机械零件毛坯的选择ppt

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• 高频淬火及低温回火提高了齿轮表面硬度与耐磨性,并且 使齿轮表面产生压应力,提高了抗疲劳破坏得能力。低温 回火可消除淬火应力,对防止产生磨削裂纹与提高抗冲击 能力就是Байду номын сангаас利得。
2)载重汽车得变速齿轮得选材 汽车变速箱中得齿轮主要用来调节发动机曲轴 与主轴凸轮得转速比,以改变汽车运行速度,其工作较为繁重,因此在疲劳极限、 耐磨性以及抗冲击作用等性能方面均比机床齿轮要求高。因此,变速齿轮得材 料大多选用合金渗碳钢。
• 对于结构形状较为复杂,且抗冲击能力、抗疲劳强度要求 较高得中小型零件,宜选择模锻件毛坯;
• 对于那些结构形状相当复杂且轮廓尺寸又较大得大型零 件,宜选择组合毛坯。
(2)力学性能得要求
• 对于力学性能要求较高,特别就是工作时要承受冲击与交变 载荷得零件,为了提高抗冲击与抗疲劳破坏得能力,一般应 选择锻造毛坯,如机床、汽车得传动轴与齿轮等;
5、1、4符合生产条件
为兼顾零件得使用要求与生产成本两方面得原则,在选 择毛坯时还必须与本企业得具体生产条件相结合。当对外订 货得价格低于本企业生产成本,且又能满足交货期要求时,应 当向外订货,以降低成本。
此外还要认真分析以下三方面得情况:
• 当代毛坯生产得先进技术与发展趋势,在不脱离我国国情 及本厂实际得前提下,尽量采用比较先进得毛坯生产技术;
• 产品得使用性能与成本方面对毛坯生产得要求;
• 本厂现有毛坯生产能力状况,包括生产设备、技术力量(含 工程技术人员与技术工人)、厂房等方面得情况。
总之,毛坯选择应在保证毛坯质量得前提下,力求选用高效、低成本、制造周 期短得毛坯生产方法。选择毛坯制造方法得考虑因素见图所示。
毛坯制造方法得选择
5、2典型零件得选材及工艺路线
具体加工工艺路线如下:
图为解放牌汽车变速齿轮,采用20CrMnTi 钢,有较高得力学性能,经渗碳淬火处理及低 温回火后表面硬度为58~62HRC,心部硬 度为30~45HRC,这种钢还具有良好得工 艺性能,这对大量生产来说极为重要。 20CrMnTi钢经锻造及正火后,其切削加工 性尚可,同时热处理工艺性也较好,如良好得 淬透性、过热倾向小、渗碳速度快及淬火 变形小等。
下料-锻造-正火-粗加工-调质- 半精加工-齿轮高频淬火及回火-精磨
• 正火处理对锻造齿轮毛坯就是必须得热处理工序,它可消 除锻造压力,均匀组织,改善切削加工性。对于一般齿轮,正 火也可作为高频淬火前得最后热处理工序。
• 调质处理可以使齿轮获得较高得综合力学性能,齿轮可承 受较大得弯曲应力与冲击力,并可减少淬火变形。
轴类零件最常用得毛坯就是型材与锻件,对于某些大型 得、结构形状复杂得轴也可用铸件或焊接结构件。
• 对于光滑得或有阶梯但直径相差不大得一般轴,常用型材 (即热轧或冷拉圆钢)作为毛坯。
• 对于直径相差较大得阶梯轴或要承受冲击载荷与交变应 力得重要轴,均采用锻件作为毛坯。当生产批量较小时,应采 用自由锻件;当生产批量较大时,应采用模锻件。
• 对于由于其它方面原因需采用铸件,但又要求零件得金相组 织致密、承载能力较强得零件,应选择相应得能满足要求得 铸造方法,如压力铸造、金属型铸造与离心铸造等。
(3)表面质量得要求
为降低生产成本,现代机械产品上得某些非配合表面有 尽量不加工得趋势,即实现少、无切屑加工。
• 对于尺寸较小得非铁金属件,宜选择金属型铸造、压力铸 造或精密模锻;
除了上述碳钢与合金钢外,近年来越来越多地采用球墨铸 铁与高强度灰铸铁作为轴得材料,尤其就是曲轴得材料。
(3)应用举例
1)减速器传动轴,工作载荷基本平衡,材料45钢,小批量生产。由于该轴工作 时不承受冲击载荷,工作性质一般,且各阶梯轴径相差不大,因此,可选用热轧 圆钢作为毛坯。下料尺寸为Ф45㎜×220㎜。
5、2、2盘套类零件得毛坯选择
盘套类零件就是指直径尺寸较大而长度尺寸相对较小 得回转体零件(一般长度与直径之比小于1)。
属于这类零件得有各种 齿轮、带轮、飞轮、联轴节、 套环、轴承环、端盖及螺母、 垫圈等。盘类零件由于其用 途不同,所用得材料也不相同, 毛坯生产方法也较多。如图 所示。
(1)带轮得毛坯选择
(3)圆柱齿轮得毛坯选择
齿轮得毛坯选择取决于齿轮得选材、结构形状、尺寸 大小、使用条件及生产批量等因素。
• 对于钢制齿轮,如果尺寸较小且性能要求不高,可直接采用 热轧捧料,除此之外,一般都采用锻造毛坯。 • 生产批量较小或尺寸较大得齿轮采用自由锻造; • 生产批量较大得中小尺寸得齿轮采用模锻。 • 对于直径比较大,结构比较复杂得不便于锻造得齿轮,采用 铸钢毛坯或焊接组合毛坯。
机械零件毛坯的选择
第5章 机械零件毛坯得选择
5、1毛坯选择得原则
5、1、1满足材料得工艺性能要求
零件材料得选择与毛坯得选择关系密切,零件材料得工 艺性能直接影响着毛坯生产方法得选择。按加工工艺方法得 不同,金属材料可分为铸造合金与压力加工合金两大类。
各种材料与毛坯生产方法得关系表
5、1、2满足零件得使用要求
下料-模锻-正火-机械粗、半精加工(内孔及端面留磨量)- 渗碳(孔防渗)淬火-低温回火-喷丸-校正花键孔-珩(或磨)齿
• 正火就是为了均匀与细化组织,消除锻造应力,获得较好 得切削加工性。
• 渗碳、淬火及低温回火就是为了使齿面具有高硬度及耐 磨性,而心部可得到低碳马氏体组织,有高得强度与足够 得韧性。
5、2、1轴杆类零件得毛坯选择
轴杆类零件就是机械产品 中支承传动件、承受载荷、传 递扭矩与动力得常见典型零件, 其结构特征就是轴向(纵向)尺 寸远大于径向(横向)尺寸,包括 各种传动轴、机床主轴、丝杠、 光杠、曲轴、偏心轴、凸轮轴、 齿轮轴、连杆、摇臂、螺栓、 销子等,如图所示。
(1)轴杆类零件得毛坯
(4)应用举例
1)机床齿轮得选材 一般来说,机床齿轮载荷不大,运动平稳,工作条件好,故 对齿轮得耐磨性及冲击韧度要求不高,一般可选用中碳钢制造。为了提高淬 透性也可选用中碳合金钢,经高频淬火,基本上能满足机床工作条件。
图为C620-1车床主轴箱中Ⅲ轴上得三联滑 动齿轮简图,该齿轮承受载荷不大,运动也较平 稳,所以可选用中碳钢来制造。但考虑到整个 齿轮较厚,采用中碳钢难以淬透,于就是选用中 碳合金钢更好,如40Cr并经高频表面淬火。其 加工工艺路线为:
减速器传动轴轴得加工路线为: 热轧棒料下料一粗加工一调质处理一半精加工一磨削
2)磨床砂轮主轴“生产批量中等。砂轮主轴主要用于传递动力。该零件精度 要求高,工作中将承受弯曲、扭转、冲击等载荷,要求具有较高得强度。选择 65Mn,采用模锻件。
砂轮主轴得加工路线为: 下料-锻造-退火-粗加工-调质处理-精加工-表面淬火- 粗磨-低温人工时效-精磨
带轮就是通过中间挠性件(各种带)来传递运动与动力 得,一般载荷比较平稳。 • 对于中小带轮多采用HT150制造,故其毛坯一般采用砂型 铸造,生产批量较小时用手工造型;生产批量较大时可采用机 器造型; • 对于结构尺寸很大得带轮,为减轻重量可采用钢板焊接毛 坯。
(2)链轮得毛坯选择
链轮就是通过链条作为中间挠性件来传递动力与运动 得,其工作过程中得载荷有一定得冲击,且链齿得磨损较快。 链轮得材料大多使用钢材,最常用得毛坯为锻件。 • 单件小批生产时,采用自由锻造; • 生产批量较大时使用模锻; • 对于新产品试制或修配件,亦可使用型材; • 对于齿数大于50得从动链轮也可采用强度高于HT150得 铸铁,其毛坯可采用砂型铸造,造型方法视生产批量决定。
• 喷丸处理就是一种强化手段,可使零件渗碳表层得压应 力进一步增大,有利于提高疲劳强度,同时也可清除氧化 皮。
5、2、3箱体机架类零件得毛坯选择
箱体机架类零件就是机器得基础件,它得加工质量将对 机器得精度、性能与使用寿命产生直接影响。
这类零件包括机身、齿轮箱、阀 体、泵体、轴承座等,如图所示。由 于箱体类零件得结构形状一般都比较 复杂,且内部呈腔形,为满足减振与耐 磨等方面得要求,其材料一般都采用 铸铁。为达到结构形状方面得要求, 最常见得毛坯就是砂型铸造得铸件。 在单件小批生产、新产品试制或结构 尺寸很大时,也可采用钢板焊接毛坯。
• 对于在自动机床上进行加工得中小型零件,由于要求毛坯精 度较高,故宜采用冷拉型材(如微型轴承得内、外圈就是在自 动车床上加工得,其毛坯采用冷拉圆钢)。
5、1、3满足降低生产成本得要求
要降低毛坯得生产成本,在选择毛坯时,必须认真分析零 件得使用要求及所用材料得价格、结构工艺性、生产批量得 大小等各方面情况。首先,应根据零件得选材与使用要求确 定毛坯得类别,再根据零件得结构形状、尺寸大小与毛坯生 产得结构工艺性及生产批量大小确定具体得制造方法,必要 时还可按有关程序对原设计提出修改意见,以利于降低毛坯 生产成本。
(1)生产批量较小时得毛坯选择
生产批量较小时,毛坯生产得生产率不就是主要问题,材 料利用率得矛盾也不太突出,这时应主要考虑得总就是就是 减少设备、模具等方面得投资,即使用价格比校便宜得设备 与模具,以降低生产成本。如使用型材、砂型铸造件、自由 锻件、胎模锻件、焊接结构件等作为毛坯。
(2)生产批量较大时得毛坯选择
机械零件由于使用功能得不同,其结构形状与尺寸往往 差异较大,各种毛坯制造方法对零件结构形状与尺寸得适应 能力也不相同。所以,选择毛坯时,应认真分析零件得结构形 状与尺寸特点,选择与之相适应得毛坯制造方法。
• 对于结构形状复杂得中小型零件,应选择铸件毛坯。可选 择砂型铸造、金属型铸造或熔模铸造等;
• 对于结构形状很复杂且轮廓尺寸不大得零件,宜选择熔模 铸造。
• 对于结构形状复杂得大型轴类零件,其毛坯可采用砂型铸 造件、焊接结构件或铸一焊结构毛坯。
(2)轴杆类零件得材料
常用轴类材料有: • 优质碳素结构钢,如35钢、40钢、45钢、65Mn钢等,其中用
得最多得就是45钢; • 合金钢,如20Cr、40Cr、40CrNi、20CrMnTi、40MnB等; • 碳素结构钢,如Q235、Q275等。
生产批量较大时,提高生产率与材料得利用率,降低废品 率,对降低毛坯得单件生产成本将具有明显得经济意义。因 此,应采用比较先进得毛坯制造方法来生产毛坯。尽管此时 得设备造价昂贵、投资费用高,但分摊到单个毛坯上得成本 就是较低得,并由于工时消耗、材料消耗及后续加工费用得 减少与毛坯废品率得降低,从而有效地降低毛坯生产成本。
• 退火得目得就是消除锻造应力及组织不均匀性,降低硬度, 改善加工性。
• 调质处理就是为了提高主轴得综合性能,以满足心部得强 度要求,同时在表面淬火时能获得均匀得硬化层。图11、3、 3磨床主轴简图
• 表面淬火就是为了使轴颈与外圆锥部分获得高硬度,提高 耐磨性。
• 人工时效得作用就是进一步稳定淬硬层组织与消除磨削应 力,以减少主轴得变形。
机械产品都就是由若干零件组成得,保证零件得使用要 求就是保证产品使用要求得基础。因此,毛坯选择首先必须 保证满足零件得使用性能要求。
零件得使用要求主要包括: • 零件得工作条件(通常指零件得受力情况、工作环境与接 触介质等) • 零件结构形状与尺寸得要求 • 零件性能得要求。
(1)结构形状与尺寸得要求
• 对于尺寸较小得钢铁件,则宜选择熔模铸造(铸钢件)或精 密模锻(结构钢件)。
(4)其它方面得要求
对于具有某些特殊要求得零件,必须结合毛坯材料与生 产方法来满足这些要求。
• 如果零件选材为钢材,则宜选择型材(如液压油缸常采用无 缝钢管);
• 如果零件选材为铸铁,则宜选择离心铸造(如内燃机得汽缸 套,其材料为QT600-2,毛坯即为离心铸造铸件);
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