节约金属，必须考虑铸造合金的力学性能对铸件壁厚的敏感性。厚壁铸件容易产生缩孔、缩松、晶粒粗大、偏析和松软等缺陷，从而使铸件的力学性能下降。从这个方面考虑，各种铸造合金都存在一个临界壁厚。铸件的壁厚超过临界壁厚后，铸件的力学性能并不按比例地随着铸件壁厚的增加而增加，而是显著下降。因此，铸件的结构设计应科学
冲压工艺过程设计的内容及步骤
第二章冲压件工艺过程设计的内容及步骤 不论冲压件的几何形状和尺寸大小如何,其生产过程一般都是从原材料剪切下料开始，经过各种冲压工序和其他必要的辅助工序（如退火，酸洗，表面处理等）加工出图纸所要求的零件。对于某些组合冲压件或精度要求较高的冲压件，还需要经过切削，焊接或铆接等加工，才能完成。冲压件工艺过程的制定和模具设计是冷冲压课程设计的主要内容。进行冲压设计就是根据已有的生产条件，综合考虑影响生产过程顺利进行的各方面因素，合理安排零件的生产工序，最优地选用，确定各工艺参数的大小和变化范围，设计模具，选用设备等，以使零件的整个生产过程达到优质，高产，低耗，安全的目的。 2.1 工艺过程设计的基本内容 冲压工艺规程是模具设计的依据，而良好的模具结构设计，又是实现工艺过程的可靠保证，若冲压工艺有改动，往往会造成模具的返工，甚至报废。冲制同样的零件，通常可以采用几种不同方法。工艺过程设计的中心就是依据技术上先进，经济上合理，生产上高效，使用上安全可靠的原则，使零件的生产在保证符合零件的各项技术要求的前提下，达到最佳的技术效果和经济效益。 冲压件工艺过程设计的主要内容和步骤是： 一. 分析零件图(冲压件图) 产品零件图是分析和制定冲压工艺方案的重要依据，设计冲压工艺过程要从分析产品的零件图人手。分析零件图包括技术和经济两个方面： 1. 冲压加工的经济性分析 冲压加工方法是一种先进的工艺方法，因其生产率高，材料利用率高，操作简单等一系列优点而广泛使用。由于模具费用高，生产批量的大小对冲压加工的经济性起着决定性作用，批量越大，冲压加工的单件成本就越低，批量小时，冲压加工的优越性就不明显，这时采用其他方法制作该零件可能有更好的经济效果。例如在零件上加工孔，批量小时采用钻孔比冲孔要经济；有些旋转体零件，采用旋压比拉深会有更好的经济效果。所以，要根据冲压件的生产纲领，分析产品成本，阐明采用冲压生产可以取得的经济效益。 2. 冲压件的工艺性分析 冲压件的工艺性是指该零件在冲压加工中的难易程度。在技术方面，主要分析该零件的形状特点，尺寸大小，精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求。良好的工艺性应保证材料消
装配结构工艺性分析
一、分析研究产品的零件图样和装配图样 在编制零件机械加工工艺规程前，首先应研究零件的工作图样和产品装配图样，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该零件在产品中的位置和作用；了解并研究各 项技术条件制订的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟订工艺规程时采用适当的措施加以保证。 工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工和装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。 如图3-8 所示的汽车钢板弹簧吊耳，使用时，钢板弹簧与吊耳两侧面是不接触的，所以吊耳内侧的粗糙度可由原来的设计要求R a3.2 μm 建议改为R a12.5 μ m. 。这样在铣削时可只用粗铣不用精铣，减少
铣削时间。 再如图3-9 所示的方头销，其头部要求淬火硬度55~60HRC ，所选用的材料为T 8A ，该零件上有一孔φ2H7 要求在装配时配作。由于零件长度只有15mm ，方头部长度仅有4mm ，如用T 8A 材料局部淬火，势必全长均被淬硬，配作时，φ 2H7 孔无法加工。若建议材料改用20Cr 进行渗碳淬火，便能解决问题。 二、结构工艺性分析 零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。下面将从零件的机械加工和装配两个方面，对零件的结构工艺性进行分析。 （一）机械加工对零件结构的要求 1 ．便于装夹零件的结构应便于加工时的定位和夹紧，装夹次数要少。图3 -10a 所示零件，拟用顶尖和鸡心夹头装夹，但该结构不便于装夹。若改为图b 结构，则可以方便地装置夹头。 2 ．便于加工零件的结构应尽量采用标准化数值，以便使用标准化刀具和量具。同时还注意退刀和进刀，易于保证加工精度要求，减少加工面积及难加工表面等。表3-8b 所示为便于加工的零件结构示例。
铸造工艺设计实例
轴承座铸造工艺设计说明书 一、工艺分析 1、审阅零件图 仔细审阅零件图，熟悉零件图，而且提供的零件图必须清晰无误，有完整的尺寸和各种标记。仔细查图样。注意零件图的结构是否符合铸造工艺性，有两个方面：（1）审查零件结构是否符合铸造艺的要求。 （2 ）在既定的零件结构条件下，考虑铸造过程中可能出现的主要缺陷，在工艺设计中采取措施避零件名称：轴承座 零件材料：HT150 生产批量：大批量生产 2、零件技术要求 铸件重要的工作表面，在铸造是不允许有气孔、砂眼、渣孔等缺陷。 3、选材的合理性 铸件所选材料是否合理，一般可以结合零件的使用要求、车间设备情况、技术状况和经济成本等，考常 用铸造合金（如铸钢、灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、铸造铝合金、铸造铜合金等）的类、 牌号、性能、工艺特点、价格和应用等，进行综合分析，判断所选的合金是否合理。 4、审查铸件结构工艺性 铸件壁厚不小于最小壁厚5-6又在临界壁厚20-25以下。 二、工艺方案的确定 1、铸造方法的确定 铸造方法包括：造型方法、造芯方法、铸造方法及铸型种类的选择 （1）造型方法、造芯方法的选择 根据手工造型和机器造型的特点，选择手工造型 （2）铸造方法的选择 根据零件的各参数，对照表格中的项目比较，选择砂型铸造。 （3）铸型种类的选择
根据铸型的特点和应用情况选用自硬砂。 2、浇注位置的确定 根据浇注位置选择的4条主要规则，选择铸件最大截面，即底面处。 3、分型面的选择 本铸件采用两箱造型，根据分型面的选择原则，分型面取最大截面，即底面。 三、工艺参数查询 1、加工余量的确定 根据造型方法、材料类型进行查询。查得加工余量等级为11~13， 取加工余量等级为12。 根据零件基本尺寸、加工余量等级进行查询。查得铸件尺寸公差数值为10。 根据零件尺寸公差、公差等级进行查询。查得机械加工余量为5.5。 2、起模斜度的确定 根据所属的表面类型查得测量面高140，起模角度为0度25分（0.42°）。 3、铸造圆角的确定 根据铸造方法和材料，查得最小铸造圆角半径为3。 4、铸造收缩率的确定 根据铸件种类查得：阻碍收缩率为0.8~1.0，自由收缩率为0.9~1.1。 5、最小铸造孔的选择 根据孔的深度、铸件孔的壁厚查得最小铸孔的直径是80mm. 四、浇注系统设计 （一）、浇注位置的确定 根据内浇道的位置选择底注式， （二）、浇注系统类型选择 根据各浇注系统的特点及铸件的大小选用封闭式浇注系统。 （三）、浇注系统尺寸的确定 1、计算铸件质量：
冲压件工艺性分析
冲压件工艺性分析Prepared on 21 November 2021
一、止动件冲压件工艺性分析 1、零件材料：为Q235-A 钢，具有冲裁； 2、零件结构良好的冲压性能，适合：相对简单，有2个φ20mm 的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为14mm （φ20mm 的孔与边框之间的壁厚） 3、零件精度：全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。 查表得各零件尺寸公差为： 外形尺寸：01130-、062.048-、074.060-、03.04-R 、074.060-R 内型尺寸：052 .0020+ 孔中心距：60± 二、冲压工艺方案的确定 完成该零件的冲压加工所需要的冲压基本性质的工序只有落料、冲孔两道工序。从工序可能的集中与分散、工序间的组合可能来看，该零件的冲压可以有以下几种方案。 方案一：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。 方案二：冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。 方案一只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件最小壁厚14mm 大于凸凹模许用最小壁厚，模具强度好，制造难度中等，并且冲压后成品件可通过卸料板卸下，清理方便，操作简单。 方案二也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，但是模具结构复杂，制造加工，模具成本较高。
结论：采用方案一为佳 三、模具总体设计 （1）模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，所以模具类型为复合模。 （2）定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。 （3）卸料、出件方式的选择 因为工件料厚为，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。又因为是倒装式复合模生产，所以采用上出件比较便于操作与提高生产效率。 （4）导向方式的选择 为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该倒装式模采用导柱导向方式。 四、排样方案确定及材料利用率 （1）排样方式的确定及其计算 设计倒装式复合模，首先要设计条料排样图，采用直排。 方案一：搭边值取2mm和3mm（P33表2-9），条料宽度为135mm
铸造工艺设计步骤
铸造工艺设计： 就是根据铸造零件的结构特点,技术要求,生产批量和生产条件等,确定铸造方案和工艺参数,绘制铸造工艺图,编制工艺卡等技术文件的过程.设计依据： 在进行铸造工艺设计前,设计者应掌握生产任务和要求,熟悉工厂和车间的生产条件,这些是铸造工艺设计的基本依据.设计内容： 铸造工艺设计内容的繁简程度,主要决定于批量的大小,生产要求和生产条件.一般包括下列内容： 铸造工艺图,铸件(毛坯)图,铸型装配图(合箱图),工艺卡及操作工艺规程.设计程序： 1零件的技术条件和结构工艺性分析;2选择铸造及造型方法;3确定浇注位置和分型面;4选用工艺参数;5设计浇冒口,冷铁和铸肋;6砂芯设计;7在完成铸造工艺图的基础上,画出铸件图;8通常在完成砂箱设计后画出;9综合整个设计内容.铸造工艺方案的内容： 造型,造芯方法和铸型种类的选择,浇注位置及分型面的确定等.铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置.分型面是指两半铸型相互接触的表面.确定砂芯形状及分盒面选择的基本原则,总的原则是： 使造芯到下芯的整个过程方便,铸件内腔尺寸精确,不至造成气孔等缺陷,使芯盒结构简单.1保证铸件内腔尺寸精度;2保证操作方便;3保证铸件壁厚均匀;4应尽量减少砂芯数目;5填砂面应宽敞,烘干支撑面是平面;6砂芯形状适应造型,制型方法.铸造工艺参数通常是指铸型工艺设计时需要确定的某些数据.1铸件尺寸公差： 是指铸件各部分尺寸允许的极限偏差,它取决于铸造工艺方法等多种因素.2主见重量公差定义为以占铸件公称质量的百分率为单位的铸件质量变动的允许值.3机械加工余量： 铸件为保证其加工面尺寸和零件精度,应有加工余量,即在铸件工艺设计时预先增加的,而后在机械加工时又被切去的金属层厚度,称为机械加工余量,简称加工余量.代号用MA，由精到粗分为ABCDEFGH和J9个等级。
汽车工艺工艺-冲压件模具结构工艺性分析方法规范模板
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冲压件模具结构工艺性分析方法规范 1 工作目的 冲压件的模具结构工艺性分析主要是指在用冲压的方法完成零件的加工时，在确保零件冲压成形性、稳定性、工序合理的前提下，充分考虑模具结构实现的可能性和难易性，找出零件自身存在的缺陷并提出改进方案。 为了提高冲压件模具结构工艺性分析的工作效率，同时保证在工程化设计阶段尽可能完全消除零件的模具结构工艺性问题，以确保后期模具设计的质量和周期进度，特编写此分析方法，为以后此项分析提供方法指导和操作规范。 2 工作内容 a)找出零件导致模具工序增加的部位，提出改进方案； b)找出零件导致模具结构难度大的部位，提出改进方案； c)找出各工序零件存在冲压负角的部位，提出改进方案； d)找出零件修边条件不良的部位，提出改进方案； e)找出零件冲孔条件不良的部位，提出改进方案； f)找出零件造成模具废料排出不顺畅的部位，提出改进方案； g)找出零件造成模具强度有问题的部位，提出改进方案； h)找出零件造成模具结构布置有问题的部位，提出改进方案。 3 工作输入 a)白车身材料清单； b)产品数模。 4 工作输出 产品冲压问题报告。 5 工作步骤 第一步：获得白车身材料清单和产品数模后，熟悉冲压零件的几何形状、材料性能及装配关系； 第二步：根据冲压零件的几何形状、材料性能及装配关系，结合生产纲领及冲压设备能力，初步制定冲压工序的性质、数目、顺序及内容；把握好制定冲压工序原则：在保证冲压件质量的前提下，工序尽量少、排废料要通畅、模具强度要好； 第三步：设定各工序的冲压方向和送料方向；把握好设定冲压方向原则：有利于拉延成形，保证后工序好修、好翻边、好定位； 第四步：根据冲压工序内容，对产品的模具结构工艺性进行分析，分析零件是否存在导致模具结构无法实现或者难以实现的设计缺陷；比如：导致模具工序增加、结构复杂，存在冲压负角、修边冲孔条件差，造成模具废料排出不畅、强度差、结构无法布置等； 第五步：根据模具结构工艺性分析的结果，提出改进方案并制定产品冲压问题报告，申请更改产品； 第六步：跟踪设计部门对产品冲压问题报告的采纳情况，通过和设计人员的交流，尽可能在设计阶段消除所有发现的设计缺陷，然后跟踪产品冲压问题报告的闭环情况。 6 分析方向、方法（结合实例）
铸造工艺标准设计基础学习知识
铸造工艺设计基础 铸造生产周期较长，工艺复杂繁多。为了保证铸件质量，铸造工作者应根据铸件特点，技术条件和生产批量等制订正确的工艺方案，编制合理的铸造工艺流程，在确保铸件质量的前提下，尽可能地降低生产成本和改善生产劳动条件。本章主要介绍铸造工艺设计的基础知识，使学生掌握设计方法，学会查阅资料，培养分析问题和解决问题的能力。 §1-1 零件结构的铸造工艺性分析 铸造工艺性，是指零件结构既有利于铸造工艺过程的顺利进行，又有利于保证铸件质量。 还可定义为：铸造零件的结构除了应符合机器设备本身的使用性能和机械加工的要求外，还应符合铸造工艺的要求。这种对铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性称为铸件的铸造工艺性。 另定义：铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸造工艺过程和降低成本。 铸造工艺性不好，不仅给铸造生产带来麻烦，不便于操作，还会造成铸件缺陷。因此，为了简化铸造工艺，确保铸件质量，要求铸件必须具有合理的结构。 一、铸件质量对铸件结构的要求 1．铸件应有合理的壁厚 某些铸件缺陷的产生，往往是由于铸件结构设计不合理而造成的。采用合理的铸件结构，可防止许多缺陷。
每一种铸造合金，都有一个合适的壁厚范围，选择得当，既可保证铸件性能（机械性能）要求，又便于铸造生产。在确定铸件壁厚时一般应综合考虑以下三个方面：保证铸件达到所需要的强度和刚度；尽可能节约金属；铸造时没有多大困难。 （1）壁厚应不小于最小壁厚 在一定的铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小壁厚称为该铸造合金的最小壁厚。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，应使铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。各种铸造工艺条件下，铸件最小允许壁厚见表7-1～表7-5 表1-2 熔模铸件的最小壁厚（单位：㎜）
冲压件工艺性分析(DOC)
一、止动件冲压件工艺性分析 1、零件材料：为Q235-A 钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁； 2、零件结构：相对简单，有2个φ20mm 的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为14mm （φ20mm 的孔与边框之间的壁厚） 3、零件精度：全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。 查表得各零件尺寸公差为： 外形尺寸：01130-、062.048-、074.060-、03.04-R 、074.060-R 内型尺寸：052.0020+ 孔中心距：60±0.37 二、冲压工艺方案的确定 完成该零件的冲压加工所需要的冲压基本性质的工序只有落料、冲孔两道工序。从工序可能的集中与分散、工序间的组合可能来看，该零件的冲压可以有以下几种方案。 方案一：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。 方案二：冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。 方案一只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件最小壁厚14mm 大于凸凹模许用最小壁厚3.6mm--4.0mm ，模具强度好，制造难度中等，并且冲压后成品件可通过卸料板卸下，清理方便，操作简单。
方案二也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，但是模具结构复杂，制造加工，模具成本较高。 结论：采用方案一为佳 三、模具总体设计 （1）模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，所以模具类型为复合模。（2）定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。 （3）卸料、出件方式的选择 因为工件料厚为1.5mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。又因为是倒装式复合模生产，所以采用上出件比较便于操作与提高生产效率。 （4）导向方式的选择 为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该倒装式模采用导柱导向方式。 四、排样方案确定及材料利用率 （1）排样方式的确定及其计算 设计倒装式复合模，首先要设计条料排样图，采用直排。 方案一：搭边值取2mm和3mm（P33表2-9），条料宽度为135mm
零件结构的工艺性
零件结构的工艺性 一、零件结构工艺性概念 机械加工零件的结构工艺性 由于一般情况下切削加工的劳动耗费最多.因而零件结构的切削加工工艺性更为重要。下面将就单件小批生产中对它考虑的一般原则及实例进行简要分析。 ①尽量减少不必要的加工面积 减少加工面积不仅可减少机械加工的劳动量，而且还可以减少刀具的损耗，提高装配质量。图 2(b)中的轴承座减少了底面的加工面积，降低了修配的工作量，保证配合面的接触。图3(b)中减少了精加工的面积，又避免了深孔加工。 (a) (b) 图2 减少轴承座底面加工面积 设计零件 设计结构 选择材料 确定尺寸 使用性能：能用、好用、耐用 工艺要求：好做、好装、好修
(a) 错误(b) 正确 (a) (b) 图3 避免深孔加工的方法 (a) 错误 (b) 正确 ②尽量避免或简化内表面的加工 因为外表面的加工要比内表面加工方便经济，又便于测量。因此，在零件设计时应力求避免在零件内腔进行加工。如图4所示，将图(a)中件2上的内沟槽a加工，改成图(b)中件1的外沟槽加工，这样加工与测量就都很方便。 3、有利于提高劳动生产率 (a) (b) 图5 退刀槽尺寸一致 (a) 错误(b) 正确 ①零件的有关尺寸应力求一致，并能用标准刀具加工。如图5(b)中改为退刀槽尺寸一致，则减少了刀具的种类，节省了换刀时间。如图6(b)采用凸台高度等高，则减少了加工过程中刀具的调整。如图7(b)
的结构，能采用标准钻头钻孔，从而方便了加工。 (a) (b) 图6 凸台高度相等 (a) 错误(b) 正确 (a) (b) 图7 便于采用标准钻头 (a) 错误(b) 正确 ②减少零件的安装次数：零件的加工表面应尽量分布在同一方向，或互相平行或互相垂直的表面上；次要表面应尽可能与主要表面分布在同一方向上，以便在加工主要表面时，同时将次要表面也加工出来；孔端的加工表面应为圆形凸台或沉孔，以便在加工孔时同时将凸台或沉孔全锪出来。如：图8(b)中的钻孔方向应一致；图9(b)中键槽的方位应一致。
第 章 铸造练习题
第2章铸造练习题1．是非题 ( 错) (3)为防止铸件产生裂纹，在设计零件时力求壁厚均匀。( 对) (5)选择分型面的第一条原则是保证能够起模。( 对) (6)起模斜度是为便于起模而设置的，并非零件结构所需要。( 对) (10)铸造圆角主要是为了减少热节，同时还有美观的作用。( 对) （11）铸造合金要求有好的流动性和小的偏析倾向，所以它的凝固温度范围越大越好。(错) (12) 压力铸造可铸出形状复杂的薄壁有色铸件，它的生产效率高、质量好。( 对) （24）合金的充型能力与其流动性有关而与铸型充填条件无关。(错) (26) 缩孔、缩松的产生原因是固态收缩得不到补缩。( 错) (28) 为防止产生缩孔，薄壁铸件常采用同时凝固原则。（错） (32) “同时凝固”工艺措施可以有效地防止缩孔、缩松、气孔等缺陷。（错） (35) 铸件各部分的固态收缩不能同步进行是铸件产生应力、变形、裂纹的根本原因。（对） (36) 用灰铸铁既能制造受拉零件，也能制造受压零件，但是制造受拉零件更有利于发挥其力学性能特点。（对） 2．选择题 (1)合金的铸造性能主要包括( b )。 A．充型能力和流动性B．充型能力和收缩 C．流动性和缩孔倾向D．充型能力和变形倾向 (2)消除铸件中残余应力的方法是( c )。 A．同时凝固B．减缓冷却速度C．时效处理D．及时落砂 (3)下面合金形成缩松倾向最大的是( d )。 A．纯金属B．共晶成分的合金 C．近共晶成分的合金D．远离共晶成分的合金 (4)为保证铸件质量，顺序凝固常用于( a )铸件生产中。 A．缩孔倾向大的合金B．吸气倾向大的合金 C．流动性较差的合金D．裂纹倾向大的合金 (5)灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁在机械性能上有较大差别，主要是因为它们(c )不同。 A．基体组织B．碳的存在形式C．石墨形态D．铸造性能 (10)形状复杂零件的毛坯，尤其是具有复杂内腔时，最适合采用( a )生产。 A．铸造B．锻造C．焊接D．热压 （11）浇注时铸件的大平面朝下，主要是为了避免出现(d )。 A．砂眼B．气孔C．夹渣D．夹砂 (16) 大批量生产铸铁水管，应选用( c )铸造。 A．砂型B．金属型C．离心D．熔模 （17）为了减小收缩应力，型砂应具备足够的( A．强度B．透气性C退让性D．耐火性 （18）压铸模通常采用( )钢制造， A．CrMnMo B．3Cr2W8V C．Crl2MoV D．T10 （19）内腔复杂的零件，最好用( )方法制取毛坯。 A．冲压D．冷轧C．铸造D．模锻
汽车冲压工艺介绍,汽车冲压工艺流程【详解】
汽车冲压工艺介绍，汽车冲压工艺流程汽车制造的四大工艺包括冲压、焊装、涂装、装配。这里简单介绍汽车的汽车冲压工艺技术。一辆汽车从无到有，车包含了大大小小的无数零件，它是怎么被创造出来的呢？下面主要介绍汽车冲压工艺特点，汽车冲压工艺流程。 汽车制造过程 何为冲压？冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件（冲压件）的成形加工方法。 说到冲压，就先说说其主要用到的设备冲压机和模具还有一些其他的运输设备。在冲压车间中这两个设备最值钱，现在要投资一条冲压生产线至少上亿了。那比较有技术含量的是模具制造和模修。我们先来看下这些设备的图片。 冲压机是通过电动机驱动飞轮，并通过离合器，传动齿轮带动曲柄连杆机构使滑块上下运动，带动拉伸模具对钢板成型。冲压机械压力机是汽车制造四大工艺中冲压工艺最主要、最常用的设备之一。它主要是依靠压力机的压下能量作功于模具中的钢板，使之成形，变成汽车车身的壳体。 冲压线中各个冲压机的性能参数 模具：工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。汽车模具从狭义上讲就是冲制汽车车身上所有冲压件的模具的总称。接下来同样为提供几张图片，让大家对汽车冲压模具有更感官的认识。 汽车冲压模具 在现代工业生产中，模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成型。汽车工业，在各种类型的汽车中，平均一个车型需要冲压模具2000套左右，其中大中型覆盖件模具近300套。模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发
展方向之一。现代工业产品的品种发展和生产效益的提高，在很大程度上取决于模具的发展和技术水平。目前，模具已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。 将模具结构草图作为有力基础，绘制总装配图。装配图中，零件之间关系应清晰明了，相关剖面图、投影图等应得到呈现，画出工件图，注明相关要求，填写零件明细。模具工作零件在制作环节有一定的标准，在计算、定位、压料、紧固等方面都应依规范行事。若壁厚冲头较小且长、凹模偏薄，应强化校核，确定凹模的尺寸、结构，进行设计，依照周界模架的选用，以确保模具的闭合高度、大小、压力适应于相关设备，并画出模具结构的相关草图。汽车冲压工艺之冲压模具 目前国内生产的用于轿车大型覆盖件制造的大型冲压线已经达到了当代国际先进水平。为满足自动化冲压生产线的需要，国内知名压力机生产企业进行了高性能单机连线压力机的研制生产。先后研制了具有大吨位、大行程、大台面，以及大吨位气垫、机械手自动上下料系统、全自动换模系统和功能完善的触摸屏监控系统，生产速度快、精度高的冲压设备。这些单机连线设备已先后装备了国内大型汽车制造企业的多条大型自动化冲压生产线，并正在向更多的汽车厂和国外公司扩展，充分满足了汽车快速、高精度及高效的生产要求。 结合冲压力需求、模具闭合高度及结构、零件特质、冲压工序特质，以现有设备的考虑为基础，将设备的选择与模具设计工作建立关系，确定设备所需数量，选择设备类型。若设备不大，冲压力的计算结果偏小，但是模具尺寸较大，则可选择偏大的设备，是模具的尺寸及结构适应于设备的闭合高度及漏料孔大小。对模具的设计则需注意几个方面，一是要使冲模平衡，则需使模柄轴线发挥作用，将冲模压力中心重合于压力机滑块中心线，防止非常规磨损；二是对拉深模具，需计算拉深功，校核电机功率；三是在弯曲以及拉深工序中，工程偏大，为了使取出工件以及防止毛坯更便捷，需校核压力机行程，保证行程在特定范围。
铸造工艺方法确定
第一章铸造工艺方案确定 1．夹具的生产条件，结构，技术要求 ●产品生产性质——大批量生产 ●零件材质——35Cr ●夹具的零件图如图所示，夹具的外形轮廓尺寸为285mm*120mm*140mm，主要壁厚40mm，为一小型铸件；铸件除满足几何尺寸精度及材质方面的要求外，无其他特殊技术要求。零件图如下图所示： 2．夹具结构的铸造工艺性 零件结构的铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸件工艺过程和降 低成本。审查、分析应考虑如下几个方面： 1.铸件应有合适的壁厚，为了避免浇不到、冷隔等缺陷，铸件不应太薄。 2.铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意薄壁过渡和圆角铸件薄厚壁的相接拐弯等厚度的壁与壁的各种交接， 都应采取逐渐过渡和转变的形式，并应使用较大的圆角相连接，避免因应力集中导致裂纹缺陷。 3.铸件内壁应薄于外壁铸件的内壁和肋等，散热条件较差，应薄于外壁，以使内、外壁能均匀地冷却，减轻 内应力和防止裂纹。 4.壁厚力求均匀，减少肥厚部分，防止形成热节。 5.利于补缩和实现顺序凝固。 6.防止铸件翘曲变形。 7.避免浇注位置上有水平的大平面结构。 3．造型，造芯方法的选择 支座的轮廓尺寸为285mm*140mm*120mm，铸件尺寸较小，属于中小型零件且要大批量生产。采用湿型粘土砂造型灵活性大，生产率高，生产周期短，便于组织流水生产，易于实现机械化和自动化，材料成本低，节省烘干设备、燃料、电力等，还可延长砂箱使用寿命。因此，采用湿型粘土砂机器造型，模样采用金属模是合理的。 在造芯用料及方法选择中，如用粘土砂制作砂芯原料成本较低，但是烘干后容易产生裂纹，容易变形。在大批量生产的条件下，由于需要提高造芯效率，且常要求砂芯具有高的尺寸精度，此工艺所需的砂芯采用热芯盒法生产砂芯，以增加其强度及保证铸件质量。选择使用射芯工艺生产砂芯。 4．浇注位置的确定
零件的结构工艺性分析
零件的结构工艺性分析 零件的结构工艺性是指在满足使用性能的前提下，是否能以较高的生产率和最低的成本方便地加工出来的特性。为了多快好省地把所设计的零件加工出来，就必须对零件的结构工艺性进行详细的分析。主要考虑如下几方面。 (1) 有利于达到所要求的加工质量 ①合理确定零件的加工精度与表面质量 加工精度若定得过高会增加工序，增加制造成本，过低会影响机器的使用性能，故必须根据零件在整个机器中的作用和工作条件合理地确定，尽可能使零件加工方 便制造成本低。 ②保证位置精度的可能性 为保证零件的位置精度，最好使零件能在一次安装中加工 出所有相关表面，这样就能依靠机床本身的精度来达到所要求 的位置精度。如图4-6(a)所示的结构，不能保证φ80㎜与内孔φ 60㎜的同轴度。如改成图(b)所示的结构，就能在一次安装中加 工出外圆与内孔，保证二者的同轴度。 (2) 有利于减少加工劳动量 ①尽量减少不必要的加工面积(a) (b) 减少加工面积不仅可减少机械加工的劳动量，图4-6 有利于保证位置精度的工艺结构 而且还可以减少刀具的损耗，提高装配质量。图(a) 错误(b) 正确 4-7(b)中的轴承座减少了底面的加工面积，降低了修配的工作量，保证配合面的接触。图4-8(b)中减少了精加工的面积，又避免了深孔加工。 (a) (b) (a) (b) 图4-7 减少轴承座底面加工面积图4-8 避免深孔加工的方法 (a) 错误(b) 正确(a) 错误(b) 正确 ②尽量避免或简化内表面的加工 因为外表面的加工要比内表面加工方便经济，又便于测量。因此，在零件设计时应力求避免在零件内腔进行加工。如图4-9所示箱体，将图(a)的结构改成图(b)所示的结构，这样不仅加工方便而且还有利于装配。再如图4-10所示，将图(a)中件2上的内沟槽a加工，改成图(b)中件1的外沟槽加工，这样加工与测量就都很方便。 (3) 有利于提高劳动生产率 ①零件的有关尺寸应力求一致，并能用标准刀具加工。如图4-11(b)中改为退刀槽尺寸一致，则减少了刀具的种类，节省了换刀时间。如图4-12(b)采用凸台高度等高，则减少了加工过程中刀具的调整。如图4-13(b)的结构，能采用标准钻头钻孔，从而方便了加工。 ②减少零件的安装次数零件的加工表面应尽量分布在同一方向，或互相平行或互相垂直的表面上；次要表面应尽可能与主要表面分布在同一方向上，以便在加工主要表面时，
压铸件结构设计规范
压铸件结构设计 压铸件结构设计是压铸工作的第一步。设计的合理性和工艺适应性将会影响到后续工作的顺利进行，如分型面选择、内浇口开设、推出机构布置、模具结构及制造难易、合金凝固收缩规律、铸件精度保证、缺陷的种类等，都会以压铸件本身工艺性的优劣为前提。 1、压铸件零件设计的注意事项 ⑴、压铸件的设计涉及四个方面的内容： a、即压力铸造对零件形状结构的要求； b、压铸件的工艺性能； c、压铸件的尺寸精度及表面要求； d、压铸件分型面的确定； 压铸件的零件设计是压铸生产技术中的重要部分，设计时必须考虑以下问题：模具分型面的选择、浇口的开设、顶杆位置的选择、铸件的收缩、铸件的尺寸精度保证、铸件内部缺陷的防范、铸孔的有关要求、收缩变形的有关要求以及加工余量的大小等方面； ⑵、压铸件的设计原则是： a、正确选择压铸件的材料； b、合理确定压铸件的尺寸精度； c、尽量使壁厚分布均匀； d、各转角处增加工艺园角，避免尖角。 ⑶、压铸件分类 按使用要求可分为两大类，一类承受较大载荷的零件或有较高相对运动速度的零件，检查的项目有尺寸、表面质量、化学成分、力学性能（抗拉强度、伸长率、硬度）；另一类为其它零件，检查的项目有尺寸、表面质量及化学成分。 在设计压铸件时，还应该注意零件应满足压铸的工艺要求。压铸的工艺性从分型面的位置、顶面推杆的位置、铸孔的有关要求、收缩变形的有关要求以及加工余量的大小等方面考虑。合理确定压铸面的分型面，不但能简化压铸型的结构，还能保证铸件的质量。 ⑷、压铸件结构的工艺性： 1)尽量消除铸件内部侧凹，使模具结构简单。 2)尽量使铸件壁厚均匀，可利用筋减少壁厚，减少铸件气孔、缩孔、变形等缺陷。 3)尽量消除铸件上深孔、深腔。因为细小型芯易弯曲、折断，深腔处充填和排气不良。 4)设计的铸件要便于脱模、抽芯。 5）肉厚的均一性是必要的。 6）避免尖角。 7）注意拔模角度。 8）注意产品之公差标注。 9）太厚太薄皆不宜。 10）避免死角倒角(能少则少)。 11）考虑后加工的难易度。 12）尽量减少产品内空洞。 13）避免有半岛式的局部太弱的形状。 14）太长的成形孔，或太长的成形柱皆不宜。 2、压铸件零件设计 ⑴、压铸件的形状结构 a、消除内部侧凹； b、避免或减少抽芯部位； c、避免型芯交叉；合理的压铸件结构不仅能简化压铸型的结构，降低制造成本，同时也改善铸件质量。 ⑵、壁厚 压铸件的壁厚对铸件质量有很大的影响。以铝合金为例，薄壁比厚壁具有更高的强度和良好的致密性。因此，在保证铸件有足够的强度和刚性的条件下，应尽可能减少其壁厚，并保持壁厚均匀一致。
设计铸件时,从哪几方面考虑压铸件的结构工艺性
设计铸件时,从哪几方面考虑压铸件的结构工艺性 1．熟练掌握工程制图标准和表示方法。掌握公差配合的选用和标注。 2．熟悉常用金属材料的性能、试验方法及其选用。掌握钢的热处理原理，熟悉常用金属材料的热处理方法及其选用。了解常用工程塑料、特种陶瓷、光纤和纳米材料的种类及应用。3．掌握机械产品设计的基本知识与技能，能熟练进行零、部件的设计。熟悉机械产品的设计程序和基本技术要素，能用电子计算机进行零件的辅助设计，熟悉实用设计方法，了解现代设计方法。 4．掌握制订工艺过程的基本知识与技能，能熟练制订典型零件的加工工艺过程，并能分析解决现场出现的一般工艺问题。熟悉铸造、压力加工、焊接、切（磨）削加工、特种加工、表面涂盖处理、装配等机械制造工艺的基本技术内容、方法和特点并掌握某些重点。熟悉工艺方案和工艺装备的设计知识。了解生产线设计和车间平面布置原则和知识。 5．熟悉与职业相关的安全法规、道德规范和法律知识。熟悉经济和管理的基础知识。了解管理创新的理念及应用。 6．熟悉质量管理和质量保证体系，掌握过程控制的基本工具与方法，了解有关质量检测技术。 7．熟悉计算机应用的基本知识。熟悉计算机数控（CNC）系统的构成、作用和控制程序的编制。了解计算机仿真的基本概念和常用计算机软件的特点及应用。 8．了解机械制造自动化的有关知识。 Ⅱ.考试内容 一、工程制图与公差配合 1．工程制图的一般规定 （1）图框 （2）图线 （3）比例 （4）标题栏 （5）视图表示方法 （6）图面的布置 （7）剖面符号与画法 2．零、部件（系统）图样的规定画法 （1）机械系统零、部件图样的规定画法（螺纹及螺纹紧固件的画法齿轮、齿条、蜗杆、蜗轮及链轮的画法花键的画法及其尺寸标注弹簧的画法） （2）机械、液压、气动系统图的示意画法（机械零、部件的简化画法和符号管路、接口和接头简化画法及符号常用液压元件简化画法及符号） 3．原理图 （1）机械系统原理图的画法 （2）液压系统原理图的画法 （3）气动系统原理图的画法 4．示意图 5．尺寸、公差、配合与形位公差标注 （1）尺寸标注 （2）公差与配合标注（基本概念公差与配合的标注方法） （3）形位公差标注
压铸件的结构工艺性
压铸件的结构工艺性 1．熟练掌握工程制图标准和表示方法。掌握公差配合的选用和标注。 2．熟悉常用金属材料的性能、试验方法及其选用。掌握钢的热处理原理，熟悉常用金属材料的热处理方法及其选用。了解常用工程塑料、特种陶瓷、光纤和纳米材料的种类及应用。 3．掌握机械产品设计的基本知识与技能，能熟练进行零、部件的设计。熟悉机械产品的设计程序和基本技术要素，能用电子计算机进行零件的辅助设计，熟悉实用设计方法，了解现代设计方法。 4．掌握制订工艺过程的基本知识与技能，能熟练制订典型零件的加工工艺过程，并能分析解决现场出现的一般工艺问题。熟悉铸造、压力加工、焊接、切（磨）削加工、特种加工、表面涂盖处理、装配等机械制造工艺的基本技术内容、方法和特点并掌握某些重点。熟悉工艺方案和工艺装备的设计知识。了解生产线设计和车间平面布置原则和知识。 5．熟悉与职业相关的安全法规、道德规范和法律知识。熟悉经济和管理的基础知识。了解管理创新的理念及应用。 6．熟悉质量管理和质量保证体系，掌握过程控制的基本工具与方法，了解有关质量检测技术。 7．熟悉计算机应用的基本知识。熟悉计算机数控（CNC）系统的构成、作用和控制程序的编制。了解计算机仿真的基本概念和常用计算机软件的特点及应用。 8．了解机械制造自动化的有关知识。 Ⅱ.考试内容 一、工程制图与公差配合 1．工程制图的一般规定 （1）图框 （2）图线 （3）比例 （4）标题栏 （5）视图表示方法 （6）图面的布置 （7）剖面符号与画法 2．零、部件（系统）图样的规定画法 （1）机械系统零、部件图样的规定画法（螺纹及螺纹紧固件的画法齿轮、齿条、蜗杆、蜗轮及链轮的画法花键的画法及其尺寸标注弹簧的画法） （2）机械、液压、气动系统图的示意画法（机械零、部件的简化画法和符号管路、接口和接头简化画法及符号常用液压元件简化画法及符号） 3．原理图 （1）机械系统原理图的画法 （2）液压系统原理图的画法 （3）气动系统原理图的画法 4．示意图 5．尺寸、公差、配合与形位公差标注 （1）尺寸标注 （2）公差与配合标注（基本概念公差与配合的标注方法） （3）形位公差标注 6．表面质量描述和标注 （1）表面粗糙度的评定参数 （2）表面质量的标注符号及代号
塑料结构件设计规范教材
第一章 塑料制品的结构设计 塑料制品的结构设计又称塑料制品的功能特性设计或塑料制品的工艺性。 §1.1 塑料制品设计的一般程序和原则 1.1.1 塑料制品设计的一般程序 1、详细了解塑料制品的功能、环境条件和载荷条件 2、选定塑料品种 3、制定初步设计方案，绘制制品草图（形状、尺寸、壁厚、加强筋、孔的位置等） 4、样品制造、进行模拟试验或实际使用条件的试验 5、制品设计、绘制正规制品图纸 6、编制文件，包括塑料制品设计说明书和技术条件等。 1.1.2 塑料制品设计的一般原则 1、在选料方面需考虑：(1) 塑料的物理机械性能，如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性等；(2) 塑料的成型工艺性，如流动性、结晶速率，对成型温度、压力的敏感性等；(3) 塑料制品在成型后的收缩情况，及各向收缩率的差异。 2、在制品形状方面：能满足使用要求，有利于充模、排气、补缩，同时能适应高效冷却硬化（热塑性塑料制品）或快速受热固化（热固性塑料制品）等。 3、在模具方面：应考虑它的总体结构，特别是抽芯与脱出制品的复杂程度。同时应充分考虑模具零件的形状及其制造工艺，以便使制品具有较好的经济性。 4、在成本方面：要考虑注射制品的利润率、年产量、原料价格、使用寿命和更换期限，尽可能降低成本。 §1.2 塑料制品的收缩 塑料制品在成型过程中存在尺寸变小的收缩现象，收缩的大小用收缩率表示。 %1000 0?-= L L L S 式中S ——收缩率； L 0——室温时的模具尺寸； L ——室温时的塑料制品尺寸。 影响收缩率的主要因素有： (1) 成型压力。型腔内的压力越大，成型后的收缩越小。非结晶型塑料和结晶型塑料的收缩率随内压的增大分别呈直线和曲线形状下降。
最新冲压件工艺性分析
冲压件工艺性分析
一、止动件冲压件工艺性分析 1、零件材料：为Q235-A 钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁； 2、零件结构：相对简单，有2个φ20mm 的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为14mm （φ20mm 的孔与边框之间的壁厚） 3、零件精度：全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。 查表得各零件尺寸公差为： 外形尺寸：0 1130-、062.048-、074.060-、03.04-R 、074.060-R 内型尺寸：052.0020+ 孔中心距：60±0.37 二、冲压工艺方案的确定 完成该零件的冲压加工所需要的冲压基本性质的工序只有落料、冲孔两道工序。从工序可能的集中与分散、工序间的组合可能来看，该零件的冲压可以有以下几种方案。 方案一：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。 方案二：冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。 方案一只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件最小壁厚14mm 大于凸凹模许用最小壁厚3.6mm--4.0mm ，模具强度 好，制造难度中等，并且冲压后成品件可通过卸料板卸下，清理方便，操作简单。
方案二也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，但是模具结构复杂，制造加工，模具成本较高。 结论：采用方案一为佳 三、模具总体设计 （1）模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，所以模具类型为复合模。 （2）定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。 （3）卸料、出件方式的选择 因为工件料厚为1.5mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。又因为是倒装式复合模生产，所以采用上出件比较便于操作与提高生产效率。 （4）导向方式的选择 为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该倒装式模采用导柱导向方式。 四、排样方案确定及材料利用率 （1）排样方式的确定及其计算 设计倒装式复合模，首先要设计条料排样图，采用直排。