材料与成形工艺的选择

第13章材料和成型工艺选择、毛坯成型方法选择的合理性直接影响零件的质量、使用性能、成本和生产率。选择零件的材料后，还将大致确定相应的毛坯成型方法。本章内容，13.1材料和成型工艺选择原则13.2常用毛坯选择13.3常用零件的材料和成型方法，13.1材料和成型工艺选择原则，材料既满足零件的使用要求，又有助于在零件制造过程中以优良的工艺和经济性降低成本，提高生产率，材料和成型工艺的选择是全面分析、认真比较、全方位知识的综合应用过程。四个基本原则，使用性能原则流程性能良好原则经济合理原则充分满足环境保护原则、零件使用要求及相关特殊要求以零件材料的机械特性为主。将零件的结构、材料与选定的毛坯成型方法(即优秀的工艺方法)相匹配。最大限度地降低材料成本和零部件制造成本，提高经济效益和产品市场竞争力。无毒无害的材料代替有毒有害物质；尽可能回收和重复使用材料。减少材料成型工艺和废弃物对环境的污染。考虑现有生产条件原则：轻松、快速地制造高质量的产品，选择13.2常用毛坯，原则：考虑零件的结构，有助于简化工艺，满足毛坯的质量要求。一种，比较常用毛坯材料2，比较常用毛坯成型方法，一种，比较常用毛坯材料，1。铸造合金，1)灰铸铁：铸造性能好，但焊接性差，机械特性不好；常用于制造力量小的零件，尤其是底座、箱子、机床等压力零件。2)球铁：机械特性好，铸造性能略低，焊接性低。适用于制造力大、复杂、受冲击的零件，例如内燃机曲轴、连杆、齿轮和轧机轧辊。(1)铸铁：最常用。优秀的耐磨性，减振和低价格。3)可锻铸铁：机械性能、铸造特性和焊接性低，生产周期长。适合制造力更大、更复杂、更受冲击的薄壁零件(例如壳体、齿轮、摇臂和轴)；(2)铸钢：机械特性优于铸铁；低碳铸钢：焊接性好。适合制造能承受齿轮、机架等重型负载、复杂负载或冲击的零件；(3)铸造非铁合金：一般铸造铝合金和铸造铜合金的强度不太高，除al-si合金外，其他铸造性能较差，焊接性低，价格高。它具有良好的耐磨性、良好的耐腐蚀性和良好的耐热性，经常用于内燃机活塞、蜗轮和滑动轴承等零件，具有良好的耐热性、耐腐蚀性或导热性。2 .塑料成型用金属材料(1)低、中碳钢和低合金钢：低碳钢和强度水平低的低合金结构钢塑性成形性好，焊接性好，但强度低。中碳钢和强度高的土工合金结构钢具有良好的综合机械特性，热成型时塑性成形性好，但焊接性差。低碳钢适用于型材、板材和普通机械零件的制造。中碳钢适用于曲轴、齿轮和轴等重要机械零件的制造。(2)高碳钢和合金钢：强度高，塑性差，热成型时变形阻力大，锻造温度范围小，焊接性差。高碳钢和合金钢一般用于制造模具、轨距、锐化工具、弹簧、重要机械零件和耐磨损、耐腐蚀性等，其次比较常用毛坯成型方法，铸造：材料利用率高。适合制造各种尺寸的零件，尤其是具有复杂型腔的零件。锻造：产品的机械特性好。适用于制造力更大或更复杂的零件。冲压：材料利用率高，生产效率高，适用于制造轻、壁薄、刚性的零件和造型复杂的薄壳。焊接：可以实现高材料利用率、高生产率，适用于复杂形状或大型零部件的连接成型，或用于连接异种材料和修复零件。，13.3常用零件的材料和成型方法，零件毛坯的种类(形状、功能):一，轴杆零件2，盘套零件3，箱，支架零件，轴杆零件，盘套零件，箱，支架零件，一，轴杆零件，轻负载冲击大、摩擦时：由氮化钢(38CrMoA1等)制造并氮化处理。或者用渗碳钢(例如20CrMnTi、20Cr等)制造，然后渗碳、淬火。曲轴铸造时：铸钢(例如ZG270-500等)或球铁(例如Qt 450-10等)，光轴和直径小的阶梯轴：圆钢可以直接用作毛坯。重要部件必须伪造制造。直径大的阶梯轴：通常，锻造、轮廓截面轴和曲轴：锻造或铸造坯；2，盘套零件；齿轮：齿必须具有高强度和韧性，齿必须具有高刚度和耐磨性。可以用低速、轻型齿轮用45、50Mn2、40Cr钢、圆钢冲裁或自由锻造、模锻等成型。即使要求不高，也可以用灰铸铁、球墨铸铁等材料铸造成型。高速、中程齿轮通常由20CrMnTi、20CrMo钢制造，齿可以用氮钢(例如渗碳、淬火或38CrMoAl)制造，齿可以用质量处理。直径大于500mm的大型齿轮经常使用自由锻造、铸造和焊接等成型方法。皮带轮、飞轮等：通常可以用灰铸铁、球墨铸铁等材料铸造，也可以用Q235、Q235等低碳钢轮廓焊接成型。第三，箱子、支架零件、结构更复杂，形状一般不规则，内室，壁厚不均。一般标准：主要对支撑力、抗拉强度和塑性、韧性要求不高，但刚度和减振效果要好，有时耐磨性要好。一般使用HT150、HT200等灰铸铁铸造，力复杂的零件需要高综合机械特性，经常使用ZG 200-400等铸钢的铸造成型，经常使用铸造-焊接、铸造-螺纹连接结构以简化工艺。在单一、小型批量生产中，还可以使用钢焊接结构降低制造成本。通常铸造铝合金(ZL105、ZL105A等)，例如航空发动机气缸体、气缸盖和曲轴箱；4，机械零件毛坯选择示例；箱子和盖子：灰铸铁铸造、碳素结构钢轮廓和薄板焊接；齿轮和轴：中碳钢(例如45钢)GCr15钢等轴承钢的内部和夹克环由滚动环制成。球还使用螺旋坡度轧制的轴承轴承。凯奇冲压成型了低碳钢(如08钢)薄板。螺栓和螺母：螺栓和螺母通常使用碳结构钢(如Q235)通过镦挤或挤压成型，螺纹经常通过搓纸或攻丝