机械零件毛坯的选择PPT课件

1、机械制造基础，2，5章机械零件坯料的选择，3，5.1坯料的选择原则满足5.1.1材料工艺性能要求的零件材料的选择与坯料的选择密切相关，零件材料的工艺性能直接影响坯料生产方法的选择。 根据加工技术的方法，金属材料分为铸造合金和冲压加工合金两种。 4、各种材料与坯料生产方法的关系表、5、5、5,5.1.2符合零件使用要求的机械产品由几个零件组成，保证零件使用要求是保证产品使用要求的基础。 因此，空白的选择必须首先保证满足部件使用性能的要求。 部件使用要求主要包括对部件动作条件(通常受到部件力的状况、作业环境和接触介质等)的部件结构形状和尺寸的部件性能要求。 6、(1)结构形状和尺寸要求机械零件根据使用功能的不同，结构形状和尺寸大多不同，各种坯料的制造方法对零件结构形状和尺寸的适应力也不同。 因此，在选择毛坯时，必须仔细分析零件的结构形状和尺寸特征，并选择相应的毛坯制造方法。 对于结构形状复杂的中小零件，请选择铸件材料。 对于可以选择砂型铸造、金属型铸造或熔融型铸造等的结构形状复杂且轮廓尺寸小的部件，优选选择熔融铸造。 对于结构形状复杂、要求耐冲击性、耐疲劳强度的中小型部件，优选选择成型品坯料，对于结构形状非常复杂、轮廓尺寸大的大型部件，优选选择组合坯料。7、(2)对力学性能要求较高，特别是工作中受到冲击和交变负荷的部件，为了提高对冲击和疲劳破坏的抵抗力，需要采用锻造原材料，例如机床、汽车的传动轴和齿轮等其他方面的原因，但部件的金相组织致密， 对于负荷能力强的部件，必须选择符合相应要求的铸造方法，如压力铸造、金属模铸造、离心铸造等。 8、(3)表面质量要求为了降低生产成本，现代机械产品上的非配合表面倾向于尽量不加工，即实现少、无切屑加工。 在尺寸小的有色金属的情况下，对于希望选择金属型铸造、压力铸造、精密型锻造的尺寸小的钢铁材料，优选选择熔融铸造(铸造钢材)或精密型锻造(结构钢材)。 9、(4)对于具有特定特殊要求的部件，其他要求必须结合材料和生产方法来满足这些要求。 如部件材料为钢材，则应选用型材(如液压缸常采用无缝钢管)。 在部件的材料为铸铁的情况下，对于利用希望选择离心铸造(内燃机的缸套、其材料为QT600-2、坯料为离心铸造铸造物)的自动机床加工的中小部件，要求坯料的精度高，因此需要冷拔型材(例如小型轴承的内外圈是利用自动车床加工而成的. 10、5.1.3要求降低生产成本，必须降低空白生产成本，在选择空白时，必须认真分析零部件的使用要求和使用材料的价格、结构性、生产批量等各个方面的情况。 首先，根据零件的材料选择和使用要求决定坯料的种类，根据零件的结构形状、尺寸和坯料生产的结构技术性和生产批量决定具体的制造方法，必要时可以根据相关的步骤修改原始设计，降低坯料生产成本。11、(1)生产批量小的库存在生产批量小的情况下，库存生产效率不是主要问题，材料利用率矛盾也不太明显。 在这种情况下，主要需要考虑的是减少设备、模具等的投资，即使用价格比学校便宜的设备和模具，降低生产成本。 例如，型材、砂型铸造材料、自由锻造材料、模锻材料、焊接结构材料等作为坯料使用。. 12、(2)生产批量大时空选产批量大时，提高生产效率和材料利用率，降低不良率，对降低空白单体生产成本具有明显的经济意义。 因此，必须采用较先进的空白制造方法生产空白。 此时的设备成本高，尽管投资费用高，但分配给单一空白的成本低。 同时，通过减少工时消耗、材料消耗和后续加工费用，减少空白不良率，有效降低空白生产成本。 13、5.1.4生产条件的满足，是兼顾零部件使用要求和生产成本两方面的原则，在选择空白的时候，必须与本公司的具体生产条件相结合。 外国订购的价格低于我们的生产成本，能够满足交货期要求的，应向外国订购，降低成本。 14，还认真分析了现代面料生产的先进技术和发展趋势，在不背离我国国情和地道实际前提下，尽量采用先进面料生产技术的产品在使用性能和成本方面对毛坯生产的要求我们目前的面料生产能力状况包括生产设备、技术能力(包括工程技术人员和技术工人)、现场等情况。 无论、15、还是，空白的选择应该在保证空白的质量的基础上，实现高效、低成本、制造周期短的空白的生产方法的选择。 选择空白制造方法的考虑事项如图所示。 16、坯料制造方法的选择、17、5.2典型零件材料和工序5.2.1轴棒类零件坯料的选择，轴棒类零件是机械产品中支承动力传递零件、承受载荷、传递转矩和动力的典型零件，其特征在于轴向(纵向)尺寸远大于径向(横向)尺寸。 包括各种传动轴、机床主轴、螺杆、螺杆、曲轴、偏心轴、凸轮轴、齿轮轴、连杆、摇臂、螺栓、销等。 18、(1)轴棒类零件毛坯轴类零件中最常用的毛坯是型材和锻造品，在某些大型、结构形状复杂的轴上也可以使用铸件和焊接结构材料。 有光滑或阶梯差，但直径差小的一般轴有常用作原材料的型材(热轧或冷轧钢)。 在直径差较大的阶梯轴和承受冲击载荷和交变应力的重要轴上，采用锻造品作为坯料。 生产批量小时，必须采用自由锻件的生产批量大时，必须采用模锻件。 对于结构形状复杂的大型轴类零件，其坯料可以铸造砂型铸件、焊接结构件或焊接结构坯料。19、(2)轴棒类零件的材料常用的轴材料是优质的碳结构钢，例如35钢、40钢、45钢、65Mn钢等，其中使用最多的是45钢的合金钢，例如20Cr、40Cr、40CrNi、20CrMnTi、40MnB等Q235、Q275 除了上述碳钢和合金钢以外，近年来，作为轴的材料，特别是曲轴的材料，采用球墨铸铁和高强度灰铸铁的情况越来越多。20、(3)应用实例、1 )减速机传动轴、动作负荷的基本平衡、材料45钢、少量生产。 该轴在工作中不承受冲击载荷，工作性质一般，各步骤的轴径大不相同，因此可采用热轧圆钢作为原材料。 下降尺寸为45220。 减速机传动轴的加工路径为：热轧棒材下料一粗加工一调质处理一精磨、21、2 )磨床砂轮主轴“生产批次中等。 砂轮主轴主要用于动力传递。 该部件精度高，在工作中受到弯曲、扭曲、冲击等负荷，要求较高的强度。 选择65Mn，采用模锻件。 砂轮主轴的加工途径为：下料-锻造-退火-粗加工-调质处理-精加工-表面淬火-粗磨-低温人工时效-精加工，22、退火的目的是消除锻造应力和组织的不均匀性，降低硬度，改善加工性。 调质处理是为了提高心轴的综合性能，满足心部的强度要求，同时在表面淬火时得到均匀的硬化层。图11.3.3磨床主轴的概略图的表面淬火是为了在轴颈和外圆锥部分得到高硬度，提高耐磨损性。 人工时效的作用是进一步稳定淬火层的组织，消除磨削应力，减少主轴的变形。23、5.2.2碟形组件的空白选择碟形组件是指直径尺寸大、长度尺寸相对小的旋转体零件(一般长度与直径之比小于1 )。 此类零件包括各种齿轮、滑轮、飞轮、联轴器、轴环、轴承、端盖和螺母、垫圈等。 盘类零件根据用途的不同使用材料也不同，空白的生产方法也很多。 如图所示。24、(1)皮带轮的空白选择皮带轮通过中间挠性部件(各种皮带)传递运动和动力，一般载荷比较平稳。 由于中小带轮大多由HT150制造，因此其坯料一般采用砂型铸造，在生产批量小的情况下通过手工成型的生产批量大的情况下，在能够采用机械成型的结构尺寸大的带轮中，能够为了轻量化而采用钢板焊接坯料。25、(2)链轮的毛坯选择链轮通过链条作为中间挠性部件传递动力和运动，对其作业中的载荷有一定的冲击，链条齿磨损快。 链轮的材料多使用钢材，最常用的毛坯是锻件。 在单件少量生产的情况下，在采用自由锻造的生产批量大的情况下，使用模锻的新产品的试制或修补零件也能够使用型材的齿数为50以上的从动链轮也能够采用HT150以上的强度的铸铁，其坯料能够采用砂型铸造，造型方法取决于生产批量。 26、(3)圆柱齿轮的空白选择齿轮的空白选择取决于齿轮的选择材料、结构形状、尺寸大小、使用条件以及生产批量等因素。 钢制齿轮尺寸小，性能要求不高时，可直接采用热轧材料，其他一般采用锻造材料。 生产批量小或尺寸大的齿轮采用自由锻造，生产批量大的中小尺寸齿轮采用模锻。 直径较大、结构复杂、难锻造的齿轮采用铸钢坯料或焊接组合坯料。27、(4)应用实例、1 )机床齿轮材料一般由于机床齿轮载荷小、运动平稳、工作条件好，对齿轮耐磨性和冲击韧性要求不高，一般可用中碳钢制造。 为提高淬透性，还可选择中碳合金钢，经高频淬火，基本满足机床工作条件。图为C620-1车床主轴箱iii轴上的三联滑齿轮的示意图，该齿轮载荷小，运动平稳，可用中碳钢制造。 但考虑到整个齿轮较厚，采用中碳钢难以淬火，最好采用中碳合金钢，如采用40Cr在高频表面淬火。 其加工工序为：下料-锻造-正火-粗加工-调质-半精加工-齿轮高频淬火和回火-精加工，28，正火处理为锻造齿轮坯料必备的热处理工序，消除锻造压力，使组织均匀，改善切削加工性。 在普通齿轮中，正火也可作为高频淬火前的最终热处理工序。 调质处理可以使齿轮获得较高的综合力学性能，齿轮可以承受较大的弯曲应力和冲击力，减少淬火变形。 高频淬火和低温回火提高了齿轮表面的硬度和耐磨性，使齿轮表面产生压缩应力，提高了抗疲劳破坏的能力。 低温回火可消除淬火应力，有利于防止磨削裂纹的产生和提高耐冲击性。29、2 )装载汽车变速齿轮的分选汽车变速器中的齿轮主要调节发动机曲轴和主轴凸轮的转速比，改变汽车的运转速度，其工作重，因此疲劳极限、耐磨损性及耐冲击作用等性能高于机床的齿轮。 因此，变速齿轮材料多采用合金渗碳钢。图为解放品牌汽车变速齿轮，采用20CrMnTi钢，具有较高的力学性能，渗碳淬火处理和低温回火后的表面硬度为5862HRC，心部硬度为3045HRC，该钢仍具有良好的技术性能，对大量生产至关重要。 20CrMnTi钢经锻造和火化后，切削加工性能尚好，但热处理技术性能好，如淬火性好、过热倾向小、渗碳速度快、淬火变形小等。 具体加工工序如下：下料-模锻-正火-机械粗糙、半精加工(内孔和端面的剩馀量) -渗碳(孔的防渗透)淬火-低温回火-喷丸-花键孔-珩磨(或磨削)齿、30、正火均匀微细化组织，消除锻造应力，获得良好的切削加工性能。 渗碳、淬火、低温回火使齿面具有较高的硬度和耐磨性，因此心部能得到低碳马氏体组织，具有较高的强度和充分的韧性。 喷丸硬化是一种强化手段，有助于进一步增大零件渗碳表层的压应力，提高疲劳强度，同时还可以去除水垢。 31、5.2.3箱体机架类零件的空选箱体机架类零件是机械的基础零件，其加工质量直接影响机械的