第四章机械零件毛坯的选择.ppt

材料成形技术 第四章 材料及成形方法的选择（机械零件毛坯的选择） 概述 总结： 一、轴杆类零件毛坯选择 常用40Cr、 40CrNi 、 45号钢 、 QT450-10、QT500-7、 ZG270-500 二、盘套类零件毛坯选择 齿轮：中碳钢 40号钢、45号钢、渗碳钢、20Cr、调质钢、 40Cr等。 皮带轮、飞轮、手轮：HT2000 法兰、垫圈：铸铁、锻件。 三、机架、箱体类零件毛坯选择 主要选铸铁HT200、HT150。 * * 机械零件的制造：毛坯成形和切削加工两个阶段。（铸、锻、冲压、焊及其他成形方法） 毛坯选择是否合理直接影响零件的制造质量和使用性能，而且对零件的制造工艺过程，生产周期，成本都有很大影响。 ? §1? 机械零件毛坯的类型及成形（制造）方法的比较 机械零件毛坯按其制造方法可分为铸件 、锻件 、冲压件 、焊接件、型材下料件等五大类。 常用毛坯的类型及制造方法比较，即机械零件毛坯在成形特点、所用金属材料及其组织性能、零件结构特点及适用范围的比较， ? 一） 铸件 铸造特点：适应广（几克—几百吨），内腔复杂， 价低。 1）耐磨、减振、价廉——灰铸铁，如机身等。 ??? 2）受力复杂的件 ——铸钢，如机架等。 ??? 3）曲轴、 连杆——球铁。但组织粗大，受动载荷件 ，一般考虑用锻件。 ???? 二） 锻件 ??? 特点：组织细，力学性能好。 ??? 自由锻件——形状简单 ??? 模锻件——形状较复杂，但锻模贵，适批量，尺 寸受限。 三） 冲压件 主要：δ＜6mm，塑性好，金属、非金属制品。 冲压件精度高，互换性好，冲模成本高，宜批量生产。 四） 焊接件 特点：大→小，工序简单，工艺准备、生产周期较短，而且可以实现各种工艺组合（锻、铸、焊），各种材料组合，注意焊接变形，质量检验等。 五） 型材 其他压力加工（轧、挤、拉拔等）生产的型材，能利用型材的直接利用。 §2?机械零件毛坯的选择原则 1 、适应性原则：即满足使用要求。 2 、经济性原则：从几个方案选择成本低的，不只考虑材料成本低，还要考虑寿命。 3 、可行性原则：生产条件，本厂，外协。 §3?常用机械零件毛坯的选择 常用机械零件按其形状特征可分为：轴杆类零件、盘套及饼块类零件、支架箱座类零件。由分析这三类零件的结构特点、工作条件和使用要求来讨论其毛坯的选择。 1、轴杆类： 1）结构特点：轴向（纵向）尺寸远大于径向（横向）尺寸。包括传动轴（阶梯轴）、各种主轴（光滑轴）、齿（凸）轮轴、曲轴、偏心轴、连杆、车床丝杠及光杠、锤杆、立柱、摇臂甚至螺栓、销子等。 ??? 2）工作条件和使用要求：重要的受力和传动零件，但具体受力情况有很大的差别，如 （1）传动轴：受较大扭矩和弯矩作用，失效形式：剪切断裂和弯曲变形。 ??? （2）发动机曲轴和连杆：受周期性变化的弯曲和轴向拉压应力，失效形式：相应应力下的疲劳破坏（断裂）。 3）毛坯的选择： （1）材料：选择具有良好综合力学性能的中碳钢和中碳合金钢，如，45号钢、40Cr、 40CrNi。 （2）制造方法：锻造。单件小批：自由锻；成批、大批：模锻。 （3）对于结构复杂，受力不大，可选铸件为毛坯；也可锻——焊、铸——焊。常用材料： QT450-10、QT500-7 、 ZG270-500。 2、 盘套及饼块类： 1）结构特点：轴向（纵向）尺寸小于径向（横向）尺寸，或相差不大。包括齿轮、凸轮、蜗轮、带轮、飞轮、轴瓦、轴套、联轴节、轴承环以及各类模具等。 ??? 2）工作条件、使用要求及其毛坯的选择：这类零件形状尺寸及工作条件和使用要求差别很大，因此所用材料及制造方法也各不相同。齿轮最具典型性， （1）齿轮的工作条件、使用要求：轮齿齿面上受很大的接触应力和摩擦力 →要求齿面有好的硬度和强度；同时，齿根受较大的弯曲应力和冲击力作用→要求齿轮基体有足够高的强度和韧性。 （2）齿轮毛坯的选择： （1）材料：与传动轴相似，选择具有良好综合力学性能的中碳钢和中碳合金钢(调质钢），如，40、45号钢、40Cr、 40CrNi、40MnB、 35CrMo。对耐磨性和韧性要求更高的齿轮要采用合金渗碳钢，如，20Cr、20CrMnTi。 （2）制造方法：锻造。 成批大批：模锻成热轧齿轮。如下图b). 单件小批，直径100MM 以下的小齿轮：圆钢下料件。如下图a). （3）其他情况，①对于直径500MM以上，受力不复杂的齿轮，可选铸件为毛坯。材料：球墨铸铁， 如QT500-7， 铸钢，如ZG270-500。可看到铸造齿轮以辐条结构