机械零件毛坯的选择与维护

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,优质结构圆型钢锻造成形,.,质量好,.,综合机械性能高若批量生产,.,工艺简单,.,节约材料,.,成本低,.,但生产效率低。,D,方案选用,40,钢无缝钢管和法兰盘焊接加工而成,.,工艺简便,.,节约材料,.,质量好,.,生产效率高,.,适合各种生产批量。但大直径的比较少,.,价格高。,通过分析首选,D,方案,.,再选,C,方案,.,上一页,返回,表,5,一,1,常用材料的相对价格,返回,