第七張第三節(jié)毛坯成形方法選擇舉例

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1、　 第三節(jié) 毛坯成形方法選擇舉例 一、承壓油缸 承壓油缸的形狀及尺寸如圖6-10所示，材料為45鋼，年產(chǎn)量200件。技術(shù)要求工作壓力15MPa，進(jìn)行水壓試驗(yàn)的壓力3MPa。圖紙規(guī)定內(nèi)孔及兩端法蘭接合面要加工，不允許有任何缺陷，其余外圓部分不加工?，F(xiàn)提出如表6-3所示的六類(lèi)成形方案進(jìn)行分析比較。 圖6-10 承壓油缸 表6-3 承壓油缸成形方案分析比較 方案 成形方案 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 1 用ф150mm圓鋼直接加工 全部通過(guò)水壓試驗(yàn) 切削加工費(fèi)高，材料利用率低 2 砂型鑄造 平澆：兩法蘭頂部 安置冒口 工藝簡(jiǎn)單，內(nèi)孔鑄出，

2、 加工量小 法蘭與缸壁交接處補(bǔ)縮不好，水壓試驗(yàn)合格率低，內(nèi)孔質(zhì)量不好，冒口費(fèi)鋼水 立澆：上法蘭用冒口，下法蘭用冷鐵 縮松問(wèn)題有改善， 內(nèi)孔質(zhì)量較好 仍不能全部通過(guò)水壓試驗(yàn) 3 平鍛機(jī)模鍛 全部通過(guò)水壓試驗(yàn)， 鍛件精度高，加工余量小 設(shè)備、模具昂貴，工藝準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)， 4 錘上 模鍛 工件立放 能通過(guò)水壓試驗(yàn)，內(nèi)孔鍛出 設(shè)備昂貴、模具費(fèi)用高，不能鍛出法蘭，外圓加工量大 工件臥放 能通過(guò)水壓試驗(yàn)，法蘭鍛出 設(shè)備昂貴、模具費(fèi)用高，鍛不出內(nèi)孔，內(nèi)孔加工量大 5 自由鍛鐓粗、沖孔、帶心軸拔長(zhǎng)，再在胎模內(nèi)鍛出法蘭 全部通過(guò)水

3、壓試驗(yàn)，加工余量小，設(shè)備與模具成本不高 生產(chǎn)率不夠高 6 用無(wú)縫鋼管，兩端焊上法蘭 通過(guò)水壓試驗(yàn)，材料最省，工藝準(zhǔn)備時(shí)間短，無(wú)需特殊設(shè)備 無(wú)縫鋼管不易獲得 結(jié)論 考慮批量與現(xiàn)實(shí)條件，第5方案不需特殊設(shè)備，胎模成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好，且原材料供應(yīng)有保證，最為合理 二、開(kāi)關(guān)閥 圖6-11所示開(kāi)關(guān)閥安裝在管路系統(tǒng)中，用以控制管路的“通”或“不通”。當(dāng)推桿1受外力作用向左移動(dòng)時(shí)，鋼珠4壓縮彈簧5，閥門(mén)被打開(kāi)。卸除外力，鋼珠在彈簧作用下，將閥門(mén)關(guān)閉。開(kāi)關(guān)閥外形尺寸為116mm×58 mm×84 mm，其零件的毛坯成形方法分析如下： 圖6-11 開(kāi)關(guān)閥 1－推桿

4、 2－塞子 3－閥體 4－鋼珠 5－壓簧 6－管接頭 7－旋塞 ?1. 推桿（零件1） 承受軸向壓應(yīng)力、摩擦力，要求耐磨性好，其形狀簡(jiǎn)單，屬于桿類(lèi)零件，采用中碳鋼（45鋼）圓鋼棒直接截取即可。 2. 塞子（零件2） 起頂桿的定位和導(dǎo)向作用，受力小，內(nèi)孔要求具有一定的耐磨性，屬于套類(lèi)件，采用中碳鋼（35鋼）圓鋼棒直接截取。 3. 閥體（零件3） 是開(kāi)關(guān)閥的重要基礎(chǔ)零件，起支承、定位作用，承受壓應(yīng)力，要求良好的剛度、減振性和密封性，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形狀不規(guī)則，屬于箱體類(lèi)零件，宜采用灰鑄鐵（HT250）鑄造成形。 4. 鋼珠（零件4） 承受壓應(yīng)力和沖擊力，要求較高的強(qiáng)度、

5、耐磨性和一定的韌度，采用滾動(dòng)軸承鋼（GCr15鋼）螺旋斜軋成形，以標(biāo)準(zhǔn)件供應(yīng)。 5. 壓簧（零件5） 起緩沖、吸振、儲(chǔ)存能量的作用，承受循環(huán)載荷，要求具有較高疲勞強(qiáng)度，不能產(chǎn)生塑性變形，根據(jù)其尺寸（1 mm×12 mm×26 mm），采用碳素彈簧鋼（65Mn鋼）冷拉鋼絲制造。 6. 管接頭與旋塞 管接頭（零件6）起定位作用，旋塞（零件7）起調(diào)整彈簧壓力作用，均屬于套類(lèi)件，受力小，采用中碳鋼（35鋼）圓鋼棒直接截取。 三、單級(jí)齒輪減速器 圖6-12所示單級(jí)齒輪減速器，外形尺寸為430 mm×410 mm×320mm，傳遞功率5KW，傳動(dòng)比為3.95，對(duì)這臺(tái)齒輪減速器主要零件的

6、毛坯成形方法分析如下： 圖6-12 單級(jí)齒輪減速器 1－窺視孔蓋 2—箱蓋 3—螺栓 4—螺母 5—彈簧墊圈 6—箱體 7—端蓋 8—調(diào)整環(huán) 9—齒輪軸 10—擋油盤(pán) 11—滾動(dòng)軸承12—軸 13—齒輪 ?1．窺視孔蓋（零件1） 用于觀(guān)察箱內(nèi)情況及加油，力學(xué)性能要求不高。單件小批量生產(chǎn)時(shí)，采用碳素結(jié)構(gòu)鋼（Q235A）鋼板下料，或手工造型鑄鐵（HT150）件毛坯。大批量生產(chǎn)時(shí)，采用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（08鋼）沖壓而成，或采用機(jī)器造型鑄鐵件毛坯。 2. 箱蓋（零件2）、箱體（零件6） 是傳動(dòng)零件的支承件和包容件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其中的箱體承受壓力，要求有良好的

7、剛度、減振性和密封性。箱蓋、箱體在單件小批量生產(chǎn)時(shí)，采用手工造型的鑄鐵（HT150或HT200）件毛坯，或采用碳素結(jié)構(gòu)鋼（Q235A）手工電弧焊焊接而成。大批量生產(chǎn)時(shí)，采用機(jī)器造型鑄鐵件毛坯。 3. 螺栓（零件3）、螺母（零件4） 起固定箱蓋和箱體的作用，受縱向（軸向）拉應(yīng)力和橫向切應(yīng)力。采用碳素結(jié)構(gòu)鋼（Q235A）鐓、擠而成，為標(biāo)準(zhǔn)件。 4. 彈簧墊圈（零件5） 其作用是防止螺栓松動(dòng)，要求良好的彈性和較高的屈服強(qiáng)度。由碳素彈簧鋼（65Mn）沖壓而成，為標(biāo)準(zhǔn)件。 5. 調(diào)整環(huán)（零件8） 其作用是調(diào)整軸和齒輪軸的軸向位置。單件小批量生產(chǎn)采用碳素結(jié)構(gòu)鋼（Q235）圓鋼下料車(chē)削而成。

8、大批量生產(chǎn)采用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（08鋼）沖壓件。 6. 端蓋（零件7） 用于防止軸承竄動(dòng)，單件、小批生產(chǎn)時(shí)，采用手工造型鑄鐵（HT150）件或采用碳素結(jié)構(gòu)鋼（Q235）圓鋼下料車(chē)削而成。大批量生產(chǎn)時(shí)，采用機(jī)器造型鑄鐵件。 7. 齒輪軸（零件9）、軸（零件12）和齒輪（零件13） 均為重要的傳動(dòng)零件，軸和齒輪軸的軸桿部分受彎矩和扭矩的聯(lián)合作用，要求具有較好的綜合力學(xué)性能；齒輪軸與齒輪的輪齒部分受較大的接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，應(yīng)具有良好的耐磨性和較高的強(qiáng)度。單件生產(chǎn)時(shí)，采用中碳優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（45鋼）自由鍛件或胎模鍛件毛坯，也可采用相應(yīng)鋼的圓鋼棒車(chē)削而成。大批量生產(chǎn)時(shí)，采用相應(yīng)鋼的模鍛件毛坯

9、。 8. 擋油盤(pán)（零件10） 其用途是防止箱內(nèi)機(jī)油進(jìn)入軸承。單件生產(chǎn)時(shí)，采用碳素結(jié)構(gòu)鋼（Q235）圓鋼棒下料切削而成。大批量生產(chǎn)時(shí)，采用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（08鋼）沖壓件。 9. 滾動(dòng)軸承（零件11） 受徑向和軸向壓應(yīng)力，要求較高的強(qiáng)度和耐磨性。內(nèi)外環(huán)采用滾動(dòng)軸承鋼（GCr15鋼）擴(kuò)孔鍛造，滾珠采用滾動(dòng)軸承鋼（GCr15鋼）螺旋斜軋，保持架采用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（08鋼）沖壓件。滾動(dòng)軸承為標(biāo)準(zhǔn)件。 四、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動(dòng)部件。它由活塞承受燃?xì)鈮毫υ谄變?nèi)作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)向外輸出動(dòng)力的功能

10、。曲柄連桿機(jī)構(gòu)由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。機(jī)體組包括如圖6-13所示的汽缸體與汽缸套、如圖6-14所示的汽缸蓋、如圖6-15所示的油底殼等主要零件；活塞連桿組包括活塞、連桿、活塞環(huán)、活塞銷(xiāo)等主要零件，如圖6-16所示；曲軸飛輪組包括曲軸、軸瓦、飛輪等主要零件，如圖6-17所示。表6-4列出了曲柄連桿機(jī)構(gòu)部分主要零件的毛坯成形方法。 6-13 汽缸體與汽缸套 1—汽缸體 2—汽缸套 圖6-14 汽缸蓋 ? 圖6-15 油底殼 圖6-16 活塞連桿組 1—活塞環(huán) 2—活塞 3—活塞銷(xiāo) 4—襯套 5—連桿 6—連桿螺栓

11、7—連桿軸瓦 8—連桿螺母 ? 圖6-17 曲軸飛輪組 1—曲軸 2—飛輪 表6-4 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)主要零件的毛坯成形方法 組別 零件名稱(chēng) 受力狀況和使用要求 材料及成形方法 機(jī) ? 體 ? 組 汽缸體 其形狀復(fù)雜，特別是內(nèi)腔，并鑄有冷卻水套。發(fā)動(dòng)機(jī)的所有部件都裝于其上，應(yīng)具有足夠的剛度與抗壓強(qiáng)度，有吸振性要求 HT250灰鑄鐵鑄造成形（砂型、機(jī)器造型） 汽缸套 鑲?cè)肫左w內(nèi)，是汽缸的工作表面，與高溫、高壓的燃?xì)饨佑|，要求耐高溫、耐腐蝕 合金鑄鐵鑄造成形 汽缸蓋 主要功用是封閉

12、汽缸上部，并與活塞頂部和缸套內(nèi)壁一起形成燃燒室。蓋上鑄有冷卻水套、進(jìn)出水孔、火花塞孔、進(jìn)排氣通道、進(jìn)排氣門(mén)座、氣門(mén)導(dǎo)管孔、搖臂軸支架等，形狀復(fù)雜 合金鑄鐵鑄造成形 油底殼 主要功用是貯存機(jī)油并封閉曲軸箱，成為曲軸箱的組成部分，故也稱(chēng)下曲軸箱，其受力很小 薄鋼板沖壓成形 ?? 活 ? 塞 ? 連 ? 桿 ? 組 活塞 活塞形狀較復(fù)雜，主要作用是承受汽缸中的燃?xì)鈮毫Γ谄變?nèi)作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并將力通過(guò)活塞銷(xiāo)傳給連桿以推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)?；钊敳颗c汽缸蓋、汽缸壁共同組成燃燒室?；钊敳恐苯优c高溫燃?xì)饨佑|，并承受燃?xì)鈳_擊性的高壓力。活塞在汽缸

13、內(nèi)作高速運(yùn)動(dòng)，慣性力大，導(dǎo)致活塞受力復(fù)雜。故要求活塞質(zhì)量小，導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)小，尺寸穩(wěn)定性好，并有較高強(qiáng)度等。 鋁硅合金，金屬型鑄造成形（也有用液態(tài)模鍛成形） 活塞環(huán) 包括氣環(huán)和油環(huán)，按在活塞的活塞環(huán)槽內(nèi)，與汽缸壁直接接觸。氣環(huán)的主要作用是保證活塞與汽缸壁間的密封；油環(huán)的主要作用是刮除汽缸壁上多余的潤(rùn)滑機(jī)油?；钊h(huán)受燃?xì)飧邷?、高壓作用，隨活塞在氣缸中作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，磨損嚴(yán)重，要求減摩與自潤(rùn)滑性 合金鑄鐵鑄造成形 活塞銷(xiāo) 功用是連接活塞和連桿小頭，將活塞承受的氣體作用力傳給連桿。活塞銷(xiāo)在高溫下承受很大的周期性沖擊載荷，潤(rùn)滑條件較差，要求足夠的剛度和強(qiáng)度，表面耐磨，重量

14、盡可能小，通常為空心圓柱體。 低碳合金鋼棒或管直接車(chē)削、外表面滲碳處理 連桿（包括連桿蓋） 連桿小頭與活塞銷(xiāo)相連，連桿大頭與曲軸的曲柄銷(xiāo)相連，功用是將活塞承受的力傳給曲軸，使活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。受到壓縮、拉伸和彎曲等交變載荷。要求連桿在質(zhì)量盡可能小的條件下有足夠的剛度和強(qiáng)度 調(diào)質(zhì)鋼模鍛或輥鍛成形（也有用球墨鑄鐵鑄造成型） 襯套 裝在連桿小頭孔內(nèi)，與活塞銷(xiāo)配合，有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，要求減摩性好 青銅鑄造成形 連桿螺栓、螺母 連接緊固連桿大頭與連桿瓦蓋，承受拉壓交變載荷及很大沖擊力，要求高屈服強(qiáng)度與韌度 合金調(diào)質(zhì)鋼鍛造成形 曲 軸 飛 輪 組 曲軸 曲軸軸線(xiàn)彎曲，主要傳動(dòng)軸，承擔(dān)功率輸入與輸出的傳遞任務(wù)，承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、一定沖擊等復(fù)雜載荷，要求足夠剛度、彎扭強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和韌度，良好耐磨性（軸頸部）。 球墨鑄鐵砂型鑄造成形（也有用調(diào)質(zhì)鋼模鍛成形） 飛輪 裝在曲軸上，其主要功能是將輸入曲軸的一部分能量貯存起來(lái)，用于克服其它阻力，保證曲軸均勻旋轉(zhuǎn)。要求足夠大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，故尺寸大 用灰鑄鐵（也有用球墨鑄鐵或鑄鋼）鑄造成形 第五章??????? ?上一節(jié)?????????????