第五篇 毛坯選擇.ppt

概述 機(jī)械零件的制造 毛坯成形和切削加工兩個(gè)階段 毛坯選擇是否合理直接影響零件的制造質(zhì)量和使用性能 而且對(duì)零件的制造工藝過程 生產(chǎn)周期 成本都有很大影響 第五篇毛坯選擇 第一節(jié)各類毛坯的特點(diǎn)及應(yīng)用 一鑄件 第一章毛坯種類 鑄造特點(diǎn) 適應(yīng)廣 幾克 幾百噸 內(nèi)腔復(fù)雜 價(jià)低 耐磨 減振 價(jià)廉 鑄鐵 如活塞 機(jī)身等 受力復(fù)雜的件 如機(jī)架 鑄鋼 連桿 球鐵但組織粗大 受動(dòng)載荷件 一般考慮用鍛件 第一節(jié)各類毛坯的特點(diǎn)及應(yīng)用 二鍛件 第一章毛坯種類 特點(diǎn) 組織細(xì) 力學(xué)性能好 自由鍛件 形狀簡(jiǎn)單 模鍛件 形狀較復(fù)雜 但鍛模貴 適批量 尺寸受限 第一節(jié)各類毛坯的特點(diǎn)及應(yīng)用 三沖壓件 第一章毛坯種類 主要 6mm 塑性好 金屬 非金屬制品 沖壓件精度高 互換性好 沖模成本高 宜批量生產(chǎn) 第一節(jié)各類毛坯的特點(diǎn)及應(yīng)用 四焊接件 第一章毛坯種類 特點(diǎn) 大 小工序簡(jiǎn)單 工藝準(zhǔn)備 生產(chǎn)周期較短 而且可以實(shí)現(xiàn)各種工藝組合 鍛 鑄 焊 各種材料組合 注意焊接變形 質(zhì)量檢驗(yàn) 第一節(jié)各類毛坯的特點(diǎn)及應(yīng)用 五型材 第一章毛坯種類 特種壓力加工 軋 擠 拉拔等 生產(chǎn)的型材 能利用型材的直接利用 第二節(jié)毛坯的成本與質(zhì)量 一毛坯成本 第一章毛坯種類 1結(jié)構(gòu)工藝性合理改變?cè)O(shè)計(jì) 降低成本 2降低原材料和加工成本以 鐵 代鋼 球鐵代45 40Cr 做曲軸 3改善毛坯生產(chǎn)工藝如用熔模鑄生產(chǎn)零件代替鑄件 小 CA6140車床上60種零件用熔模鑄造生產(chǎn) 金屬利用率由原來的31 5 增加到81 2 4改善車間管理 第二節(jié)毛坯的成本與質(zhì)量 二毛坯質(zhì)量 第一章毛坯種類 包括材質(zhì) 尺寸精度 表面質(zhì)量等 1材質(zhì) 力學(xué)性能 物理化學(xué)性能好 2尺寸 表面質(zhì)量 尺寸準(zhǔn)確 表面無氧化皮 粘砂 硬度均勻 穩(wěn)定 尤其大批量生產(chǎn) 這項(xiàng)好 省材 省力 3技術(shù)要求 技術(shù)要求要適當(dāng) 如鑄件 微觀縮松 無密封要求時(shí)不用考慮 允許存在 一毛坯選擇原則 第二章毛坯選擇 1適應(yīng)性 即滿足使用要求 2經(jīng)濟(jì)性 從幾個(gè)方案選擇成本低的 不只考慮材料成本低 還要考慮壽命 3生產(chǎn)條件 本廠 外協(xié) 4生產(chǎn)批量 批量不同 方法不同 自由鍛 小批 手工造型 小批 模鍛 大批 5零件材料的工藝性能 選材料時(shí)同時(shí)考慮應(yīng)用工藝的工藝性能 6零件結(jié)構(gòu) 形狀 外形尺寸 選材及工藝方法時(shí)要考慮零件結(jié)構(gòu) 形狀 尺寸 二典型零件毛坯的選擇 第二章毛坯選擇 1軸類 光滑軸 熱軋圓鋼 冷軋圓鋼 臺(tái)階軸 軋鋼或鍛件單件小批 自由鍛 成批 模鍛 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 受力不大 可鑄件 也可鍛 焊 鑄 焊 二典型零件毛坯的選擇 第二章毛坯選擇 2套類 同軸度要求高 鑄 鍛 擠 粉末冶金 3輪盤類 如齒輪 中 小齒輪 鍛件 大量 熱軋 精鍛 鑄鋼 球鐵 4箱座類鑄鐵件 載荷大 鑄鋼 三典型零件的選材實(shí)例 第二章毛坯選擇 1 機(jī)床主軸機(jī)床主軸是典型的受扭轉(zhuǎn) 彎曲復(fù)合作用的軸件 它受的應(yīng)力不大 中等載荷 承受的沖擊載荷也不大 如果使用滑動(dòng)軸承 軸頸處要求耐磨 因此大多采用45鋼制造 并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理 軸頸處由表面淬火來強(qiáng)化 載荷較大時(shí)則用40Cr等低合金結(jié)構(gòu)鋼來制造 對(duì)C620車床主軸的選材結(jié)果如下 三典型零件的選材實(shí)例 第二章毛坯選擇 材料 45鋼 熱處理 整體調(diào)質(zhì) 軸頸及錐孔表面淬火 性能要求 整體硬度HB220 HB240 軸頸及錐孔處硬度HRC52 工藝路線 鍛造 正火 粗加工 調(diào)質(zhì) 精加工 表面淬火及低溫回火 磨削 三典型零件的選材實(shí)例 第二章毛坯選擇 2 汽車半軸汽車半軸是典型的受扭矩的軸件 但工作應(yīng)力較大 且受相當(dāng)大的沖擊載荷 其結(jié)構(gòu)如圖所示 最大直徑達(dá)50mm左右 用45鋼制造時(shí) 即使水淬也只能使表面淬透深度為10 半徑 為了提高淬透性 并在油中淬火防止變形和開裂 中 小型汽車的半軸一般用40Cr制造 重型車用40CrMnMo等淬透性很高的鋼制造 三典型零件的選材實(shí)例 第二章毛坯選擇 2 汽車半軸例 130載重車半軸材料 40Cr 熱處理 整體調(diào)質(zhì) 性能要求 桿部HRC37 HRC44 盤部外圓HRC24 HRC34 工藝路線 下料 鍛造 正火 機(jī)械加工 調(diào)質(zhì) 盤部鉆孔 磨花鍵 三典型零件的選材實(shí)例 第二章毛坯選擇 3 機(jī)床齒輪機(jī)床齒輪工作條件較好 工作中受力不大 轉(zhuǎn)速中等 工作平穩(wěn)無強(qiáng)烈沖擊 因此其齒面強(qiáng)度 心部強(qiáng)度和韌性的要求均不太高 一般用45鋼制造 采用高頻淬火表面強(qiáng)化 齒面硬度可達(dá)HRC52左右 這對(duì)彎曲疲勞或表面疲勞是足夠了 齒輪調(diào)質(zhì)后 心部可保證有HB220左右的硬度及大于4kg m cm2的沖擊韌性 能滿足工作要求 對(duì)于一部分要求較高的齒輪 可用合金調(diào)質(zhì)鋼 如40Cr等 制造 這時(shí)心部強(qiáng)度及韌性都有所提高 彎曲疲勞及表面疲勞抗力也都增大 三典型零件的選材實(shí)例 第二章毛坯選擇 3 機(jī)床齒輪例 普通車床床頭箱傳動(dòng)齒輪 材料 45鋼 熱處理 正火或調(diào)質(zhì) 齒部高頻淬火和低溫回火 性能要求 齒輪心部硬度為HB220 HB250 齒面硬度HRC52 工藝路線 下料 鍛造 正火或退火 粗加工 調(diào)質(zhì)或正火 精加工 高頻淬火 低溫回火 拉花鍵孔 精磨 三典型零件的選材實(shí)例 第二章毛坯選擇 5 汽車齒輪汽車齒輪的工作條件遠(yuǎn)比機(jī)床齒輪惡劣 特別是主傳動(dòng)系統(tǒng)中的齒輪 它們受力較大 超載與受沖擊頻繁 因此對(duì)材料的要求更高 由于彎曲與接觸應(yīng)力都很大 用高頻淬火強(qiáng)化表面不能保證要求 所以汽車的重要齒輪都用滲碳 淬火進(jìn)行強(qiáng)化處理 三典型零件的選材實(shí)例 第二章毛坯選擇 5 汽車齒輪因此這類齒輪一般都用合金滲碳鋼20Cr或20CrMnTi等制造 特別是后者在我國(guó)汽車齒輪生產(chǎn)中應(yīng)用最廣 為了進(jìn)一步提高齒輪的耐用性 除了滲碳 淬火外 還可以采用噴丸處理等表面強(qiáng)化處理工藝 噴丸處理后 齒面硬度可提高HRC1 3單位 耐用性可提高7 11倍 三典型零件的選材實(shí)例 第二章毛坯選擇 4 汽車齒輪例 北京牌吉普車后橋圓錐主動(dòng)齒輪 材料 20CrMnTi鋼 熱處理 滲碳 淬火 低溫回火 滲碳層深1 2mm 1 6mm 性能要求 齒面硬度HRC58 HRC62 心部硬度HRC33 HRC48 工藝路線 下料 鍛造 正火 切削加工 滲碳 淬火 低溫回