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，進行水壓試驗的壓力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所示的六類成形方案進行分析比較。 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 缺點 1 用ф150mm圓鋼直接加工 全部通過水壓試驗 切削加工費高，材料利用率低 2 砂型鑄造 平澆：兩法蘭頂部 安置冒口 工藝簡單，內(nèi)孔鑄出，

2、 加工量小 法蘭與缸壁交接處補縮不好，水壓試驗合格率低，內(nèi)孔質(zhì)量不好，冒口費鋼水 立澆：上法蘭用冒口，下法蘭用冷鐵 縮松問題有改善， 內(nèi)孔質(zhì)量較好 仍不能全部通過水壓試驗 3 平鍛機模鍛 全部通過水壓試驗， 鍛件精度高，加工余量小 設備、模具昂貴，工藝準備時間長， 4 錘上 模鍛 工件立放 能通過水壓試驗，內(nèi)孔鍛出 設備昂貴、模具費用高，不能鍛出法蘭，外圓加工量大 工件臥放 能通過水壓試驗，法蘭鍛出 設備昂貴、模具費用高，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，再在胎模內(nèi)鍛出法蘭 全部通過水

3、壓試驗，加工余量小，設備與模具成本不高 生產(chǎn)率不夠高 6 用無縫鋼管，兩端焊上法蘭 通過水壓試驗，材料最省，工藝準備時間短，無需特殊設備 無縫鋼管不易獲得 結(jié)論 考慮批量與現(xiàn)實條件，第5方案不需特殊設備，胎模成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好，且原材料供應有保證，最為合理 二、開關閥 圖6-11所示開關閥安裝在管路系統(tǒng)中，用以控制管路的“通”或“不通”。當推桿1受外力作用向左移動時，鋼珠4壓縮彈簧5，閥門被打開。卸除外力，鋼珠在彈簧作用下，將閥門關閉。開關閥外形尺寸為116mm×58 mm×84 mm，其零件的毛坯成形方法分析如下： 圖6-11 開關閥 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） 承受軸向壓應力、摩擦力，要求耐磨性好，其形狀簡單，屬于桿類零件，采用中碳鋼（45鋼）圓鋼棒直接截取即可。 2. 塞子（零件2） 起頂桿的定位和導向作用，受力小，內(nèi)孔要求具有一定的耐磨性，屬于套類件，采用中碳鋼（35鋼）圓鋼棒直接截取。 3. 閥體（零件3） 是開關閥的重要基礎零件，起支承、定位作用，承受壓應力，要求良好的剛度、減振性和密封性，其結(jié)構(gòu)復雜，形狀不規(guī)則，屬于箱體類零件，宜采用灰鑄鐵（HT250）鑄造成形。 4. 鋼珠（零件4） 承受壓應力和沖擊力，要求較高的強度、

5、耐磨性和一定的韌度，采用滾動軸承鋼（GCr15鋼）螺旋斜軋成形，以標準件供應。 5. 壓簧（零件5） 起緩沖、吸振、儲存能量的作用，承受循環(huán)載荷，要求具有較高疲勞強度，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，均屬于套類件，受力小，采用中碳鋼（35鋼）圓鋼棒直接截取。 三、單級齒輪減速器 圖6-12所示單級齒輪減速器，外形尺寸為430 mm×410 mm×320mm，傳遞功率5KW，傳動比為3.95，對這臺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 11—滾動軸承12—軸 13—齒輪 ?1．窺視孔蓋（零件1） 用于觀察箱內(nèi)情況及加油，力學性能要求不高。單件小批量生產(chǎn)時，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，采用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（08鋼）沖壓而成，或采用機器造型鑄鐵件毛坯。 2. 箱蓋（零件2）、箱體（零件6） 是傳動零件的支承件和包容件，結(jié)構(gòu)復雜，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，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，采用機器造型鑄鐵件毛坯。 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）拉應力和橫向切應力。采用碳素結(jié)構(gòu)鋼（Q235A）鐓、擠而成，為標準件。 4. 彈簧墊圈（零件5） 其作用是防止螺栓松動，要求良好的彈性和較高的屈服強度。由碳素彈簧鋼（65Mn）沖壓而成，為標準件。 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，單件、小批生產(chǎn)時，采用手工造型鑄鐵（HT150）件或采用碳素結(jié)構(gòu)鋼（Q235）圓鋼下料車削而成。大批量生產(chǎn)時，采用機器造型鑄鐵件。 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性能；齒輪軸與齒輪的輪齒部分受較大的接觸應力和彎曲應力，應具有良好的耐磨性和較高的強度。單件生產(chǎn)時，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，也可采用相應鋼的圓鋼棒車削而成。大批量生產(chǎn)時，采用相應鋼的模鍛件毛坯

9、。 8. 擋油盤（零件10） 其用途是防止箱內(nèi)機油進入軸承。單件生產(chǎn)時，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，采用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（08鋼）沖壓件。 9. 滾動軸承（零件11） 受徑向和軸向壓應力，要求較高的強度和耐磨性。內(nèi)外環(huán)采用滾動軸承鋼（GCr15鋼）擴孔鍛造，滾珠采用滾動軸承鋼（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。滾動軸承為標準件。 四、汽車發(fā)動機曲柄連桿機構(gòu) 曲柄連桿機構(gòu)是汽車發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運動部件。它由活塞承受燃氣壓力在汽缸內(nèi)作直線運動，通過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)向外輸出動力的功能

10、。曲柄連桿機構(gòu)由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。機體組包括如圖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 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 汽車發(fā)動機曲柄連桿機構(gòu)主要零件的毛坯成形方法 組別 零件名稱 受力狀況和使用要求 材料及成形方法 機 ? 體 ? 組 汽缸體 其形狀復雜，特別是內(nèi)腔，并鑄有冷卻水套。發(fā)動機的所有部件都裝于其上，應具有足夠的剛度與抗壓強度，有吸振性要求 HT250灰鑄鐵鑄造成形（砂型、機器造型） 汽缸套 鑲?cè)肫左w內(nèi)，是汽缸的工作表面，與高溫、高壓的燃氣接觸，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、進出水孔、火花塞孔、進排氣通道、進排氣門座、氣門導管孔、搖臂軸支架等，形狀復雜 合金鑄鐵鑄造成形 油底殼 主要功用是貯存機油并封閉曲軸箱，成為曲軸箱的組成部分，故也稱下曲軸箱，其受力很小 薄鋼板沖壓成形 ?? 活 ? 塞 ? 連 ? 桿 ? 組 活塞 活塞形狀較復雜，主要作用是承受汽缸中的燃氣壓力，在汽缸內(nèi)作高速往復運動，并將力通過活塞銷傳給連桿以推動曲軸旋轉(zhuǎn)。活塞頂部與汽缸蓋、汽缸壁共同組成燃燒室?；钊敳恐苯优c高溫燃氣接觸，并承受燃氣帶沖擊性的高壓力?；钊谄?/p>

13、內(nèi)作高速運動，慣性力大，導致活塞受力復雜。故要求活塞質(zhì)量小，導熱性好，熱膨脹系數(shù)小，尺寸穩(wěn)定性好，并有較高強度等。 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滑機油。活塞環(huán)受燃氣高溫、高壓作用，隨活塞在氣缸中作高速往復運動，磨損嚴重，要求減摩與自潤滑性 合金鑄鐵鑄造成形 活塞銷 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?；钊N在高溫下承受很大的周期性沖擊載荷，潤滑條件較差，要求足夠的剛度和強度，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削、外表面滲碳處理 連桿（包括連桿蓋） 連桿小頭與活塞銷相連，連桿大頭與曲軸的曲柄銷相連，功用是將活塞承受的力傳給曲軸，使活塞的往復運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。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)，與活塞銷配合，有相對轉(zhuǎn)動，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 曲軸軸線彎曲，主要傳動軸，承擔功率輸入與輸出的傳遞任務，承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、一定沖擊等復雜載荷，要求足夠剛度、彎扭強度、疲勞強度和韌度，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，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)?????????????