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金属工艺偏心轴三级项目讲述
《金属工艺及机制基础》三级项目报告
内容: 偏心轴
班 级:机械设计及其自动化11班
小组成员:xxxxx
指导教师:xxxx
完成时间:2016.6.10
一、零件分析
1、零件的名称:偏心轴
毛坯实物:
2、毛坯选择原则
1)使用性原则
首先要满足零件使用要求:心部有足够韧度,表面有较高硬度,以获得较好的强度和耐磨性,延长使用寿命。
2)工艺性原则
其次制定生产方案必须与具体生产条件相结合,选择与实际和所需要的性能相符和从而确定其锻造和铸造的确定工艺。
3)经济性原则
最后,在使用性原则和工艺性原则都满足的情况下,应使其成本降低到最小。
二、铸造工艺设计
1.铸造的优缺点
优点:
1)可以生产出形状复杂,特别是具有复杂内腔的零件毛坯,如各种箱体、床身、机架等。
2)铸造生产的适应性广,工艺灵活性大。工业上常用的金属材料均可用来进行铸造,铸件的重量可由几克到几百吨,壁厚可由0.5mm到1m左右。
3)铸造用原材料大都来源广泛,价格低廉,并可直接利用废机件,故铸件成本较低。
缺点:
1)铸造组织疏松、晶粒粗大,内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷,因此,铸件的力学性能,特别是冲击韧度低于同种材料的锻件。
2)铸件质量不够稳定。
假如使用铸造来生成偏心轴毛坯的话,由以下来分析。
2.铸造方法的选择
1)沙型铸造(尺寸不大)
?制芯选择:首先,因为做的是偏心轴,造芯稍微复杂一点,其次还要使制芯的操作灵活,所以可以选择手工制芯,它操作灵活,工艺装备简单,生产准备时间短,适应性强,可以用于各种尺寸大小、形状不同铸件的生产,其缺点就是对工人的技术水平要求高,并且劳动强度大,效率低,但是做的是单件或者是小批量生产,所以手工制芯、造型可以满足生产要求。
?铸件浇注位置和分型面的选择: 该偏心轴无内腔,所以容易满足浇注位置的选择,应该在远离偏心部分的一侧设置浇口,这样浇注液能够顺畅地在型腔内流动,还可以在远离浇口的一端设置冒口,这样,可以减少缩孔等缺陷;由于其偏心的部分仍然包括了主体部分的轴线,所以只需要一个分型面即可。
2)特种铸造
特种制造包括有熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、消失模铸造、挤压铸造等,由于是小件小批量,且技术要求简单完全可以采用砂型铸造,所以特种铸造不做详细介绍。
3、确定起模斜度
为了方便起模,在垂直于分型面的立壁上所加的斜度为起模斜度 。此偏心轴的最大直径为68mm,所以最大垂直于分型面的高度为34mm。
砂型铸造时模样外表面的起模斜度
所以根据上表格,知道取模斜度为1°10’
4、确定铸造收缩率
由于合金的线收缩,铸件冷却后的尺寸将比型腔的尺寸小了。铸造收缩率K的表达式为K= ,铸件收缩率大小取决于铸造合金的种类及铸件的结构、尺寸因素,铸造碳钢为1.3%-2.0%。
5、绘制铸造工艺图
三、锻造工艺设计
锻造是一种借助工具或模具在冲击或压力作用下加工机械零件或零件毛坯的方法。
1.锻造的优缺点
优点:
1)改善金属组织,提高金属机械性能。
2)节约金属材料和切削加工工时。
3)生产率高,并且锻件的形状,尺寸稳定性好,并具有最佳的综合力学性能。
4)锻件的韧性高,纤维组织合理,件与件之间性能变化小。
缺点:
1)精度不高,锻造不出复杂件来。
2)要重型机械设备和复杂模具。
3)生产现场劳动条件差。
由于制作的毛坯是偏心的实心轴,形状简单,没有复杂的内腔,所以锻造工艺完全符合要求。
2、锻造种类及选择
锻造主要有自由锻和模锻,其中模锻又分为胎模锻、锤上模锻、摩擦压力机上模锻、曲柄压力机上模锻、平锻机上模锻等。常用的模锻方式有:曲柄压力机上模锻、螺旋压力机上模锻、锤上模锻。
自由锻的优点:自由锻使用的工具简单,生产周期短,灵活性大,缺点是不能锻造出形状复杂的锻件,而且它锻出来的表面精度不高,后续加工稍微复杂点,适用于单件或者小批量生产。对于模锻,生产效率高,可以加工形状复杂,尺寸精确,表面光洁,加工余量小的锻件,后续加工的工序也不是那么复杂,但是模锻是整体成型,而且金属流动时与模膛之间产生很大的阻力和热疲劳应力,模具制作非常昂贵,所以不适合小批量生产。小批量制作偏心轴,出于经济的因素用自由锻即可完成毛坯的制作,虽然用自由锻制作出来的毛坯表面粗糙,完全可
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