下篇第三章-毛坯制造方法的选择 PPT课件

2020 4 7 1 第三章毛坯制造方法的选择 3 1毛坯的选用原则3 2典型机械零件毛坯的选用 2020 4 7 2 引言 毛坯的选用主要包括毛坯的材料 类型和生产方式的选用 2020 4 7 3 常见的毛坯种类 对形状较复杂的毛坯 一般可用铸造方法制造 目前大多数铸件采用砂型铸造 对尺寸精度要求较高的小型铸件 可采用特种铸造 如压力铸造 熔模铸造和离心铸造等 1 铸件 锻件的力学性能较好 常用于受力复杂的重要钢质零件 其中自由锻件的精度和生产率较低 主要用于小批生产和大型锻件的制造 模型锻造件的尺寸精度和生产率较高 主要用于产量较大的中小型锻件 2 锻件 2020 4 7 4 型材主要有板材 棒材 线材等 常用截面形状有圆形 方形 六角形和特殊截面形状 就其制造方法 又可分为热轧和冷拉两大类 热轧型材尺寸较大 精度较低 用于一般的机械零件 冷拉型材尺寸较小 精度较高 主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件 3 型材 焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制 其优点是制造简单 生产周期短 节省材料 减轻重量 但其抗振性较差 变形大 需经时效处理后才能进行机械加工 4 焊接件 2020 4 7 5 冲压件粉末冶金件冷挤压件塑料压制件 5 其它毛坯 2020 4 7 6 3 1毛坯选用的原则 3 1 1满足材料的工艺性能原则 1 材料为铸铁或青铜的零件只能选铸造毛坯 不能用锻造 2 钢质零件当形状不复杂 力学性能要求又不太高时 可选用型材或铸钢件 3 重要的钢质零件 为保证其力学性能 应选择锻造件毛坯 2020 4 7 7 3 1 2满足零件的使用性能原则 1 形状复杂的毛坯 一般采用铸造方法制造 薄壁零件不宜用砂型铸造 2 一般用途的阶梯轴 如各段直径相差不大 可选用圆棒料 如各段直径相差较大 为减少材料消耗和机械加工的劳动量 则宜采用锻造毛坯 3 尺寸大的零件一般选择自由锻或砂型铸造 4 中小型零件可考虑选择模锻件或铸造 1 零件的结构 形状和尺寸 2020 4 7 8 铸件的力学性能低于同材料的锻件 受力复杂或高速重载荷下工作的零件应选锻件 焊接件由于主要使用轧材或配合使用锻件或铸钢件装配焊接 内在质量也比较高 2 零件的内在质量 3 零件的工作条件 机床的床身和动力机械的缸体采用灰铸铁 因其抗振性好 轧钢机机架 模锻锤锤身受力很大且复杂 同时承受较大的拉 压和弯曲应力 有时还受冲击 对刚度和强度要求高 以防变形 采用铸钢件 2020 4 7 9 3 1 3经济性原则 3 1 4符合生产条件原则 考虑本企业的设备条件和毛坯制造水平 充分利用外协的作用 大量生产的零件应选择精度和生产率高的毛坯制造方法 用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿 如铸件采用金属模机器造型或精密铸造 锻件采用模锻 精锻 选用冷拉和冷轧型材 单件小批生产时应选择精度和生产率较低的毛坯制造方法 2020 4 7 10 3 2典型机械零件毛坯的选用 3 2 1轴 杆类零件毛坯的选择 轴杆类零件的轴向尺寸远大于径向尺寸 主要有各种实心轴 空心轴 直轴 曲轴 同心轴 偏心轴 管件和杆件等 主要作为传动零件 传递转矩 或受力零件 传递转矩和承受弯矩 2020 4 7 11 1 除光轴外 一般多为锻件毛坯 断面直径相差越大的阶梯轴或有异型断面或弯曲轴线的轴 采用锻件毛坯更有利 如发动机曲轴 连杆 汽车前梁等都采用锻件毛坯 2 对光轴 直径变化较小的轴和力学性能要求不高的轴 一般采用轧制圆钢作为毛坯进行机械加工制造 2020 4 7 12 3 对于锻造轴 受力较小时采用中碳钢 如30 50中碳钢 制造 承载较大时采用中碳合金钢 如40Cr 40CrNi等 制造并调质处理 受较大冲击且承受摩擦时采用渗氮钢 38CrMoAl等 制造且渗氮处理 或采用渗碳钢 如20Cr 20CrMnTi等 制造并渗碳 淬火处理 2020 4 7 13 5 对于一些大型构件 特殊性能要求的轴 杆类零件的毛坯等 还可采用锻造 焊接或铸造 焊接的工艺完成 例如万吨水压机的立柱毛坯 4 某些具有异形截面或弯曲轴线的轴 如凸轮轴 曲轴等 可采用铸钢 如ZG270 500等 在满足使用要求的前提下 也可采用球墨铸铁毛坯 如QT450 10等 以铁代钢 降低制造成本 2020 4 7 14 3 2 2盘 套类零件毛坯的选择 盘套类零件的轴向尺寸小于径向尺寸 或者两个方向的尺寸相差不大 例如 各种齿轮 带轮 飞轮 手轮 套环 法兰 联轴器 轴承环以及螺母 垫圈等 盘套类零件的用途和工作条件差异很大 故材料和成形方法也有很大的差别 2020 4 7 15 齿轮作为重要的机械传动零件 工作时齿面承受接触压应力和摩擦力 齿根承受弯曲应力 有时还要承受冲击力 以上应力都是交变载荷 受力情况 齿轮 故齿面须有较高的硬度和耐磨性 轮齿 根部 须有较高的强度和韧性 2020 4 7 16 1 受力小的仪表齿轮在大批生产时 可采用板料冲压和非铁合金压铸成形 也可用塑料注射成形 2 在低速且受力不大或在多粉尘工作环境下的齿轮 可用灰铸铁 如HT200 铸造成形 4 高速 重载齿轮常采用20CrMnTi 20CrMo等合金结构钢制造且齿部经渗碳 淬火处理 也可采用38CrMoAl等渗氮钢制造且齿部经渗氮处理 从而获得良好的内韧外硬的性能 3 低速 轻载齿轮常用45 50Mn2 40Cr等中碳结构钢 经正火或调质提高综合力学性能 2020 4 7 17 6 单件或小批量生产时 直径100mm以下的形状简单的小齿轮可用圆钢为毛坯直径大于400 500mm的大型齿轮 锻造比较困难 可用铸钢或球墨铸铁件为毛坯 在单件生产下 也可采用焊接方式制造大型齿轮的毛坯 5 大批量生产齿轮时可采用热轧或精密模锻的方法生产齿轮毛坯 以提高齿轮的力学性能 2020 4 7 18 3 2 3机架 箱体类零件毛坯的选择 机架 箱体类零件包括各种机械的床身 机身 机架 底座 支架 横梁 工作台 齿轮箱 箱盖 轴承座 阀体 泵体等 该类零件的特点是 1 形状不规则 结构较复杂 壁厚不均匀 2 质量从几千克到数十吨 工作条件相差很大 2020 4 7 19 1 一般基础件 如床身 底座 支架 工作台和箱体等 受力状况以承压为主 抗拉强度和塑性 韧性要求不高 但要求较好的刚度和减振性 有时还要求较好的耐磨性 故通常采用灰铸铁 如HT150 HT200等 铸造成形 2 受力复杂件 有些机械的机架