第五篇 毛坯选择.ppt

概述 机械零件的制造 毛坯成形和切削加工两个阶段 毛坯选择是否合理直接影响零件的制造质量和使用性能 而且对零件的制造工艺过程 生产周期 成本都有很大影响 第五篇毛坯选择 第一节各类毛坯的特点及应用 一铸件 第一章毛坯种类 铸造特点 适应广 几克 几百吨 内腔复杂 价低 耐磨 减振 价廉 铸铁 如活塞 机身等 受力复杂的件 如机架 铸钢 连杆 球铁但组织粗大 受动载荷件 一般考虑用锻件 第一节各类毛坯的特点及应用 二锻件 第一章毛坯种类 特点 组织细 力学性能好 自由锻件 形状简单 模锻件 形状较复杂 但锻模贵 适批量 尺寸受限 第一节各类毛坯的特点及应用 三冲压件 第一章毛坯种类 主要 6mm 塑性好 金属 非金属制品 冲压件精度高 互换性好 冲模成本高 宜批量生产 第一节各类毛坯的特点及应用 四焊接件 第一章毛坯种类 特点 大 小工序简单 工艺准备 生产周期较短 而且可以实现各种工艺组合 锻 铸 焊 各种材料组合 注意焊接变形 质量检验 第一节各类毛坯的特点及应用 五型材 第一章毛坯种类 特种压力加工 轧 挤 拉拔等 生产的型材 能利用型材的直接利用 第二节毛坯的成本与质量 一毛坯成本 第一章毛坯种类 1结构工艺性合理改变设计 降低成本 2降低原材料和加工成本以 铁 代钢 球铁代45 40Cr 做曲轴 3改善毛坯生产工艺如用熔模铸生产零件代替铸件 小 CA6140车床上60种零件用熔模铸造生产 金属利用率由原来的31 5 增加到81 2 4改善车间管理 第二节毛坯的成本与质量 二毛坯质量 第一章毛坯种类 包括材质 尺寸精度 表面质量等 1材质 力学性能 物理化学性能好 2尺寸 表面质量 尺寸准确 表面无氧化皮 粘砂 硬度均匀 稳定 尤其大批量生产 这项好 省材 省力 3技术要求 技术要求要适当 如铸件 微观缩松 无密封要求时不用考虑 允许存在 一毛坯选择原则 第二章毛坯选择 1适应性 即满足使用要求 2经济性 从几个方案选择成本低的 不只考虑材料成本低 还要考虑寿命 3生产条件 本厂 外协 4生产批量 批量不同 方法不同 自由锻 小批 手工造型 小批 模锻 大批 5零件材料的工艺性能 选材料时同时考虑应用工艺的工艺性能 6零件结构 形状 外形尺寸 选材及工艺方法时要考虑零件结构 形状 尺寸 二典型零件毛坯的选择 第二章毛坯选择 1轴类 光滑轴 热轧圆钢 冷轧圆钢 台阶轴 轧钢或锻件单件小批 自由锻 成批 模锻 结构复杂 受力不大 可铸件 也可锻 焊 铸 焊 二典型零件毛坯的选择 第二章毛坯选择 2套类 同轴度要求高 铸 锻 挤 粉末冶金 3轮盘类 如齿轮 中 小齿轮 锻件 大量 热轧 精锻 铸钢 球铁 4箱座类铸铁件 载荷大 铸钢 三典型零件的选材实例 第二章毛坯选择 1 机床主轴机床主轴是典型的受扭转 弯曲复合作用的轴件 它受的应力不大 中等载荷 承受的冲击载荷也不大 如果使用滑动轴承 轴颈处要求耐磨 因此大多采用45钢制造 并进行调质处理 轴颈处由表面淬火来强化 载荷较大时则用40Cr等低合金结构钢来制造 对C620车床主轴的选材结果如下 三典型零件的选材实例 第二章毛坯选择 材料 45钢 热处理 整体调质 轴颈及锥孔表面淬火 性能要求 整体硬度HB220 HB240 轴颈及锥孔处硬度HRC52 工艺路线 锻造 正火 粗加工 调质 精加工 表面淬火及低温回火 磨削 三典型零件的选材实例 第二章毛坯选择 2 汽车半轴汽车半轴是典型的受扭矩的轴件 但工作应力较大 且受相当大的冲击载荷 其结构如图所示 最大直径达50mm左右 用45钢制造时 即使水淬也只能使表面淬透深度为10 半径 为了提高淬透性 并在油中淬火防止变形和开裂 中 小型汽车的半轴一般用40Cr制造 重型车用40CrMnMo等淬透性很高的钢制造 三典型零件的选材实例 第二章毛坯选择 2 汽车半轴例 130载重车半轴材料 40Cr 热处理 整体调质 性能要求 杆部HRC37 HRC44 盘部外圆HRC24 HRC34 工艺路线 下料 锻造 正火 机械加工 调质 盘部钻孔 磨花键 三典型零件的选材实例 第二章毛坯选择 3 机床齿轮机床齿轮工作条件较好 工作中受力不大 转速中等 工作平稳无强烈冲击 因此其齿面强度 心部强度和韧性的要求均不太高 一般用45钢制造 采用高频淬火表面强化 齿面硬度可达HRC52左右 这对弯曲疲劳或表面疲劳是足够了 齿轮调质后 心部可保证有HB220左右的硬度及大于4kg m cm2的冲击韧性 能满足工作要求 对于一部分要求较高的齿轮 可用合金调质钢 如40Cr等 制造 这时心部强度及韧性都有所提高 弯曲疲劳及表面疲劳抗力也都增大 三典型零件的选材实例 第二章毛坯选择 3 机床齿轮例 普通车床床头箱传动齿轮 材料 45钢 热处理 正火或调质 齿部高频淬火和低温回火 性能要求 齿轮心部硬度为HB220 HB250 齿面硬度HRC52 工艺路线 下料 锻造 正火或退火 粗加工 调质或正火 精加工 高频淬火 低温回火 拉花键孔 精磨 三典型零件的选材实例 第二章毛坯选择 5 汽车齿轮汽车齿轮的工作条件远比机床齿轮恶劣 特别是主传动系统中的齿轮 它们受力较大 超载与受冲击频繁 因此对材料的要求更高 由于弯曲与接触应力都很大 用高频淬火强化表面不能保证要求 所以汽车的重要齿轮都用渗碳 淬火进行强化处理 三典型零件的选材实例 第二章毛坯选择 5 汽车齿轮因此这类齿轮一般都用合金渗碳钢20Cr或20CrMnTi等制造 特别是后者在我国汽车齿轮生产中应用最广 为了进一步提高齿轮的耐用性 除了渗碳 淬火外 还可以采用喷丸处理等表面强化处理工艺 喷丸处理后 齿面硬度可提高HRC1 3单位 耐用性可提高7 11倍 三典型零件的选材实例 第二章毛坯选择 4 汽车齿轮例 北京牌吉普车后桥圆锥主动齿轮 材料 20CrMnTi钢 热处理 渗碳 淬火 低温回火 渗碳层深1 2mm 1 6mm 性能要求 齿面硬度HRC58 HRC62 心部硬度HRC33 HRC48 工艺路线 下料 锻造 正火 切削加工 渗碳 淬火 低温回