第5章 机械零件毛坯的选择.ppt

第5章机械零件毛坯的选择与维护 5 1毛坯的分类及选择原则5 2几种典型零件毛坯的选择 5 1毛坯的分类及选择原则 5 1 1毛坯的分类1 型材毛坯通过轧制 拉拔 挤压等方式生产出来的 沿长度方向横截面不变的钢料 称为型材 机械制造中的型材按断面形状分为圆钢 方钢 六角钢 扁钢 角钢 槽钢 工字钢 丁字钢和特殊断面形状的钢 型材按生产工艺分热轧和冷拔两类 热轧型材的尺寸较大 精度低 多用作一般零件的毛坯冷拔型材尺寸较小 精度较高 多用于制造毛坯精度要求较高的中小型零件 下一页 返回 5 1毛坯的分类及选择原则 2 焊接组合毛坯根据毛坯的形状 尺寸要求 用铸件 锻件 冲压件 型材或经局部机械加工的半成品组合后焊接而成的毛坯 多用于尺寸较大 形状复杂的单件小批生产 焊接毛坯工艺简单 可减轻重量 成本较低 但热变形较大 内应力大 抗振性较差 接头处的组织性能比较复杂 上一页 下一页 返回 5 1毛坯的分类及选择原则 3 铸造毛坯铸铁 有色金属以及含碳为0 45 0 5 的钢均可用铸造方法获得铸件毛坯 而其中应用最广泛的是铸铁 铸造不受零件尺寸 形状 重量的约束 但主要用于其他方法难以成型的壳体 基座 支架 带轮等形状较复杂的毛坯零件 按铸造方法不同 又有砂型铸造 金属型铸造 离心铸造 压力铸造 熔模铸造等 上一页 下一页 返回 5 1毛坯的分类及选择原则 4 压力加工毛坯锻件适用于要求强度较高 形状不太复杂的零件毛坯 锻件由于塑性变形的结果 内部晶粒较细 均匀 没有铸造毛坯的内部缺陷 其机械性能优于同样材料的铸件 凡承受重载 交变应力的零件 如主轴 齿轮 连杆等都是常用锻件毛坯 但锻造方法很难得到形状复杂的 大型的毛坯 特别是有复杂内腔的毛坯 按加工方法不同 锻件可分为自由锻件 热模锻件 精密模锻件 冷挤压件和冲压件等几种类型 5 粉末冶金毛坯这是一种只需少许或都不需加工的毛坯主要用于中等复杂程度 不带螺纹的小型结构的零件 上一页 下一页 返回 5 1毛坯的分类及选择原则 5 1 2毛坯的选择原则1 毛坯材料的使用性能毛坯材料的使用性能主要包括机械性能 物理性能和化学性能 通常材料的机械性能是选材的主要指标 只有在特殊条件下 才考虑物理和化学性能的影响 毛坯的使用要求就是指毛坯最终制造成零件的使用性能 2 毛坯材料的工艺性能毛坯材料的工艺性能是指在一定条件下 将材料加工成优质零件或毛坯的难易程度 它将直接影响零件的质量 生产率和成本 上一页 下一页 返回 5 1毛坯的分类及选择原则 3 毛坯材料的经济性在能保证使用性能和加工质量的前提下 应尽量选用价格低廉 加工费用低 便于采购 运输和管理的毛坯 如在保证使用的前提下 应优先选用碳钢和铸铁等相对价格比较低的材料 也可合理选用非金属材料 以降低成本 表5一1为常用材料的相对价格 上一页 返回 5 2几种典型零件毛坯的选择 5 2 1轴类1 机床主轴主轴是机床中主要零件之一其质量好坏直接影响机床的精度和寿命 也就是被加工零件的质量 主轴属于中速 中载荷 选用朽调质钢锻造 再调质热处理 可以提高主轴的强度 韧性 疲劳强度等综合机械性能 下一页 返回 5 2几种典型零件毛坯的选择原则 2 减速器轴减速器的轴属于中高速 中重载荷 中速 中载荷一般选用朽调质钢锻造 高速 中载荷可以选用40Cr合金结构钢锻造 经调质热处理后 都可以提高主轴的强度 韧性 疲劳强度等综合机械性能 高速重载时可以选用20Cr 20CrMnTi渗碳钢锻造 再经渗碳 淬火再低温回火来满足耐磨性 疲劳强度 心部强度和冲击韧性都较高的要求 3 发动机曲轴重型汽车发动机的曲轴 承受交变的弯曲应力 扭转应力 受冲击载荷作用 因此要求毛坯材料的综合机械性能较高 由于曲轴较大 用优质结构钢通过锻造成形比较困难 在满足强度安全的情况下 可以选用QT700 2球墨铸铁铸造而成 上一页 下一页 返回 5 2几种典型零件毛坯的选择 5 2 2盘盖类1 机床齿轮 减速器齿轮机床齿轮的工作条件属于运转平稳 载荷不大 工作条件较好 但要求齿轮精度高和寿命长 因此一般选用中碳钢或中碳合金结构钢制造 经高频感应淬火 其硬度 耐磨性 强度及韧性均能满足要求 2 汽车 拖拉机齿轮这类齿轮承受高速 中等载荷 冲击摩擦 工作条件比较繁重 要求齿轮的耐磨性 疲劳强度 心部强度和冲击韧性都较高 因此选用20CrMnTi渗碳钢锻造 再经渗碳 淬火再低温回火便可满足要求 上一页 下一页 返回 5 2几种典型零件毛坯的选择 3 紧固件的平垫圈这一类垫圈主要用于螺纹连接 其作用是增大接触面 减小螺纹连接件与被连接工件之间的接触处压强 防止旋紧螺母时损伤被连接工件 因此对平垫圈的机械性能要求不高 主要考虑有好的塑性 4 减速器轴端盖减速器轴的端盖主要用于密封减速器 限制轴的轴向运动 避免灰尘 水进人减速器箱体内 同时也防止减速器内的润滑油向外泄漏 减速器的轴向力并不很大 端盖内部呈腔形 与箱壁上轴承支承孔相配合的外圆精度要求较高通常采用铸造方法 上一页 下一页 返回 5 2几种典型零件毛坯的选择 5 2 3箱体类1 减速器箱体箱体的加工质量直接影响机器的精度 性能和寿命 减速器箱体是典型的薄壁结构零件 整个结构形状比较复杂 壁厚不均匀 内部呈腔形 箱壁上有精度高的轴承支承孔和平面 有精度低的紧固孔通常采用铸造方法 2 机体机体是机器的基础零件 如机床的床身 立柱等 机器的许多零件都安装在机体上 机体的质量直接影响机器的运动精度 运动平稳性 安全性 一般来说 机体的轮廓尺寸较大 重量较重 结构形状复杂 刚性较差通常采用铸造方法 上一页 下一页 返回 5 2几种典型零件毛坯的选择 3 轴承座轴承座一般起支承转动轴的作用 受压应力 弯曲应力 冲击载荷作用 结构较复杂 通常采用铸造方法 4 车辆中梁焊接构件当车辆中梁较长时 购买钢材长度不够 需接长 而车辆的中梁承受较大静载和动载 中梁上还要铆接其他钢构件 在这种情况下 很显然选用铸造件和锻压件都不合适 故选用Q295 Q345低合金结构异型钢 进行焊接加长 这样使塑性 韧性 强度及焊接性都满足要求 上一页 下一页 返回 5 2几种典型零件毛坯的选择 5 2 4套筒类1 滑动轴承一般的套筒类零件的孔壁较薄 滑动轴承属于套筒类零件 要求内壁容易加工成形 精度高 质量好 能够承受较高压力 耐磨性好常用钢 铸铁 黄铜和青铜作为毛坯材料 2 活塞发动机活塞在高温 高压 高速及交变的应力下工作 承受发动机较高的温度 缸内的气体压力 惯性冲击力等 而活塞的壁薄 复杂结构 常用HT200 HT250灰铸铁和铝合金作活塞的毛坯材料 上一页 下一页 返回 5 2几种典型零件毛坯的选择 3 液压缸两端带法铸的液压缸 工作中主要受到比较大的拉 压应力作用 有油液泄漏的可能 A方案选用40优质结构圆型钢 直接加工处零件 材料利用率低 加工量大 生产成本高 B方案选用ZG270 500铸钢件 批量生产 工艺简单 节约材料 成本低 但内部质量不高 对活塞的运动有影响 有油液泄漏的可能 C方案选用40