毛坯選擇 (4)

1、設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)草圖選材、確定零件尺寸選材、確定零件尺寸對零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析及對零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析及對材料進(jìn)行工藝性能分析對材料進(jìn)行工藝性能分析根據(jù)零件的材料、尺寸、構(gòu)形及批量等，根據(jù)零件的材料、尺寸、構(gòu)形及批量等，選擇零件的成形工藝選擇零件的成形工藝對成形工藝及選材進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析比較，對成形工藝及選材進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析比較，并最后選定具體的成形工藝并最后選定具體的成形工藝工藝設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)制造制造檢驗(yàn)檢驗(yàn)零件設(shè)計(jì)零件設(shè)計(jì)加工工藝選則加工工藝選則零件設(shè)計(jì)及制造程序零件設(shè)計(jì)及制造程序第一節(jié) 機(jī)械零件材料和毛坯的選擇一、零件毛坯類型及其制造方法比較1.零件毛坯類型（1）型材（2）鍛件

2、:用于受重載、動載及復(fù)雜載荷的重要零件，一般 采用低、中碳鋼和合金鋼。（3）鑄件: 用于受力不大或以承壓為主的形狀復(fù)雜零件。（4）沖壓件: 用于形狀復(fù)雜、批量較大的板料零件。（5）焊接件:可連接各種結(jié)構(gòu)件，尺寸形狀不受太大限制。（6）冷擠壓件：用于加工形狀簡單、尺寸小、批量較大的 零件或半成品。（7）粉末冶金件2.常用零件毛坯制造方法的比較比較內(nèi)容鑄造鍛造沖壓焊接成形原理液態(tài)成形固態(tài)下塑性成形借助于原子間的擴(kuò)散和結(jié)合作用形成接頭對原材料工藝性能的要求流動性好、收縮率低塑性好、變形抗力小焊接性能好一般制品材料鑄鐵、中碳鑄鋼、有色金屬中碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼低碳鋼和有色金屬薄板低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼制品金

3、屬組織特點(diǎn)晶粒粗大、疏松晶粒細(xì)小、致密組織基本不變根據(jù)焊接方法不同，組織各異制品力學(xué)性能特征鑄鐵件力學(xué)性能差，鑄鋼件力學(xué)性能好比相同成分的鑄鋼件性能好強(qiáng)度硬度提高，結(jié)構(gòu)剛度好接頭的力學(xué)性能可達(dá)到或超過母材的性能零件的結(jié)構(gòu)特征形狀復(fù)雜形狀較鑄件簡單輕巧、形狀較復(fù)雜尺寸形狀一般不受限制，結(jié)構(gòu)輕便材料利用率高低較高較高生產(chǎn)周期長模鍛長、自由鍛短長短生產(chǎn)成本較低較高批量越大成本越低較高主要使用范圍鑄鐵件用于受力不大或承壓為主的零件，或要求有減震、耐磨性能的零件，鑄鋼件用于承受重載而形狀復(fù)雜的大中型零件用于承受重載、動載及復(fù)雜載荷的重要零件用于以薄板成形的各種零件用于制造各種金屬結(jié)構(gòu)件，部分用于制造零件

4、的毛坯及修復(fù)廢舊零件 第二節(jié) 選擇毛坯類型的原則和依據(jù) 毛坯的選擇包括毛坯的材料、類型以及具體的制造方法。毛坯材料（零件材料）和毛坯類型的選擇是密切相關(guān)的，因?yàn)椴煌牟牧暇哂型耆煌墓に囆阅堋Ｒ?、零件的使用性能及質(zhì)量要求1.零件使用性能的要求 毛坯的選擇和制造方法上首先必須滿足其使用性能的要求例：齒輪，用途不同、實(shí)際工作條件不同，其毛坯的材料、 類別和制造方法也不同。（1）機(jī)床齒輪工作條件：具有良好的潤滑，工作時齒面上承受很大的接觸應(yīng)力和摩擦力，要求齒面具有高硬度和高耐磨性；齒根部分承受較大的彎曲應(yīng)力并具有重復(fù)、交變性質(zhì)，要求材料具有較高的疲勞強(qiáng)度極限；齒輪在工作時還會受到?jīng)_擊、振動，要求材

5、料具有足夠的強(qiáng)度和韌性?？傊?，齒輪工作時的受力情況比較復(fù)雜，要求材料具有良好的綜合力學(xué)性能。 選材：中碳鋼及中碳合金鋼，45鋼、40Cr鋼毛坯：鍛件熱處理：整體正火或調(diào)質(zhì)處理齒面高頻淬火（2）汽車齒輪工作條件：比機(jī)床齒輪差得多，在惡劣的路面上行駛及緊急剎車時輪齒要承受沖擊載荷，要求輪齒材料具有更好的塑性、韌性。材料：合金滲碳鋼20CrMnTi、20MnMo等毛坯：鍛件熱處理：滲碳淬火（3）低速機(jī)械齒輪工作條件：開式多粉塵環(huán)境下工作，受力不大。材料：鑄鐵毛坯：鑄造2.零件質(zhì)量的要求二、材料的工藝性能三、選材的經(jīng)濟(jì)性：考慮功能成本四、生產(chǎn)條件 第三節(jié) 常用零件毛坯成形方法的選用一、軸桿類零件 直軸

6、：45鋼、鍛造毛坯、調(diào)質(zhì)處理軸頸表面淬火 曲軸：球鐵、鑄造毛坯 受力較小的直軸：型材、機(jī)加工二、餅塊及盤套類零件 齒輪 一般齒輪：中碳鋼及中碳合金鋼、鍛造毛坯、調(diào)質(zhì)處理 重載齒輪：20CrMnTi、20Cr等，滲碳淬火 中小型齒輪：鍛件毛坯，大批量生產(chǎn)時采用熱軋齒輪 單件小批生產(chǎn)，直徑小于100mm的齒輪：圓鋼機(jī)加工 結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型齒輪，直徑大于400mm時：鑄鋼或球鐵，鑄造毛坯 單件小批生產(chǎn)大型齒輪：焊接毛坯 低速運(yùn)轉(zhuǎn)受力不大或多粉塵下工作的開式齒輪：灰鐵，鑄造毛坯帶輪、飛輪、手輪和墊塊 受力不大，以承壓為主 HT150、HT200，鑄造毛坯 單件小批生產(chǎn)：低碳鋼焊接件發(fā)蘭、套環(huán)、墊圈等 根

7、據(jù)受力情況及形狀、尺寸等，可分別采用鑄鐵件、鍛鋼件或圓鋼為毛坯；厚度較小者在單件或小批生產(chǎn)時，也可直接用鋼板下料。各種模具 采用合金鋼，鍛造毛坯三、機(jī)架、箱體類零件 指機(jī)身、底座、支架、橫梁、工作臺、齒 輪箱、軸承座、閥體、泵體等一般：鑄件毛坯單件小批生產(chǎn)、急需時：可用焊接件第四節(jié) 毛坯選擇應(yīng)用舉例一、承壓油缸毛坯1.技術(shù)要求 材料45鋼，工作壓力1.5MPa,要求水壓試驗(yàn)壓力為3MPa，批量200件/年。圖樣規(guī)定內(nèi)孔及發(fā)蘭結(jié)合面為加工面，不允許有任何缺陷，其余外圓部分不加工。2.成形工藝方案選擇及比較（1）用圓鋼車削加工 特點(diǎn)：可全部通過水壓試驗(yàn)；內(nèi)外表面加工余量大，切削加工費(fèi)用高， 材料利

8、用率低。（2）砂型鑄造平澆，發(fā)蘭頂部安置冒口。 特點(diǎn)：工藝簡單，內(nèi)孔鑄出，加工量少；發(fā)蘭與缸壁交接處補(bǔ)縮不好， 水壓試驗(yàn)合格率低，內(nèi)孔品質(zhì)不好，水壓試驗(yàn)合格率低，冒口浪 費(fèi)鋼液。立澆，上部用冒口，下部發(fā)蘭端部用冷鐵。 特點(diǎn)：縮松問題有所改善，內(nèi)孔品質(zhì)較好；不能全部通過水壓試驗(yàn)。（3）平鍛機(jī)上鍛造 特點(diǎn)：能全部通過水壓試驗(yàn)，能鍛出通孔及發(fā)蘭，鍛件精度高，加工余 量少；平鍛機(jī)昂貴，工藝準(zhǔn)備時間長，批量太小時不合適。（4）模鍛件 工件立放 特點(diǎn)：可通過水壓試驗(yàn)，能鍛出孔；設(shè)備昂貴、模具成本高，不能鍛 出發(fā)蘭，外圓面加工余量大 工件臥放 特點(diǎn)：可通過水壓試驗(yàn)，能鍛出發(fā)蘭；設(shè)備昂貴、模具成本高，鍛不 出

9、內(nèi)孔，內(nèi)孔的加工余量大。（5）胎模鍛 工藝：在空氣錘上先鐓粗、沖孔、在心軸上拔長，然后在胎模內(nèi)鍛出發(fā)蘭。 特點(diǎn)：能全部通過水壓試驗(yàn)，可鍛出發(fā)蘭及通孔，加工余量小，設(shè)備與 模具成本不高；生產(chǎn)率比錘上模鍛低，非加工表面上有皮縫。（6）焊接件 工藝：用無縫鋼管，兩端焊上發(fā)蘭。 特點(diǎn)：材料最省，工藝準(zhǔn)備時間短，不需要特殊設(shè)備，能全部通過水壓 試驗(yàn)；不易獲得此規(guī)格的無縫鋼管。 結(jié)論：結(jié)合生產(chǎn)批量與現(xiàn)實(shí)可能性考慮，以胎模鍛最合理。二、螺旋起重器1.托杯 直接支撐重物，承受壓應(yīng)力，且具有凹槽和內(nèi)腔，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜；宜選用HT200材料，鑄件毛坯。2.手柄 工作時承受彎曲應(yīng)力，受力不大且結(jié)構(gòu)形狀較簡單；選Q235圓鋼，機(jī)加工。3.螺母 工作時沿軸線方向承受壓力，承受彎