第5章 机械零件毛坯的选择

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5.1 毛坯的分类及选择原则
3.铸造毛坯 铸造毛坯 铸铁、有色金属以及含碳为0.45％-0.5％的钢均可用铸造 铸铁、有色金属以及含碳为 ％ ％ 方法获得铸件毛坯.而其中应用最广泛的是铸铁 而其中应用最广泛的是铸铁。 方法获得铸件毛坯 而其中应用最广泛的是铸铁。铸造不受零 件尺寸、形状、重量的约束.但主要用于其他方法难以成型的 件尺寸、形状、重量的约束 但主要用于其他方法难以成型的 壳体、基座、支架、带轮等形状较复杂的毛坯零件。 壳体、基座、支架、带轮等形状较复杂的毛坯零件。 按铸造方法不同.又有砂型铸造 金属型铸造、离心铸造、 又有砂型铸造、 按铸造方法不同.又有砂型铸造、金属型铸造、离心铸造、压 力铸造、熔模铸造等. 力铸造、熔模铸造等
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5.1 毛坯的分类及选择原则
4.压力加工毛坯 压力加工毛坯 锻件适用于要求强度较高、形状不太复杂的零件毛坯.锻件由 锻件适用于要求强度较高、形状不太复杂的零件毛坯 锻件由 于塑性变形的结果.内部晶粒较细 均匀.没有铸造毛坯的内 内部晶粒较细、 于塑性变形的结果 内部晶粒较细、均匀 没有铸造毛坯的内 部缺陷.其机械性能优于同样材料的铸件 凡承受重载、 其机械性能优于同样材料的铸件.凡承受重载 部缺陷 其机械性能优于同样材料的铸件 凡承受重载、交变 应力的零件.如主轴 齿轮、连杆等都是常用锻件毛坯。 如主轴、 应力的零件 如主轴、齿轮、连杆等都是常用锻件毛坯。但锻 造方法很难得到形状复杂的、大型的毛坯.特别是有复杂内腔 造方法很难得到形状复杂的、大型的毛坯 特别是有复杂内腔 的毛坯。 的毛坯。 按加工方法不同.锻件可分为自由锻件 热模锻件、 锻件可分为自由锻件、 按加工方法不同 锻件可分为自由锻件、热模锻件、精密模锻 冷挤压件和冲压件等几种类型。 件、冷挤压件和冲压件等几种类型。 5.粉末冶金毛坯 粉末冶金毛坯 这是一种只需少许或都不需加工的毛坯主要用于中等复杂程 不带螺纹的小型结构的零件。 度.不带螺纹的小型结构的零件。 不带螺纹的小型结构的零件
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5.2 几种典型零件毛坯的选择
5. 2. 2盘盖类 盘盖类
1.机床齿轮、减速器齿轮 机床齿轮、 机床齿轮 机床齿轮的工作条件属于运转平稳、载荷不大、 机床齿轮的工作条件属于运转平稳、载荷不大、工作条件较 但要求齿轮精度高和寿命长。 好.但要求齿轮精度高和寿命长。因此一般选用中碳钢或中碳 但要求齿轮精度高和寿命长 合金结构钢制造。经高频感应淬火.其硬度 耐磨性、 其硬度、 合金结构钢制造。经高频感应淬火 其硬度、耐磨性、强度及 韧性均能满足要求。 韧性均能满足要求。 2.汽车、拖拉机齿轮 汽车、 汽车 这类齿轮承受高速、中等载荷、冲击摩擦.工作条件比较繁重 工作条件比较繁重。 这类齿轮承受高速、中等载荷、冲击摩擦 工作条件比较繁重。 要求齿轮的耐磨性、疲劳强度、心部强度和冲击韧性都较高。 要求齿轮的耐磨性、疲劳强度、心部强度和冲击韧性都较高。 因此选用20CrMnTi渗碳钢锻造 再经渗碳、淬火再低温回 渗碳钢锻造.再经渗碳 因此选用 渗碳钢锻造 再经渗碳、 火便可满足要求。 火便可满足要求。
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5.2 几种典型零件毛坯的选择
5. 2. 1轴类 轴类
1.机床主轴 机床主轴 主轴是机床中主要零件之一其质量好坏直接影响机床的精度 和寿命.也就是被加工零件的质量 主轴属于中速、中载荷。 也就是被加工零件的质量。 和寿命 也就是被加工零件的质量。主轴属于中速、中载荷。 选用朽调质钢锻造.再调质热处理 可以提高主轴的强度、 再调质热处理.可以提高主轴的强度 选用朽调质钢锻造 再调质热处理 可以提高主轴的强度、韧 疲劳强度等综合机械性能。 性、疲劳强度等综合机械性能。
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5.2 几种典型零件毛坯的选择原则
2.减速器轴 减速器轴 减速器的轴属于中高速、中重载荷。中速、 减速器的轴属于中高速、中重载荷。中速、中载荷一般选用 朽调质钢锻造.高速 中载荷可以选用40Cr合金结构钢锻造 高速、 合金结构钢锻造. 朽调质钢锻造 高速、中载荷可以选用 合金结构钢锻造 经调质热处理后.都可以提高主轴的强度 韧性、 都可以提高主轴的强度、 经调质热处理后 都可以提高主轴的强度、韧性、疲劳强度等 综合机械性能。高速重载时可以选用20Cr,20CrMnTi渗碳 综合机械性能。高速重载时可以选用 渗碳 钢锻造.再经渗碳 淬火再低温回火来满足耐磨性、疲劳强度、 再经渗碳、 钢锻造 再经渗碳、淬火再低温回火来满足耐磨性、疲劳强度、 心部强度和冲击韧性都较高的要求。 心部强度和冲击韧性都较高的要求。 3.发动机曲轴 发动机曲轴 重型汽车发动机的曲轴.承受交变的弯曲应力 扭转应力、 承受交变的弯曲应力、 重型汽车发动机的曲轴 承受交变的弯曲应力、扭转应力、受 冲击载荷作用.因此要求毛坯材料的综合机械性能较高 因此要求毛坯材料的综合机械性能较高。 冲击载荷作用 因此要求毛坯材料的综合机械性能较高。由于 曲轴较大.用优质结构钢通过锻造成形比较困难 用优质结构钢通过锻造成形比较困难.在满足强度 曲轴较大 用优质结构钢通过锻造成形比较困难 在满足强度 的情况下.可以选用 可以选用QT700-2球墨铸铁铸造而成。 球墨铸铁铸造而成。 安全的情况下 可以选用 球墨铸铁铸造而成
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5.2 几种典型零件毛坯的选择
3.紧固件的平垫圈 紧固件的平垫圈 这一类垫圈主要用于螺纹连接.其作用是增大接触面 其作用是增大接触面.减小螺 这一类垫圈主要用于螺纹连接 其作用是增大接触面 减小螺 纹连接件与被连接工件之间的接触处压强.防止旋紧螺母时损 纹连接件与被连接工件之间的接触处压强 防止旋紧螺母时损 伤被连接工件.因此对平垫圈的机械性能要求不高 因此对平垫圈的机械性能要求不高.主要考虑 伤被连接工件 因此对平垫圈的机械性能要求不高 主要考虑 有好的塑性. 有好的塑性 4.减速器轴端盖 4.减速器轴端盖 减速器轴的端盖主要用于密封减速器.限制轴的轴向运动 限制轴的轴向运动.避 减速器轴的端盖主要用于密封减速器 限制轴的轴向运动 避 免灰尘、水进人减速器箱体内.同时也防止减速器内的润滑油 免灰尘、水进人减速器箱体内 同时也防止减速器内的润滑油 向外泄漏.减速器的轴向力并不很大 端盖内部呈腔形.与箱壁 减速器的轴向力并不很大.端盖内部呈腔形 向外泄漏 减速器的轴向力并不很大 端盖内部呈腔形 与箱壁 上轴承支承孔相配合的外圆精度要求较高通常采用铸造方法. 上轴承支承孔相配合的外圆精度要求较高通常采用铸造方法
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5.1 毛坯的分类及选择原则
3.毛坯材料的经济性 毛坯材料的经济性 在能保证使用性能和加工质量的前提下.应尽量选用价格低廉 应尽量选用价格低廉. 在能保证使用性能和加工质量的前提下 应尽量选用价格低廉 加工费用低.便于采购 运输和管理的毛坯。 便于采购、 加工费用低 便于采购、运输和管理的毛坯。如在保证使用的 前提下.应优先选用碳钢和铸铁等相对价格比较低的材料 应优先选用碳钢和铸铁等相对价格比较低的材料.也 前提下 应优先选用碳钢和铸铁等相对价格比较低的材料 也 可合理选用非金属材料.以降低成本 以降低成本。 可合理选用非金属材料 以降低成本。 5一1为常用材料的相对价格 为常用材料的相对价格。 表5一1为常用材料的相对价格。
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Hale Waihona Puke Baidu
5.1 毛坯的分类及选择原则
5.1.2毛坯的选择原则 毛坯的选择原则
1.毛坯材料的使用性能 毛坯材料的使用性能 毛坯材料的使用性能主要包括机械性能、 毛坯材料的使用性能主要包括机械性能、物理性能和化学性 通常材料的机械性能是选材的主要指标。 能。通常材料的机械性能是选材的主要指标。只有在特殊条 件下.才考虑物理和化学性能的影响 才考虑物理和化学性能的影响。 件下 才考虑物理和化学性能的影响。毛坯的使用要求就是指 毛坯最终制造成零件的使用性能。 毛坯最终制造成零件的使用性能。 2.毛坯材料的工艺性能 毛坯材料的工艺性能 毛坯材料的工艺性能是指在一定条件下.将材料加工成优质零 毛坯材料的工艺性能是指在一定条件下 将材料加工成优质零 件或毛坯的难易程度。它将直接影响零件的质量、 件或毛坯的难易程度。它将直接影响零件的质量、生产率和 成本。 成本。
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5.2 几种典型零件毛坯的选择
5.2.3箱体类 箱体类
1.减速器箱体 减速器箱体 箱体的加工质量直接影响机器的精度、性能和寿命。 箱体的加工质量直接影响机器的精度、性能和寿命。减速器 箱体是典型的薄壁结构零件.整个结构形状比较复杂 整个结构形状比较复杂.壁厚不 箱体是典型的薄壁结构零件 整个结构形状比较复杂 壁厚不 均匀.内部呈腔形 箱壁上有精度高的轴承支承孔和平面.有精 内部呈腔形.箱壁上有精度高的轴承支承孔和平面 均匀 内部呈腔形 箱壁上有精度高的轴承支承孔和平面 有精 度低的紧固孔通常采用铸造方法. 度低的紧固孔通常采用铸造方法 2.机体 机体 机体是机器的基础零件(如机床的床身 立柱等).机器的许多 如机床的床身、 机体是机器的基础零件 如机床的床身、立柱等 机器的许多 零件都安装在机体上。机体的质量直接影响机器的运动精度、 零件都安装在机体上。机体的质量直接影响机器的运动精度、 运动平稳性、安全性。一般来说.机体的轮廓尺寸较大 机体的轮廓尺寸较大.重量 运动平稳性、安全性。一般来说 机体的轮廓尺寸较大 重量 较重.结构形状复杂 刚性较差通常采用铸造方法. 结构形状复杂.刚性较差通常采用铸造方法 较重 结构形状复杂 刚性较差通常采用铸造方法
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5.2 几种典型零件毛坯的选择
3.轴承座 轴承座 轴承座一般起支承转动轴的作用.受压应力 弯曲应力、 受压应力、 轴承座一般起支承转动轴的作用 受压应力、弯曲应力、冲击 载荷作用.结构较复杂 通常采用铸造方法。 结构较复杂。 载荷作用 结构较复杂。通常采用铸造方法。 4.车辆中梁焊接构件 车辆中梁焊接构件 当车辆中梁较长时.购买钢材长度不够 需接长.而车辆的中梁 购买钢材长度不够.需接长 当车辆中梁较长时 购买钢材长度不够 需接长 而车辆的中梁 承受较大静载和动载.中梁上还要铆接其他钢构件 中梁上还要铆接其他钢构件。 承受较大静载和动载 中梁上还要铆接其他钢构件。在这种情 况下.很显然选用铸造件和锻压件都不合适 故选用Q295很显然选用铸造件和锻压件都不合适.故选用 况下 很显然选用铸造件和锻压件都不合适 故选用 Q345低合金结构异型钢 进行焊接加长 这样使塑性、韧性、 低合金结构异型钢.进行焊接加长 这样使塑性、 低合金结构异型钢 进行焊接加长.这样使塑性 韧性、 强度及焊接性都满足要求。 强度及焊接性都满足要求。
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5.1 毛坯的分类及选择原则
2.焊接组合毛坯 焊接组合毛坯 根据毛坯的形状、尺寸要求.用铸件 锻件、冲压件、 用铸件、 根据毛坯的形状、尺寸要求 用铸件、锻件、冲压件、型材或 经局部机械加工的半成品组合后焊接而成的毛坯。 经局部机械加工的半成品组合后焊接而成的毛坯。多用于尺 寸较大、形状复杂的单件小批生产。焊接毛坯工艺简单.可减 寸较大、形状复杂的单件小批生产。焊接毛坯工艺简单 可减 轻重量、成本较低.但热变形较大 内应力大、抗振性较差、 但热变形较大、 轻重量、成本较低 但热变形较大、内应力大、抗振性较差、 接头处的组织性能比较复杂. 接头处的组织性能比较复杂
第5章 机械零件毛坯的选择与维护 章
5.1 毛坯的分类及选择原则 5.2 几种典型零件毛坯的选择
5.1 毛坯的分类及选择原则
5.1.1毛坯的分类 毛坯的分类
1.型材毛坯 型材毛坯 通过轧制、拉拔、挤压等方式生产出来的.沿长度方向横截面 通过轧制、拉拔、挤压等方式生产出来的 沿长度方向横截面 不变的钢料.称为型材 称为型材。 不变的钢料 称为型材。机械制造中的型材按断面形状分为圆 方钢、六角钢、扁钢、角钢、槽钢、工字钢、 钢、方钢、六角钢、扁钢、角钢、槽钢、工字钢、丁字钢和 特殊断面形状的钢。型材按生产工艺分热轧和冷拔两类.热轧 特殊断面形状的钢。型材按生产工艺分热轧和冷拔两类 热轧 型材的尺寸较大、精度低.多用作一般零件的毛坯冷拔型材尺 型材的尺寸较大、精度低 多用作一般零件的毛坯冷拔型材尺 寸较小、精度较高.多用于制造毛坯精度要求较高的中小型零 寸较小、精度较高 多用于制造毛坯精度要求较高的中小型零 件.