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铸造、机械加工及热处理培 训 资 料技术研究院杨世容编制 总 要一、铸件结构工艺性二、机械加工工艺三、热处理工艺四、发动机典型零部件设计 一、铸件结构工艺性铸件结构工艺性与铸件的质量、劳动生产率和铸造成本有关，设计铸件时，除了要考虑满足零件的工作性能外，还要考虑铸造工艺、合金铸造性能、铸造方法及机械加工、装配、运输等方面对铸件的结构要求。本章主要讲以下内容：铸造工艺的种类；常用铸造材料；铸件结构工艺性； 一、铸件结构工艺性1.1 铸造工艺的种类铸造工艺分为砂型铸造和特种铸造两大类，我们发动机中的零部件主要采用特种铸造中的金属型重力铸造、低压铸造和压力铸造工艺。金属型重力铸造：主要特点是用金属铸型，在重力下浇注成型，对非铁合金铸件有细化组织的作用，设备费用高，手工操作，工人劳动条件差。大部分发动机气缸头采用该工艺。低压铸造：主要特点是用金属型、石墨型、砂型，在气体压力下充型及结晶凝固，逐渐致密，设备简单。发动机气缸体、活塞、我公司 244FMI发动机气缸头采用该工艺。压力铸造：用金属铸型，在高压、高速下充型，在压力下快速凝固，是效率高、精度高的金属成型方法，但压铸机、压铸模具制造费用高。发动机的曲轴箱、盖采用该工艺。 一、铸件结构工艺性1.2 常用铸造材料常用的铸件材料可分为铸铁、铸钢和有色合金，发动机零部件中铸件主要使用有色合金——铝合金，该材料流动性差、收缩和裂纹敏感性大，综合力学性能高吸振性差，强度随壁厚增大下降显著。例如：发动机气缸头采用GB/T1173-1995标准中ZL105、ZL107 、ZL10 8 、ZL111 材料；发动机气缸体采用GB/T1173-1995标准中ZL111、ZL112材料；发动机活塞采用GB/T1173-1995标准中ZL109材料；发动机的曲轴箱、盖采用GB/T15115-1994标准中YL112 材料。 一、铸件结构工艺性1.3 铸件结构工艺性铸件结构工艺性要求便于制模、制芯、造型、合箱、清砂等，对于铝合金材料铸件结构应具有最少的热接点，并创造顺序凝固的条件，相邻壁的连接和过渡应圆滑，壁厚不得过大，突出部分应有较薄的加强筋加固。压力铸件的结构特点：壁厚不大余6mm，基本参数见下表： 一、铸件结构工艺性结构设计应注意以下事项：消除内凹，便于型芯取出；壁厚均匀，避免产生气孔、缩孔；采用加强肋减少壁厚，达到壁厚均匀； 一、铸件结构工艺性消除尖角，避免产生裂纹；尽量避免横向抽芯，抽芯方向尽量同开型取件方向一致，简化模具结构。 一、铸件结构工艺性复杂的压力铸件，可采用镶铸法制造，还可满足铸件一些特殊要求，如高强度、耐磨、导电、绝缘等，还可以把N个零件浇铸成一个组件， 镶件的基本结构如下： 二、机械加工机械加工工艺过程由一系列工序组成，每一个工序又由若干个安装、工位、工步和走刀组成。本章并不详细介绍机械加工工艺中需要的设备、工序、加工余量，各道工序怎样安装定位、刀量进给量，动力头转速。本章介绍与我们关系密切的4个问题：不同生产方式的加工工艺对产品质量的影响；不同质量要求的加工工艺对产品质量的影响； 在产品设计时如何使零部件既能满足性能和使用要求又能采用比较经济的加工工艺；以及我们在产品图设计绘制中怎样注意零件的加工工艺性。 二、机械加工2.1不同生产方式的加工工艺对产品质量的影响：生产方式分为：单件生产、批量生产和大量生产。批量生产又分为小批量生产、中批量和大批量生产。各种生产形式的加工工艺，对产品质量的影响很大。单件生产和小批量生产，由于没有固定的设备和完整的刀夹量具，零件的各道加工工序没有明确的安装、工位、工步和走刀等工艺规程。加工难度大，对工人的技术水平要求高，需要采用直接找正和画线找正的方法来装夹定位，而且产品质量不容易保证。我们一般不希望配套厂采用这种方式为我们配套。当然全新设计和较大改进设计的产品，需要性能和结构验证。只能用这种方式制造零部件来进行设计验证。比如曲轴箱等需要开模的复杂零件可以用木模翻砂得到铸件，用加工中心加工为成品；齿轮用锻柄车削后制齿；轴类零件可以直接用圆钢车削而成；轴承压板、线夹等冲压件，可以用线切割的方式落料，再用简单的模具成型；垫圈可以用圆钢切片后， 二、机械加工再用平磨磨削平面的方式得到。这种方式比较灵活，投入不大，若经过单件或较小批量试验验证设计存在问题，可以更改方案，问题太大，还可以终止项目。这样，对我们和配套厂损失都不会太大。虽然这种方式比较灵活，但是没有固定的生产设备，没有可靠的工艺工装，每一次样件的尺寸都可能不一样，产品质量很不可靠。我们新产品开发完成，是指产品图归档，产品已经移交，能够批量生产的状态。我们投入装配生产的零部件应该是用批量生产的方式提供的，即在生产中广泛采用通用机床，如专机、加工中心等，广泛采用专用夹具、刀具和量具，根据产品图的精度要求