金属工艺三级项目

1、偏心轴的制作与加工指导教师：胡指导教师：胡 怡怡 刘利刚刘利刚组组内成员内成员：俞海坤：俞海坤 屈永豪屈永豪 焦佳旺焦佳旺 李佳旺李佳旺 张富张富金属工艺三级项目燕山大学目录目录演演讲讲内内容容零件的整体概述及分析零件的整体概述及分析毛坯的获取与制造毛坯的获取与制造机械加工工艺流程机械加工工艺流程燕山大学金属工艺金属工艺热处理工艺热处理工艺参考参考文献与成员感想文献与成员感想零件的整体概述及分析零件的整体概述及分析金属工艺金属工艺燕山大学该该零件为偏心轴，由零件为偏心轴，由40Cr制成，外圆直径从左至右依次为制成，外圆直径从左至右依次为40、45、52、68、60。左侧属于阶梯轴，右侧有一个直

2、径为。左侧属于阶梯轴，右侧有一个直径为35的偏心轴，在的偏心轴，在40、45的轴上分别有一个键槽。在左侧有两个中心对称的孔，在偏心轴的轴上分别有一个键槽。在左侧有两个中心对称的孔，在偏心轴上有一个中心孔。在零件左端外圆面需要安装轴承，因此零件对精度和配合上有一个中心孔。在零件左端外圆面需要安装轴承，因此零件对精度和配合的要求很高，对表面粗糙度的要求较高。由于该轴大部分表面为回转表面，的要求很高，对表面粗糙度的要求较高。由于该轴大部分表面为回转表面，应以车削加工为主。又因为表面粗糙度应以车削加工为主。又因为表面粗糙度Ra值大部分为值大部分为1.6，所以不需要磨削，所以不需要磨削加工。加工。金属工

3、艺金属工艺燕山大学毛坯的获取与制造毛坯的获取与制造毛坯的获毛坯的获取取下料下料铸造铸造锻造锻造下料：截取合适的圆轴，直接进行机加工。采用圆钢材，其优势下料：截取合适的圆轴，直接进行机加工。采用圆钢材，其优势是原材料选取方便，且加工简单，效率较高。是原材料选取方便，且加工简单，效率较高。铸造：铸造整个偏心轴，再进行机加工。采用铸件，其优势是工铸造：铸造整个偏心轴，再进行机加工。采用铸件，其优势是工艺简单，易成型。艺简单，易成型。锻造：铸造一个普通轴锻造：铸造一个普通轴,在锻造出偏心轴在锻造出偏心轴,再进行机加工。采用锻造，再进行机加工。采用锻造，其优势是通过压肩和拔长，能使轴具有良好的锻造流线，

4、使其轴向方其优势是通过压肩和拔长，能使轴具有良好的锻造流线，使其轴向方向不易被切断，而且节约了原材料，也减少了机加工的时间。向不易被切断，而且节约了原材料，也减少了机加工的时间。下料法下料法燕山大学金属工艺金属工艺根据零件的尺寸计算坯料的直径及长度：偏心轴最大直根据零件的尺寸计算坯料的直径及长度：偏心轴最大直径为径为68mm，总长为，总长为395mm，故所选圆钢的直径应该略，故所选圆钢的直径应该略大于偏心轴的最大直径，长应略大于其总长，经查表可大于偏心轴的最大直径，长应略大于其总长，经查表可选取直径为选取直径为70mm的圆钢，截取长度为的圆钢，截取长度为400mm的圆钢为的圆钢为坯料。坯料。铸

5、造法铸造法燕山大学金属工艺金属工艺1.工艺分析工艺分析2.选择造型方法选择造型方法3.选择浇注位置和分型面选择浇注位置和分型面4.确定加工余量确定加工余量5.确定线收缩率确定线收缩率6.绘制铸造工艺图绘制铸造工艺图铸造法铸造法工艺分析工艺分析燕山大学金属工艺金属工艺该零件为该零件为偏心轴偏心轴，由，由40号铬制成，偏心轴的外圆直径分别为号铬制成，偏心轴的外圆直径分别为35的圆柱体的圆柱体A,60的圆柱体的圆柱体B（圆柱体（圆柱体A与圆柱体与圆柱体B轴偏距轴偏距为为12），），68的圆柱体的圆柱体C，52的圆柱体的圆柱体D,45的圆柱体的圆柱体E，40的圆柱体的圆柱体F，属于偏心轴，圆柱体，属于

6、偏心轴，圆柱体E、F上有键槽，左、上有键槽，左、右两端面各有一个螺孔，且只需制造一个零件。两侧的小孔右两端面各有一个螺孔，且只需制造一个零件。两侧的小孔和键槽不予铸出。和键槽不予铸出。选择造型方法选择造型方法由于毛坯为对称性铸件，因此采用由于毛坯为对称性铸件，因此采用分模造型分模造型的方法；铸钢温的方法；铸钢温度高，浇注温度高达度高，浇注温度高达1200，为防止粘砂，应采用耐火温度，为防止粘砂，应采用耐火温度高的石英砂，并在铸型表面涂刷耐火材料。高的石英砂，并在铸型表面涂刷耐火材料。铸造法铸造法选择浇注位置和分型面选择浇注位置和分型面燕山大学金属工艺金属工艺浇注时毛坯轴线呈水平位置，沿轴线水平

7、分型，这样铸出的铸浇注时毛坯轴线呈水平位置，沿轴线水平分型，这样铸出的铸件质量好。件质量好。铸造法铸造法确定线收缩率确定线收缩率燕山大学金属工艺金属工艺为补偿铸件收缩，需要在模样上增大尺寸，对于铸钢、小型铸为补偿铸件收缩，需要在模样上增大尺寸，对于铸钢、小型铸件，查表得线收缩率为件，查表得线收缩率为1.6%。铸造法铸造法绘制铸造工艺图绘制铸造工艺图燕山大学金属工艺金属工艺锻造法锻造法燕山大学金属工艺金属工艺 1、计算坯料质量及尺寸、计算坯料质量及尺寸2、绘制锻件图、绘制锻件图3、选择锻造设备、选择锻造设备4、确定锻造温度范围、确定锻造温度范围锻造法锻造法燕山大学金属工艺金属工艺计算坯料质量及尺

8、寸计算坯料质量及尺寸坯料的质量可按下式计算：坯料的质量可按下式计算：G坯坯=G锻锻+G损损=G锻锻+G烧烧+G切切式中，式中，G坯坯坯料的质量，坯料的质量，kg；G锻锻锻件的质量，锻件的质量，kg；G损损坯料加热和锻造过程中的损耗量，包括坯料加工时的烧损量和坯料加热和锻造过程中的损耗量，包括坯料加工时的烧损量和修切端部的料头损耗。修切端部的料头损耗。烧损量：锻造用煤气炉进行加热，煤气炉烧损量：锻造用煤气炉进行加热，煤气炉=1.5%2.5%G烧烧=G锻锻料头损耗：此锻件为圆形截面，料头损耗：此锻件为圆形截面，G切切=(1.51.8)D13D13切头部分直径（切头部分直径（dm）通过查阅书籍，轴类

9、锻件坯料截面积应满足规定的锻造比要求，即通过查阅书籍，轴类锻件坯料截面积应满足规定的锻造比要求，即F坯坯y，取取y=1.2，经过计算确定坯料的实际直径为，经过计算确定坯料的实际直径为84.35mm，因此选取直径为，因此选取直径为85mm的圆钢；因为圆钢的密度为的圆钢；因为圆钢的密度为7.58 g /cm3，经计算得实际长度为，经计算得实际长度为209mm。即取一根直径为即取一根直径为85mm，长度为，长度为209mm的圆钢。的圆钢。加工余量：该件总长加工余量：该件总长395mm，最大直径为，最大直径为40-68mm，40Cr轴类锻件，精度轴类锻件，精度选选F级，查表得加工余量及公差为级，查表得

10、加工余量及公差为93mm。锻造法锻造法燕山大学金属工艺金属工艺绘制锻件图绘制锻件图锻造法锻造法燕山大学金属工艺金属工艺选定锻造设备选定锻造设备选定锻造设备的依据是锻件材料、尺寸和质量，同时还要适当的选定锻造设备的依据是锻件材料、尺寸和质量，同时还要适当的考虑车间有没有设备条件。若设备吨位太小，锻件内部锻不透，考虑车间有没有设备条件。若设备吨位太小，锻件内部锻不透，生产效率也低，反则造成设备和动力浪费，且操作不便也不安全，生产效率也低，反则造成设备和动力浪费，且操作不便也不安全，锻造设备的选定通常按照查表法或经验类比法等确定。锻造设备的选定通常按照查表法或经验类比法等确定。此锻件为轴类料综合考虑

11、，加工此锻件应选用此锻件为轴类料综合考虑，加工此锻件应选用空气锤空气锤。锻造法锻造法燕山大学金属工艺金属工艺确定锻造温度范围确定锻造温度范围锻造温度应量选宽一些，减少锻造火次，提高生产率，加热锻造温度应量选宽一些，减少锻造火次，提高生产率，加热的始锻温度一般取因相线一下的始锻温度一般取因相线一下100200摄氏度，以保证金属不摄氏度，以保证金属不发生过热和过烧，终锻温度一般高于金属的再结晶温度还与发生过热和过烧，终锻温度一般高于金属的再结晶温度还与变形程度有关，变形程度较小时，终锻温度可稍低于规定温变形程度有关，变形程度较小时，终锻温度可稍低于规定温度。度。该件为该件为40Cr含碳量为含碳量为

12、0.4，所以查表可知，所以查表可知始锻温度为始锻温度为1200摄摄氏度，终端温度为氏度，终端温度为800摄氏度。摄氏度。零件机械加工工艺流程零件机械加工工艺流程燕山大学金属工艺金属工艺零件的机加工工艺性分析零件的机加工工艺性分析根据零件图可知，它是两端带有根据零件图可知，它是两端带有键槽的零件，而且在零件左端外键槽的零件，而且在零件左端外圆面需要安装轴承，此零件对精圆面需要安装轴承，此零件对精度和配合的要求很高，对表面粗度和配合的要求很高，对表面粗糙度的要求较高。糙度的要求较高。零件机械加工工艺流程零件机械加工工艺流程燕山大学金属工艺金属工艺需要加工的表面：需要加工的表面：(1)40外圆面外圆

13、面长度长度119Ra1.6(2)45外圆面外圆面长度长度85Ra1.6(3)52外圆面外圆面长度长度88Ra1.6(4)68外圆面外圆面长度长度10Ra1.6(5)60外圆面外圆面长度长度48Ra1.6(6)35外圆面外圆面长度长度45Ra1.6(7)键槽键槽宽宽12长长65深深5Ra6.3(8)键槽键槽宽宽12长长80深深5Ra6.3(9)两端倒角两端倒角45Ra12.5(10)圆角圆角R2两处两处(11)三个孔三个孔直径直径3深度深度8.3未标注面的粗糙度为未标注面的粗糙度为Ra25零件机械加工工艺流程零件机械加工工艺流程燕山大学金属工艺金属工艺热热处理工艺处理工艺燕山大学金属工艺金属工艺

14、因为轴类零件是机器中最重要零件之一，主要用来支承传动零件并传递运因为轴类零件是机器中最重要零件之一，主要用来支承传动零件并传递运动和动力，其质量好坏直接影响机器的精度和寿命，因此要求其要有良好动和动力，其质量好坏直接影响机器的精度和寿命，因此要求其要有良好的综合力学性能，高的疲劳强度和良好的耐磨性，所以在机加工工序之后的综合力学性能，高的疲劳强度和良好的耐磨性，所以在机加工工序之后要进行表面热处理，即要进行表面热处理，即表面淬火及低温回火。表面淬火及低温回火。表面淬火需要将工件表面快速加热到淬火温度（大约表面淬火需要将工件表面快速加热到淬火温度（大约800），然后迅速冷），然后迅速冷却，使工件

15、表面具有更好的硬度和疲劳强度。却，使工件表面具有更好的硬度和疲劳强度。低温回火是指将工件加热到低温回火是指将工件加热到150250之间，降低应力和脆性，获得回火马之间，降低应力和脆性，获得回火马氏体组织，使工件具有较高的硬度、强度和耐磨性。氏体组织，使工件具有较高的硬度、强度和耐磨性。参考文献参考文献燕山大学金属工艺金属工艺贾春玉贾春玉.画法几何与机械制图（第画法几何与机械制图（第3版）版）燕山大学工程图学部燕山大学工程图学部傅水根傅水根.机械制造工艺基础机械制造工艺基础.北京北京:清华大学出版社清华大学出版社严绍华严绍华.材料成型工艺基础材料成型工艺基础.北京北京:清华大学出版社清华大学出版社蔡耀辉蔡耀辉.实用机械设计手册：机械工业出版社实用机械设计手册：机械工业出版社蔡兰蔡兰.机械零件工艺性手册：机械工业出版社机械零件工艺性手册：机械工业出版社成员感想成员感