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机械制造基础 第五章机械零件毛坯的选择 机械零件的制造包括毛坯成形和切削加工两个阶段 毛坯成形不仅对后续的切削加工产生很大的影响 而且对零件乃至机械产品的质量 使用性能 生产周期和成本等都有影响 因此 正确选择毛坯的类型和生产方法对于机械制造具有重要意义 本章将着重介绍毛坯选择的原则及典型机械零件毛坯的选择 一 常见零件毛坯的分类与比较 机械零件的常用毛坯 铸件 锻件 轧制型材 挤压件 冲压件 焊接件 毛坯制造方法的比较 表11 1 1 毛坯生产成本的比较 毛坯选择的原则 满足材料的工艺性能要求 表11 2 1 满足零件的使用要求 形状 尺寸 力学性能 表面质量 满足降低生产成本的要求 批量 符合生产条件 二 典型零件的选材及工艺路线 轴杆类零件的毛坯选择 结构特征 是轴向 纵向 尺寸远大于径向 横向 尺寸 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 常用毛坯 型材和锻件 型材 光滑的或有阶梯但直径相差不大的一般轴 锻件 对于直径相差较大的阶梯轴或要承受冲击载荷和交变应力的重要轴 如35钢 40钢 45钢 65Mn 20Cr 40Cr 40CrNi 20CrMnTi 40MnB等 轴杆类零件的毛坯选择 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 45 220 减速器传动轴轴的加工路线为 热轧棒料下料一粗加工一调质处理一精加工一磨削 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 要求具有较高的强度 选择65Mn 采用模锻件 砂轮主轴的加工路线为 下料一锻造一退火一粗加工一调质处理一精加工一表面淬火一粗磨一低温人工时效一精磨 盘套类零件的毛坯选择 指直径尺寸较大而长度尺寸相对较小的回转体零件 齿轮 带轮 链轮 飞轮 联轴节 套环 轴承环 端盖及螺母 垫圈等 带轮 HT150链轮 锻件齿轮 尺寸较小且性能要求不高 热轧捧料批量较小或尺寸较大 自由锻造批量较大的中小尺寸 模锻复杂的不便于锻造的齿轮 铸钢焊接组合 机床齿轮的加工路线为 下料 锻造 正火 粗加工 调质 精加工 高频淬火及低温回火 磨削 机床齿轮 45钢 正火 正火 可消除锻造应力 均匀和细化组织 改善切削加工性 调质 使齿轮获得较高的综合力学性能 使齿轮可承受较大的弯曲应力和冲击力 同时它也是高频淬火前的预处理 可减少淬火变形 高频淬火及低温回火 可提高齿轮表面硬度和耐磨性 并且使齿轮表面产生压应力 提高了抗疲劳破坏的能力 低温回火可消除淬火应力 对防止产生磨削裂纹和提高抗冲击能力是有利的 2 表面质量 手攻丝锥 T10碳素工具钢 球化退火 使过共析钢碳钢的二次渗碳体及珠光体中片状渗碳体球状化 从而降低硬度 改善切削加工性 并为淬火作好组织准备 淬火及低温回火 低温回火后组织为回火马氏体 能保持淬火钢的高硬度和高耐磨性 硬度为58 64HRC 手攻丝锥的加工路线为 下料 球化退火 粗加工 精加工 淬火及低温回火 柄部处理 复习与思考题 1 常用的毛坯形式有哪几类 选择毛坯应遵循的基本原则是什么 2 影响毛坯生产成本的主要因素有哪些 根据不同的生产规模 如何降低毛坯的生产成本 3 轴类零件的常用毛坯有哪几种 生产实际中如何选择 4 箱体机架类零件的常用毛坯有哪几种 生产实际中如何选择 5 试为下图所示的零件选择合适的材料和毛坯生产方式 a 车床进给箱体 材料HT200 中批量生产 5 试为下图所示的零件选择