12成型方法选择

轴杆类零件
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焊接的汽车排气阀
2 盘套类零件
盘套类零件的结构特点是轴向（纵向）尺寸一般小于 径向（横向）尺寸，或两个方向的尺寸相差不大。如齿轮、 带轮、飞轮、模具、联轴节、套环、轴承环、螺母、垫圈 等，
齿轮一般应选用具有良好综合机械性能的中碳结构 钢（如40、45钢）制造，采用正火或调质处理。重要机械 上的齿轮，可选用40Cr、40CrNi、40MnB、35CrMo等合金 结构钢，采用调质处理。
• 根据技术条件要求，可选用40Cr钢。
• 下料→锻造→正火→切削加工→调质→钻孔→磨削
汽车半轴
3. 内燃机曲轴
• （1）工作条件及性能要求 • 曲轴是内燃机形状复杂而又重要的零件之一。受力复杂。 • 要求：高强度，一定的冲击韧性和弯曲、扭转疲劳强度，轴颈处要求
有高的硬度和耐磨性。
• （2）内燃机曲轴用料的选择 • 低速内燃机曲轴采用正火状态的碳素钢或球墨铸铁； • 中速内燃机曲轴采用调质状态的碳素钢或合金钢如45、40Cr、45Mn2、
• 与铸造相比，锻造方法难于获得形状较复杂(特别内腔) 的毛坯，且锻件成本一般比铸件要贵，金属材料的利用率 亦较低。
• 自由锻造适用于单件、小批生产、形状简单和大型零件 的毛坯，其缺点是精度不高、表面不光洁、加工余量大、 消耗金属多。模锻件的形状可比自由锻件复杂，且尺寸较 准确，表面较光洁，可减少切削加工成本，但模锻锤和锻 模价格高，所以模锻适用于中小件的成批或大量生产。
50Mn2等，或球墨铸铁； • 高速内燃机曲轴采用高强度的合金钢如35CrMo、42CrMo、
18Cr2Ni4WA等。
毛坯成型方法选用原则
毛坯的种类
• 1.型材 • 2.铸件 • 3.锻件 • 4.冲压件 • 5.焊接件
1.型材
• 型材具有流线(或纤维)组织，使其力学性能具有 方向性，即顺着流线方向的抗拉强度、塑性好； 而垂直于流线方向的抗拉强度、塑性低，但抗剪 强度高。型材是大量生产的产品，可直接从市场 上购得，价格便宜，可简化制造工艺和降低制造 成本，尽管尺寸精度与表面质量稍差，在不影响 零件性能的情况下，一般优先选用型材。
• 型材的断面形状和尺寸有多种，常见的型材有 型钢、钢板、钢管、钢丝、钢带等。
2.铸件
• 用铸造方法获得的零件毛坯称为铸件。几乎所有 的金属材料都可进行铸造，其中铸铁应用最广， 而且铸铁也只能用铸造的方法来生产毛坯；常用 于铸造的碳钢为低、中碳钢。在一般情况下铸件 的生产成本较低，是优先选用的毛坯。
毛坯选择的原则
• 1.适用性原则 • 2.经济性原则 • 3.毛坯选择时应考虑的其它因素 • (1)材料的工艺性对毛坯选择的影响 • (2)零件的结构、形状与尺寸大小对毛坯生
产方法选择的影响 • (3)零件性能的可靠性对毛坯选择的影响 • (4)零件生产的批量对毛坯选择的影响
典型机械零件毛坯成型方法选用示例(轴 杆类、盘套类、箱体类)
4.冲压件
• 冲压可制造形状复杂的薄壁零件，冲压件 的表面质量好，形状和尺寸精度高(决定于 冲模质量)，一般可满足互换性的要求，故 一般不必再经切削加工便可直接使用。冲 压生产易于实现机械化与自动化，所以生 产率较高，产品的合格率和材料利用率高， 故冲压件的制造成本低。但冲压件只适用 大批量生产，因为模具制造的工艺复杂、 成本高、周期较长，只有在大批量生产中 才能显示其优越性。
度为45～5Leabharlann HRC• 属于中速、中负荷、在滚动轴承中工作的机床，因此选 用45钢。
C6140车床主轴图
2. 汽车半轴
• 中型载重汽车目前选用40Cr钢， • 重型载重汽车则选用性能更高的40CrMnMo钢。 • （1）汽车半轴的工作条件和性能要求 • 承受冲击、反复弯曲疲劳和扭转应力的作用， • 要求材料有足够的抗弯强度、疲劳强度和较好的韧性。 • 热处理技术条件： • 硬 度：杆部37～44 HRC； • 盘部外圆：24～34 HRC。 • 材料选用及热处理改性
• 但是铸件的组织较粗大，内部易产生气孔、缩松、 偏析等缺陷，这些都影响铸件的力学性能，使铸 件的力学性能比相同材料的锻件低，特别是冲击 韧性差，所以一些重要零件和承受冲击载荷的零 件不宜用铸件作零件的毛坯。
3.锻件
• 锻件比相同材料铸件的力学性能高。塑性变形后使型材中 纤维组织重新分布，符合零件受力的要求，更能发挥材料 的潜力。锻件常用于强度高、耐冲击、抗疲劳等重要零件 的毛坯。
5.焊接件
• 焊接件是借助于金属原子间的扩散和结合的作用，把分离 的金属制成永久性的结构件。焊接件的尺寸、形状一般不 受限制，可以小拼大，结构轻便，材料利用率高，生产周 期短，主要用于制造各种金属结构件，也用于制造零件的 毛坯和修复零件，特别适用于制造单件、大型、形状复杂 的零件或毛坯，不需要重型与专用设备，产品改型方便。 焊接件接头的力学性能与母材基本接近。焊接件可以采用 钢板或型钢焊接，或采用铸—焊、锻—焊或冲—焊联合工 艺制成。但是焊接过程是一个不均匀加热和冷却的过程， 焊接构件内容易产生内应力和变形，接头的热影响区力学 性能有所下降。
材料和毛坯成型方法选择
2.齿轮零件的选材
二、轴类零件的选材
1.机床主轴
• C6140车床主轴的工作条件： • ①承受交变的弯曲应力与扭转应力，有时受到冲击载荷
的作用； • ②主轴大端内锥孔和锥度外圆，经常与卡盘、顶针有相
对摩擦；
• 热处理技术条件： • 整体调质硬度达200～230HBS；内锥孔和外圆锥面处硬
• 1.轴杆类零件 • 2. 盘套类零件 • 3.箱体类零件
1 轴杆类零件
轴杆类零件的结构特点是轴向（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、拨叉、锤杆、摇臂、以 及螺栓、销子等，如图10-6所示。
一般都是各种机械中重要的受力和传动零件，大多采用锻 件毛坯，材料常用30～50中碳钢，如45号钢或合金钢40Cr、 40CrNi。也采用球墨铸铁毛坯，如QT450—10等。在有些情况 下还可采用锻—焊或铸—焊的方式生产毛坯。图10-7所示焊接 的汽车排气阀的外形简图。