第四毛坯的選擇與質(zhì)量檢測ppt課件

1、第四章毛坯的選擇與質(zhì)量檢驗三院制造系張虎.第四章毛坯的選擇與質(zhì)量檢驗毛坯選擇重要性：正確地選擇毛坯，不僅直接影響零件的力學(xué)性能、尺寸精度及外表質(zhì)量，而且會涉及到其工藝過程、消費周期，乃至整部機器的運用性能、制造本錢及市場競爭才干。.第一節(jié)毛坯選擇應(yīng)思索的問題選擇毛坯的三項原那么是零件的運用性原那么、資料的工藝性原那么、經(jīng)濟性原那么 一、零件的運用功能及質(zhì)量要求 1.零件運用功能的要求選擇毛坯時應(yīng)思索零件功能，不同的機械零件在機器中所起的作用不同。如軸類零件傳送扭矩，齒輪傳送運動，螺栓用于聯(lián)接，而機身、底座等那么以接受壓力為主，要求有較好的剛性和減振性，任務(wù)臺及導(dǎo)軌還應(yīng)具有耐磨性能。另外，各種不

2、同構(gòu)造外形、尺寸及其接觸介質(zhì)、任務(wù)溫度條件，對毛坯的物理、化學(xué)、力學(xué)等性能的要求差別很大。毛坯的選擇在選材和制造方法上首先必需滿足其運用功能的要求。. 2.零件質(zhì)量的要求零件質(zhì)量高相應(yīng)要求毛坯的質(zhì)量也高，可選用不同的毛坯制造方法來獲得不同質(zhì)量的毛坯，以滿足零件質(zhì)量的要求。如用精細模鍛、壓力鑄造和冷沖壓方法制造高質(zhì)量的毛坯。.二、毛坯制造方法與零件的運用性能和工藝順應(yīng)性 機器零件的毛坯類型有五種；型材、鑄件、鍛壓件、焊接件、鑄焊組合。毛坯的制造方法不同，可以滿足零件的外形、尺寸及其對物理、化學(xué)、力學(xué)性能的要求也不一樣。1.型材選用與零件的外形和尺寸相近的型材，可直接進展切削加工，即節(jié)約資料，又降

3、低工時。軋制型材組織致密、力學(xué)性能好。. 2.鍛件鍛造可改動型材的流線組織方向，使零件受力合理。用于受重載、動載及復(fù)雜載荷的重要零件。但要求原資料塑性好、變形抗力小，普通采用低、中碳鋼和合金構(gòu)造鋼。 3.鑄件鑄造能滿足外形復(fù)雜的大中型零件毛坯的成形要求，但鑄件晶粒粗大，組織疏松，成分不勻，有內(nèi)應(yīng)力，力學(xué)性能差，但鑄件減振性能、耐磨性好，可用于受力不大或以接受壓應(yīng)力為主的零件。. 4.焊接件焊接借助金屬原子間的分散和結(jié)合可銜接各種構(gòu)造件，尺寸、外形不受太大限制。另外，鑄焊，鍛焊、沖壓焊結(jié)合可以彌補相應(yīng)毛坯制造方法的缺乏。 5沖壓件在機械零件中，沖壓件所占的成分有增大的趨勢，很多薄壁零件大都是用沖

4、壓方法制造出來的。沖壓毛坯尺寸偏向為0. 05mm0. 5mm,外表粗糙度可達Ra3. 21m，.以不再進展機械加工或只進展精加工，精度較高，消費率也很高。適于加工外形復(fù)雜、批量較大的板料零件。 6.冷擠壓件冷擠壓零件的精度可達IT7-IT6公差等級，外表粗造度可達Ra 3. 2m.Ra0. 4um,許多零件不需再經(jīng)切削加工便可運用，適用于批量大、外形簡單、尺寸小的零件或半廢品 7.粉末冶金制件粉末冶金是以金屬粉末為原料，用壓制成形和高溫燒結(jié)而成。尺寸精度可達IT6級，外表粗糙度為Ra0. 4m-Ra0.2 m,零件成形后無需切削，節(jié)省資料，工藝設(shè)備較簡單，適用于大批大量消費。但對構(gòu)造復(fù)雜及薄

5、壁、銳角等零件成形困難。.新工藝造毛坯1以精鑄件替代模鍛件；2)以粉末冶金精鍛件替代模鍛件優(yōu)點是可以利用廢料、工序簡單、消費率高，可消費異形零件和多孔耐磨零件。目前軸套、離合器摩擦片、機油泵齒輪等多采用此種毛坯。但因粉末冶金件強度較低，為提高力學(xué)性能，粉末冶金預(yù)制件再進展精鍛，已勝利地用于制造行星齒輪和連桿等零件；3)以球墨鑄鐵替代鍛鋼件；4)以工程塑料替代金屬件。工程塑料具有良好的耐磨、耐腐蝕、光滑、電氣絕緣性能、易加工成形、力學(xué)性能好等優(yōu)點。如播種機排種輪、汽車里程表齒輪、汽車球頭鋼碗等均已改用工程塑料制品。. 三、技術(shù)經(jīng)濟效益 毛坯的制造本錢是機器本錢的組成部分 單件小批消費時，應(yīng)選常用

6、廉價資料、通用設(shè)備和工具、低消費率的毛坯成形方法。雖然這樣耗費的資料和工時多，但節(jié)約了消費預(yù)備時間和工藝配備的設(shè)計制造費用。總的本錢較低。鑄件應(yīng)選灰鑄鐵資料和手工外型砂型鑄造的方法；其它件選碳素構(gòu)造鋼型材或自在鍛造方法、用焊條電弧焊法制造毛坯等。.大批量消費時，應(yīng)選公用工藝設(shè)備和工具以保證毛坯成型的高精度和高消費率。雖然添加了設(shè)計制造公用工裝的費用，但進一步加工任務(wù)量大量降低，節(jié)約工時，使總本錢較低。所以，鑄件應(yīng)選機器外型砂型鑄造或金屬型壓鑄，相應(yīng)的資料；鍛件選模型鍛造方法；焊接構(gòu)造應(yīng)選易焊資料和自動焊；薄壁件那么可思索選消費率高、精度高的沖壓方法、壓鑄方法等制造毛坯。.第二節(jié)常用機械零件毛坯

7、的成形方法常用機械零件按外形和用途不同，可分為軸桿、餅塊、機架等類型毛坯的加工方法分為：鑄造、鍛壓、焊接、型材毛坯加工常用毛坯成行的特點與運用見表4-1.毛坯內(nèi)在質(zhì)量的比較 成型方法組織特征性能特點改善方法鑄造鑄態(tài)組織，晶粒粗大較差增加過冷度，變質(zhì)處理等鍛造再結(jié)晶組織，有鍛造流線較好焊接熔焊接頭組織復(fù)雜不均勻選擇合適焊條、焊絲及熱處理等壓焊接頭具有再結(jié)晶或加工硬化組織較好或不均勻釬焊接頭具有和金鑄態(tài)組織不均勻增加搭接面積，提高承載能力.毛坯內(nèi)在成型工藝的比較成型方法工藝設(shè)計的基本問題依據(jù)鑄造確定澆鑄位置，選擇分型面保證質(zhì)量鍛造確定鍛造基本工序，確定分模面簡化工藝焊接熔焊確定接頭、坡口形式，選擇

8、焊條、焊絲或焊劑等壓焊確定接頭形式釬焊確定接頭形式，選擇釬劑等. 一、軸桿類 常見的軸桿類零件有光軸、階梯軸、空心軸、曲軸和桿件等。按承載類型不同，軸又可 分為轉(zhuǎn)軸任務(wù)時既接受彎矩且又傳送轉(zhuǎn)矩的軸，如車床主軸，帶輪的軸等；傳動軸 主要傳動轉(zhuǎn)矩而不接受或接受很小彎矩的軸；心軸僅接受彎矩而不傳送轉(zhuǎn)矩的軸，如自行車、汽車的前軸等。 .軸桿類零件普通均為重要的受力和傳動用零件。中等載荷的軸主要選用調(diào)質(zhì)鋼，接受重載及沖擊載荷、要求耐磨的軸主要選用合金調(diào)質(zhì)鋼軸類零件 毛坯成形均為鍛造；某些異形斷面或彎曲軸，如凸輪軸、曲軸等，亦可采用球墨鑄鐵鑄呵斥形。毛坯選用鍛焊、鑄焊結(jié)合的方法。如汽車排氣閥零件，可將合金

9、耐熱鋼的閥帽與普通碳素鋼的閥桿焊成一體，以節(jié)約耐熱鋼材。又如我國設(shè)計制造的萬噸水壓機立柱長18m,直徑1m,壁厚300mrn ,重80t,采用ZG270-500分六段鑄造，再焊接成整體毛坯。.二、餅塊類盤套類 常見該類零件有齒輪、飛輪、手輪、法蘭、套環(huán)、墊圈等盤套類零件。這類零件在機械中的功能要求、力學(xué)性能要求具有很大差別。其資料的選擇及成形方法也各不一樣。齒輪中小齒輪普通選用鍛件齒輪運轉(zhuǎn)過程中主要受力部分是輪齒，齒根接受彎曲應(yīng)力，齒面接受接觸應(yīng)力和摩擦力，有時還有沖擊力，因此，要求齒輪外表具有足夠的強度和硬度，齒輪本體要有一定的強度和韌性。所以，中小齒輪普通選用鍛件以使其流線組織順應(yīng)受力要求

10、，.資料普通為中碳構(gòu)造鋼，重要齒輪應(yīng)選合金滲碳鋼。構(gòu)造復(fù)雜的大型齒輪可用鑄鋼或球墨鑄鐵為毛坯。單件消費也可用焊接方法制造大型齒輪。速度低受力小的齒輪，也可用灰鑄鐵為毛坯。要求傳動準確、構(gòu)造小巧的儀表齒輪，用板材沖壓成形。高速輕載的小齒輪，為減小噪聲亦可用尼龍等非金屬資料制造。有些齒輪也可用壓力鑄造、粉末冶金等方法制成。.帶輪、手輪、飛輪、墊鐵和刀架等受力不大或承壓為主的餅塊零件毛坯，普通采用鑄鐵件，單件消費時，亦可采用低碳鋼焊接件。 法蘭、氣缸套、導(dǎo)向套、軸承等零件毛坯普通為鋼、鑄鐵、銅合金等資料制成。成形方法可用砂型鑄造、離心鑄造或鍛造；亦可采用無縫管材。大批量時亦采用冷擠壓及粉末冶金等方法

11、，小孔徑時也用軋制或鍛造的實心棒材作毛坯。 墊圈類零件普通采用低碳鋼板沖壓件。.三、機架、箱體類 常見的此類零件包括各種機械的機身、機座、任務(wù)臺、軸承座及齒輪箱、閥體、泵體等。這類零件構(gòu)造復(fù)雜，具有不規(guī)那么的外形和內(nèi)腔。受力條件不太復(fù)雜，以接受壓力為主，要求有較好的剛度和減振性，有的那么要求耐磨性或密封性等。常采用鑄鐵毛坯鑄呵斥形。受力復(fù)雜的零件毛坯可采用鑄鋼。有時可采用焊接件制造毛坯，但焊接構(gòu)造減振性不如鑄鐵。.第三節(jié)毛坯選擇舉例以臺虎鉗為例，見圖4-1,其主要零件的毛坯選用見表4-2.第四節(jié) 毛坯質(zhì)量檢驗 毛坯的質(zhì)量均要根據(jù)國家規(guī)定的檢驗工程和規(guī)范進展質(zhì)量檢查一、毛坯檢驗分類 1.破壞檢驗

12、從焊件或試件上切取試樣，或以產(chǎn)品或模擬件的整體做破壞實驗，以檢查其各種力學(xué)性能的實驗法。如拉伸、彎曲、沖擊、硬度、斷裂韌度等力學(xué)性能實驗，金相檢驗及化學(xué)檢驗，如化學(xué)成分分析、耐腐蝕實驗等，均須從被檢毛坯上切取試樣或破壞被檢驗件。它多用于新資料、新工藝、新產(chǎn)品試制階段的檢驗。.2.無損檢驗不損壞被檢查資料或廢品的性能和完好性而檢測其缺陷的方法。 .二、常用毛坯的檢驗方法 1.外觀檢查用肉眼或借助樣板，或用低倍放大鏡察看焊件，以發(fā)現(xiàn)未熔合氣孔、咬邊、焊瘤以及焊接裂紋等外表缺陷的方法。鑄件毛坯外觀缺陷，如鑄件的冷隔、澆不到、氣孔、砂眼、粘砂、裂紋、錯箱等；鍛件的外觀缺陷，如外形、尺寸、重皮、裂紋、錯

13、模；焊縫的外觀缺陷，如咬邊、氣孔、夾渣、裂紋、未焊透、焊瘤等。. (1)氣密性檢驗將緊縮空氣或氨、氟利昂、氦、鹵素氣體等壓人焊接容器，利用容器內(nèi)外氣體的壓力差檢查有無走漏的實驗法。 (2)耐壓檢驗將水、油、氣等充入容器內(nèi)徐徐加壓，以檢查其走漏、耐壓、破壞等的實驗。主要用于檢驗壓力容器、管道、貯罐等構(gòu)造的穿透性缺陷。還可做為構(gòu)造的強度實驗 .3探傷檢驗 1)磁粉探傷利用在強磁場中，鐵磁性資料表層缺陷產(chǎn)生的漏磁場吸附磁粉的景象而進展的無損檢驗法。在被檢處加一磁場，無缺陷處磁力線均勻經(jīng)過，如內(nèi)部存在缺陷，磁力線經(jīng)過受阻，在缺陷兩端產(chǎn)生了磁力線密集，見圖4-2。當在外表撒有鐵粉時就會被吸附在缺陷處。.2)超聲波探傷利用超聲波探測資料內(nèi)部缺陷的無損檢驗法。超聲波的頻率超越2000Hz,被檢處如有缺陷，就分別產(chǎn)生反射波束，并在熒光屏上顯