① 加工調質處理的45號鋼毛坯件,用哪種刀片好,毛坯件是斷續有毛翅的,對刀片要求非常高。。。試了幾種都
你是不是沒有把外面的氧化皮敲掉啊?外面那層氧化皮硬度很大,敲掉再加工就好了。注意:1,因為是斷續吃刀,吃刀量小一點。2,轉速不能太高!
② 選用機械零件材料時主要考慮什麼原則
1、使用要求(首要考慮):
零件的震動,沖擊,高溫,低溫, 高速,高載都應當慎重對待);
對零件尺寸和質量的限制;零件的重要程度。(對於整機可靠度的相對重要性)
2、工藝要求:
毛坯製造(鑄造,鍛打,切板,切棒);機械加工;熱處理;表面處理。
3、經濟性要求:
材料價格(昔通圓鋼與冷拉型材,精密鑄造,精密鍛造的毛坯成本與加工成本的對比,);
加工批量和加工費用;材料的利用率; (如板材,棒料,型材的規格,合理的加以利用);
替代(盡量用廉價材料來代替價格相對昂貴的稀有材料,如在一些耐磨部位的套用球墨)

4、熱處理的條件,有熱處理與沒有熱處理條件的情況下選不同的材料;
5、 對重量的要求,經常提在手上的零件要求輕便,在滿足機械強度條件下可選擇比重小的材料。
(2)機械強度要求高的鋼件宜用什麼毛坯擴展閱讀:
作為一個機械設計人員,在選材時必須了解工業發展趨勢,按國家標准,結合我國資源和生產條件,從實際出發全面考慮材料及其選擇機械製造中最常用的材料是鋼和鑄鐵,其次是有色金屬合金。非金屬材料如塑料、橡膠等,在機械製造中也具有獨特的使用價值。
機械零件作為一門學科的具體內容包括:零(部)件的聯接。如螺紋聯接、楔聯接、銷聯接、鍵聯接、花鍵聯接、過盈配合聯接、彈性環聯接、鉚接、焊接和膠接等。
零件選用的尺寸及質量的大小與材料的品種及毛坯製取方法有關。用鑄造材料製造毛坯時,一般可以不受尺寸及質量大小的限制;而用鍛造材料製造毛坯時,則須注意鍛壓機械及設備的生產能力。
③ 有一批ZG45鑄件鋼,外形復雜,而機械性能要求高,鑄後應採用何種熱處理為什麼
什麼機械性能指標?高強度高耐磨性?還是強韌結合?
不同的要求就有不同的熱處理對策.
一般ZG45鑄鋼件要求強韌結合的話,最好進行調質處理,不易斷裂.不調質至少也得進行去應力退火.因為鑄造應力很危險! 尤其是形狀復雜的工件.
④ 高機械強度的鋼材有哪些
超高強度鋼按其合金化程度和顯微組織分為低合金中碳馬氏體強化超高強度鋼、中合金中碳二次沉澱硬化型超高強度鋼、高合金中碳Ni—Co型超高強度鋼、超低碳馬氏體時效硬化型超高強度鋼、半奧氏體沉澱硬化型不銹鋼等。
低合金
低合金中碳馬氏體強化型超高強度鋼(MART)是在低合金調質鋼的基礎上發展起來的,合金元素總量一般不超過6%。主要牌號包括傳統的鎳鉻鉬調質鋼4340(40CrNiMo),碳含量0.45%的鎳 鉻 鉬 釩 鋼D6AC(45 CrNiMoV),碳含量0.30%的鉻 錳 硅 鎳 鋼(30CrMnSiNi2A),在4340鋼基礎上通過加入硅(1.6%)和釩(0.1%)而研製成的300M 鋼(43CrNiSiMoV)以及不含鎳的硅錳鉬釩或硅錳鉻鉬釩等。通過真空熔煉降低鋼中雜質元素含量,改善鋼的橫向塑性和韌性,由於鋼中合金元素含量較低,成本低,生產工藝簡單,廣泛用於飛機大梁、起落架、發動機軸、高強度螺栓、固體火箭發動機殼體和化工高壓容器等。
中合金
中合金中碳二次沉澱硬化型超高強度鋼是從5%Cr型模具鋼移而來的。由於它在高溫回火狀態下有很高的強度和較滿意的塑性和韌性,抗熱性好,組織穩定,用於飛機起落架、火箭殼體等。典型鋼種為H11和H13等。其主要成分為:C 0.32%--0.45%;Cr 4.75%--5.5%;Mo 1.1%--1.75%;Si 0.8%--1.2%。
高合金
高合金中碳Ni—Co(9Ni--4Co--××)型超高強度鋼,是在具有高韌性、低脆性轉變溫度的9%Ni型低溫鋼的基礎上發展起來的。在9%Ni鋼中添加鑽是為了提高鋼的Ms(馬氏體轉變)溫度,減少鋼中的殘余奧氏體,同時,鑽在鎳鋼中起固溶強化作用,還通過加鑽來獲得鋼的自回火特性,從而使這類鋼具有優良的焊接性能。碳在這類鋼中起強化作用。鋼中還含有少量鉻和鉬,以便在回火時產生彌散強化效應。主要牌號有HP9-4-25,HP9-4-30,HP9-4-45以及改型的AF1410(0.16%C-10%Ni-14%Co-1%Mo-2%Cr-0.05%V)等。這類鋼綜合力學性能高。抗應力腐蝕性好,具有良好的工藝性能和焊接性能,廣泛用於航空、航天和潛艇殼體等產品上。
超低碳
超低碳馬氏體時效硬化型超高強度鋼,通常稱馬氏體時效鋼。鋼的基體為超低碳的鐵鎳或鐵鎳鈷馬氏體。其特點是,馬氏體形成時不需要快冷,可變溫及等溫形成;具有體心立方結構;硬度約為HRC20,塑性很好;再加熱時不出現像在低碳馬氏體中發生的回火現象,並有很大的逆轉變溫度遲滯,因而可以在較高溫度進行馬氏體基體內的時效硬化。在這樣的高鎳馬氏體中含有能引起時效強化的合金元素,藉助於時效強化,從過飽和的馬氏體中析出彌散分布的金屬間化合物,使鋼獲得高強度和高韌性。按鎳含量,馬氏體時效鋼分為25%Ni、20%Ni、18%Ni和12%Ni等類型.18%Ni型應用較廣,為含有鉬、鈦等強化原素的超低碳鐵-鎳(18%)-鑽(8.5%)合金,包括3個牌號:18%Ni(200)、18%Ni(250)、和18%Ni(300)(200、250、300為抗拉強度等級,單位為Ksi)。這種鋼是通過金屬間化合物的析出使鋼強化。借無碳的馬氏體基體取得高塑性,最後達到很高的強度塑性配合。這類鋼具有良好的成形性能、焊接性能和尺寸穩定性,熱處理工藝也較簡單,用於航空、航天器構件和冷擠、冷沖壓模具等。
半奧氏體
半奧氏體沉澱硬化型不銹鋼是一類高合金的超高強度鋼,如常見的17-7PH(OCr17Ni7Al)、PH15-7Mo(OCr15Ni7Mo2Al)和AFC-77(15Cr15Mo5Co14V)等。這類鋼經固溶化處理,冷卻到室溫為奧氏體組織,再經過冷加工、冷處理或者加熱到750℃進行調整處理後,奧氏體轉變為馬氏體。最後在400-550℃時效,便得到在回火馬氏體基體上彌散分布著第二相強化組織的超高強度鋼。這類鋼在315℃以上長時間使用時,會因為金屬間化合物沉澱而使材料變脆,所以使用溫度要限制在315℃以下。這類鋼主要用於製造航空器件構件、高壓容器和高應力腐蝕化工設備零件等。
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⑤ 機械零件設計的材料選用有什麼要求
機械零件常用的材料有鋼、鑄鐵、有色金屬和非金屬等,常用材料的牌號、性能及熱處理知識可查閱機械設計手冊。
在機械設計中選擇材料是一個重要環節。隨著材料科學的不斷發展,機械製造業對零件的要求在提高。因此,設計者在選擇材料時,應充分了解材料的性能和適用條件,並考慮零件的使用、工藝和經濟性等要求。
1、使用要求
為保證機械零件不失效,根據載荷作用情況,對零件尺寸的限制和零件重要程度,對材料提出強度、剛度、彈性、塑性、沖擊韌性、阻尼性和吸振性等力學性能方面的相應要求。同時,由於零件工作環境等其他需求,對材料可能還有密度、導熱性、抗腐蝕性、熱穩定性等物理性能和化學性能方面的要求等。
2、工藝要求
選擇零件材料時必須考慮到加工製造工藝的影響。鑄造毛坯應考慮材料的液態流動性、產生縮孔或偏折的可能性等;鍛造毛坯應考慮材料的延展性、熱脆性和變形能力等;焊接零件應考慮材料的可焊性和產生裂紋的傾向等;對進行熱處理的零件應考慮材料的可淬性、淬透性及淬火變形的傾向等;對於切削加工的零件應考慮材料的易切削性、切削後能達到的表面粗糙度和表面性質的變化等。
3、經濟性
從經濟觀點出發,在滿足性能要求的前提下,應盡可能選用價廉的材料,以降低材料費用。另外,還應綜合考慮到生產批量等因素的影響,如大量生產宜用鑄造毛坯;單件生產採用焊接件,可以降低製造費用。
機械零件設計是從機器的工作原理、承載能力、構造和維護等方面研究通用機械零件的設計問題,其中包括如何合理確定零件的形狀和尺寸、如何合理選擇零件的材料以及如何使零件具有良好的工藝性等。
⑥ 模具零件常用的毛坯有哪幾種各有什麼特點
模具零件的加工工藝過程主要包括工序的數量、材料的消耗、加工工時的長短等。這些因素,在很大程度上都取決於所選用的毛坯。零件的毛坯的制備,是由原材料轉變為成品零件生產過程的第一步。因此,毛坯種類和製造方法的選擇,在某製造和生產中顯得尤為重要。模具零件常用的毛坯要有鑄件、鍛件、型材三大類。1.鑄件毛坯模具零件常用的鑄件主要有鑄鐵件和鑄鋼件兩種。如冷沖模的上、下模板、大型拉延模零件、壓鑄模和塑料膜的模座等,都是由鑄件製成的。鑄鐵件具有優良的鑄造性能、切削性能、耐磨潤滑性能,並有一定的強度,而且價格低廉,所以被廣泛用於表面承受壓力比較低的模板及尺寸大且形狀復雜的大型拉延模零件中。用於單件的小批量生產的模具鑄件,一般常採用本模手工造型,其鑄件的精度和生產率比較低,適用於鑄造尺寸大且形狀復雜的模具零件。2.冷沖模的凸模、凹模;塑料模的型腔及型腔鑲塊、凸模;壓鑄模的定模、動模型芯、型腔鑲塊;鍛模的型腔及模具的各種結構零件如固定板,鞋料板、支承墊板等,在加工成形之前,一般都需要先鍛成一定的幾何形狀、尺寸的毛坯,以達到節約原材料和節省加工工時目的。特別是對要求成形後需熱處理淬硬的零件,如模具的工作零件,應在鍛造時經過多次鐓粗、拔長,以使材料組織細密,碳化物和流線分布合理,提高其使用性能、質量、延長模具使用壽命。鍛件毛坯在模具生產中分自由鍛造和模鍛件兩種。自由鍛造毛坯精度較低,表面粗糙、餘量較大,適用於單件小批量生產。而模鍛件毛坯精度高、表面光整、餘量小、纖維組織均勻,並可提高機械強度,生產率又高,適合於模具零件大批量生產。一般模具專業廠都採用模鍛件生產,並以質量好、精度高的模具標准作為商品出售。3.型材毛坯生產中常用的型材主要有圓形、方形、扁形、六角形和其他形狀斷面的棒料、條料、管料及不同厚度的板料,以制備模具的輔助零件,如銷釘和各種頂桿、推件桿、推件板、拉料及復位桿、細小凸模、型芯、導向零件等。市場上供應的鋼材棒料一般分為普遍精度的熱軋棒料和高精度的冷拉棒料的兩類。在模具生產中,多數選用冷拉棒料製作零件,因冷拉圓鋼棒料比熱軋棒料有較高的精度及良好的力學性能。
⑦ 機械強度要求高的鋼製件,一般採用什麼毛坯
對於鋼制零件,在選擇毛坯時應考慮材料的力學性能要求。例如,製造高壓閥門的機械加工中使用的零件毛坯有哪些種類——鑄件;鍛件;型材。 有很多原因
⑧ 材料加工工藝和機械製造有啥關系
一、生產過程和工藝過程
Ø 生產過程:機械產品製造時,將原材料或半成品變為產品的各有關勞動過程的總和,稱為生產過程。它包括:生產技術准備工作(如產品的開發設計、工藝設計和專用工藝裝備的設計與製造、各種生產資料及生產組織等方面的准備工作);原材料及半成品的運輸和保管;毛坯的製造;零件的各種加工、熱處理及表面處理;部件和產品的裝配、調試、檢測及塗裝和包裝等。
應該指出,上述的「原材料」和「產品」的概念是相對的,一個工廠的「產品」可能是另一個工廠的「原材料」,而另一個工廠的「產品」又可能是其他工廠的「原材料」。因為在現代製造業中,通常是組織專業化生產的,如汽車製造,汽車上的輪胎、儀表、電器元件、標准件及其他許多零部件都是由其他專業廠生產的,汽車製造廠只生產一些關鍵零部件和配套件,並最後組裝成完整的產品一汽車。產品按專業化組織生產,使工廠的生產過程變得較為簡單,有利於提高產品質量,提高勞動生產率和降低成本,是現代機械工業的發展趨勢。
Ø 工藝過程:在生產過程中,凡直接改變生產對象的尺寸、形狀、性質(物理性能、化學性能、力學性能)及相對位置關系的過程,統稱為工藝過程。如毛坯製造、機械加工、熱處理、表面處理及裝配等,它是生產過程中的主要過程,其他過程稱為輔助過程。機械加工工藝過程:用機械加工方法,直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量,使其成為產品零件的過程稱為機械加工工藝過程。
二、工藝過程的組成
一個零件的加工工藝往往是比較復雜的,根據它的技術要求和結構特點,在不同的生產條件下,常常需要採用不同的加工方法和設備,通過一系列的加工步驟,才能使毛坯變成零件。我們在分析研究這一過程時,為了便於描述,需要對工藝過程的組成單元給於科學的定義。
機械加工工藝過程是由一個或若干們匝序排列的工序組成,而工序又可分為安裝、工位、工步和走刀。
1.工序
-個或一組工人,在一台機床或一個工作地,對一個或同時對幾個工件所
連續完成的那部分工藝過程,稱為工序。
區分工序的主要依據是工作地是否變動和加工是否連續。如圖2-1所示階梯軸,當加工數量較少時,可按表2-1劃分工序;當加工數量較大時,可按表2-2劃分工序。
從表2-1和2-2可以看出,當工作地點變動時,即構成另一工序。同時,在同一工序內所完成的工作必須是連續的,若不連續,也即構成另一工序。下面著重解釋「連續」的概念。所謂「連續」有按批「連續」和按件「連續」之分,表2-1與表2-2中,整批零件先在磨床上粗磨外圓後,再送高頻淬火機高頻淬火,最後再到磨床上精磨外圓,即使是在同一台磨床上,工作地點沒有變動,但由於對這一批工件來說粗磨外圓和精磨外圓不是連續進行的,所以,粗磨和精磨外圓應為二道獨立工序。除此以外,還有一個按件「不連續」問題,
如表2-2中的工序2和工序3,先將一批工件的一端全部車好,然後調頭在同一車床上再車這批工件的另一端,雖然工作地點沒有變動,但對每一個工件來說,兩端的加工已不連續,嚴格按著工序的定義也可以認為是兩道不同工序。不過,在這種情況下,究竟是先將工件的兩端全部車好再車另一階梯軸,還是先將這批工件一端全部車好後再分別車工件的另一端,對生產率和產品質量均無影響,完全可以由操作者自行決定,在工序的劃分上也可以把它當作一道工序。綜上所述,我們知道,如果工件在同一工作地點的前後加工,按批不是連續進行的,肯定是兩道不同工序;如果按批是連續的而按件不連續,究竟算一道工序還是兩道工序,要視具體情況而定。
工序是組成工藝過程的基本單元,也是制定生產計劃和進行成本核算的基本單元。
2.安裝
在同一工序中,工件的工作位置可能只裝夾一次,也可能要裝夾幾次。所謂安裝是指工件經一次裝夾後所完成的那一部分工序。如表2-1所示的工序1要進行兩次裝夾:先夾工件一端,車端面、鑽頂尖孔,稱為安裝;再調頭車另一端面,鑽頂尖孔,稱為安裝.
工件在加工中,應盡量減少裝夾次數,以減少裝夾誤差和裝夾工件所花費時間。
3.工位
為了減少工件裝夾次數,常採用各種回轉工作台、回轉夾具或移動夾具,使工件在一次裝夾中,先後處於幾個不同的位置進行加工。工件相對於機床或刀具每占據一個加工位置所完成的那部分工藝過程,稱為工位。如表2-2中工序1銑端面、鑽頂尖孔,就有兩個工位。
工件裝夾後,先在工位 = 1 \* ROMAN I銑端面,然後移動到工位Ⅱ鑽頂尖孔,如圖2-2所示。
4.工步
在一道工序中,可能要加工幾個不同表面,也可能用幾把不同刀具進行加工,還有可能用幾種不同切削用量分幾次進行加工。為了描述這個過程,工序下面又可細分工步。工步是指加工表面、加工工具和切削用量(不包括背吃刀量)都不變的情況下,所完成的那一部分工序內容。一般情況下,上述三個要素任意改變一個,就認為是不同工步了。但下述兩種情況可以作為一種例外。第一種情況,對那些連續進行的若干個相同的工步,可看作一個工步。如圖2-3所示零件,連續鑽四個15mm的孔,可看作一個工步鑽4孔15mm,以簡化工藝文件。另一種情況,有時為了提高生產率,用幾把不同刀具,同時加工幾個不同表面,如圖2-4所示,也可看作一個工步,稱為復合工步。5.走刀
在一個工步內,如果被加表面需切去的金屬層很厚,需要分幾次切削,每進行一切削稱為一次走刀。
三、生產綱領、生產類型及其工藝特徵
機械產品的製造工藝不僅與產品的結構、技術要求有很大關系,而且也與企業的生產類型有很大關系,而企業的生產類型是由企業的生產綱領所決定的。
1.生產綱領
生產綱領是指計劃期內產品的產量。計劃期常定為一年,所以年生產綱領也就是年產量。
零件的生產綱領要計人備品和允許的廢品數量,可按下式計算
式中N--零件的年產量;
P--產品的年產量;
--每台產品中該零件的數量;
--備品的百分率;
--廢品的百分率。
2.生產類型
根據生產綱領的大小和產品品種的多少,機械製造企業的生產可分為三種類型:單件生產、成批生產和大量生產。
(1)單件生產產品品種很多,同一產品的產量很少,而且很少重復生產,各工作地加工對象經常改變。如重型機械製造、專用設備製造和新產品試制等均屬單件生產。
(2)大量生產產品的產量很大,大多數工作地長期重復地進行某一工件的某一工序的生產。如汽車、拖拉機、軸承和自行車等產品製造多屬大量生產。
(3)成批生產一年中分批輪流製造幾種產品,工作地的加工對象周期性地重復。如機床、機車、紡織機械等產品製造,多屬成批生產。
同一產品(或零件)每批投人生產的數量稱批量,批量可根據零件的年產量及一年中的生產批數計算確定。一年的生產批數需根據市場需要、零件的特徵、流動資金的周轉及倉庫容量等具體情況確定。根據批量的大小和被加工零件的特徵,成批生產又可分為小批生產、中批生產和大批生產。小批生產的工藝特點與單件生產相似;大批生產的工藝特點與大量生產相似。中批生產介於單件生產和大量生產之間。
各種生產類型的工藝特徵見表2-3(見課本P.54)。
表2-3各種生產類型的工藝特徵
工藝特徵零件的互換性
由表2-3可知,同一產品的生產,由於生產類型的不同,其工藝方法完全不一樣。一般說來,生產同樣一個產品,大量生產要比單件生產與成批生產的生產效率高,成本低,產品質量穩定、可靠。但市場對機械產品的需求是多元化的,需求量有多有少。據國內外統計表明:目前在機械製造中,單件和小批生產佔多數。隨著科學技術的發展,產品更新周期越來越短,產品的品種規格將會不斷增加,多品種、小批量生產在今後還會有增長趨勢。是否有可能對品種多而批量不大的產品也能按大批量的方式組織生產呢?可能性是存在的,辦法是使產品的結構盡量標准化、系列化。如果產品結構的標准化、系列化系數達到70%~80%以上,那麼就可以將多家工廠按協作方式組織專業化生產,將多品種小批量生產轉化為大批量生產,可取得很高的經濟效益。另外,採用成組加工技術,也可以將一個企業的多品種、小批量的生產類型轉化為批量較大的生產類型。近年來,柔性加工系統的出現,為單件小批量生產提供了高效的先進設備,是機械製造工藝的一個重要發展方向。
生產類型的具體劃分,可根據生產綱領和產品及零件的特徵(輕重、大小、結構復雜程度、精度等),參考表2-4確定。表2-4中的重型零件、中型零件、輕型零件可參考表2-5所列數據確定。
毛坯的選擇
零件是由毛坯按照其技術要求經過各種加工而最後形成的。毛坯選擇的正確與否,不僅影響產品質量,而且對製造成本也有很大影響。因此,正確地選擇毛坯有著重大的技術經濟意義。
一、毛坯的種類
毛坯的種類很多,同一種毛坯又有多種製造方法。機械製造中常用的毛坯有以下幾種。
1.鑄件
形狀復雜的毛坯,宜用鑄造方法製造。根據鑄造方法不同,鑄件又可分為以下幾種類型。
(1)砂型鑄造的鑄件這是應用最為廣泛的一種鑄件,它又有木模手工造型和金屬模機器造型之分。木模手工造型鑄件精度低,加工表面需留較大的加工餘量,手工造型生產效率低,適用單件小批生產或大型零件的鑄造。金屬模機器造型生產效率高,鑄件精度也高,但設備費用高,鑄件的重量也受限制,適應於大批量生產的中小型鑄件。砂型鑄造鑄件材料不受限制,以鑄鐵應用最廣,鑄鋼、有色金屬鑄造也有應用。
(2)金屬型鑄造的鑄件將熔融的金屬澆注到金屬模具中,依靠金屬自重充滿金屬鑄型腔而獲得的鑄件。這種鑄件比砂型鑄造鑄件精度高、表面質量和力學性能好,生產率也較高,但需專用的金屬型腔模,適用於大批量生產中的尺寸不大的有色金屬鑄件。
(3)離心鑄造鑄件將溶融金屬注入高速旋轉的鑄型內,在離心力作用下,金屬液充滿型腔而形成的鑄件。這種鑄件結晶細,金屬組織緻密,零件的力學性能好,外圓精度及表面質量高,但內孔精度差,需要專門的離心澆注機,適用於批量較大黑色金屬和有色金屬的旋轉體鑄件。
(4)壓力鑄造鑄件將溶融的金屬,在一定壓力作用下,以較高速度注入金屬型腔內而獲得的鑄件。這種鑄件精度高,可達ITll~ITl3,表面粗糙度值小,可達Ra3.2~0.4um,鑄件的力學性能好,同時可鑄造各種結構較復雜的零件,鑄件上的各種孔眼、螺紋、文字及花紋圖案均可鑄出。但需要一套昂貴的設備和型腔模,適用於批量較大的形狀復雜、尺寸較小的有色金屬鑄件。
(5)精密鑄造鑄件將石蠟通過型腔模壓製成與工件一樣的臘製件,再在臘制工件周圍粘上特殊型砂,凝固後將其烘乾焙燒,臘被蒸化而放出,留下工件形狀的模殼,用來澆濤。
精密鑄造鑄件精度高,表面質量好。一般用來鑄造形狀復雜的鑄鋼件,可節省材料,降低成本,是一項先進的毛坯製造工藝。
2.鍛件
機械強度要求高的鋼製件,一般要用鍛件毛坯。鍛件有自由鍛造鍛件和模鍛件兩種。
自由鍛造鍛件是在鍛錘或壓力機上用手工操作而成形的鍛件。它的精度低,加工餘量大,生產率也低,適於單件小批生產及大型鍛件。
模鍛件是在鍛錘或壓力機上,通過專用鍛模而鍛製成形的鍛件。它的精度和表面質量均比自由鍛造好,可以使毛坯形狀更接近工件形狀,加工餘量小。同時由於模鍛件的材料纖維組織分布好,鍛製件的機械強度高。模鍛的生產效率高,但需要專用的模具,且鍛錘的噸位也要比自由鍛造大。主要適用於批量較大的中小型零件。
3.型材
型材按截面形狀可分為:圓鋼、方鋼、六角鋼、扁鋼、角鋼、槽鋼及其他特殊截面的型材。型材有冷拉和熱軋兩種。熱軋的精度低,價格較冷拉的便宜,用於一般零件的毛坯。冷拉的尺寸較小,精度高,易於實現自動送料,但價格貴,多用於批量較大在自動機床上進行加工的情況。
4.焊接件
將型鋼或鋼板,焊接成所需的結構,適於單件小批生產中製造大型毛坯,其優點是製造簡便,周期短,毛坯重量輕;缺點是焊接件抗振性差,由於內應力重新分布引起的變形大,因此在進行機械加工前需經時效處理。
5.沖壓件
在沖床上用沖模將板料沖制而成。沖壓件的尺寸精度高,可以不再進行加工或只進行精加工,生產效率高。適於批量較大而零件厚度較小的中小型零件。
6.冷擠壓件
在壓力機上通過擠壓模擠壓而成,生產效率高。冷擠壓毛坯精度高,表面粗糙度值小,可以不再進行機械加工。但要求材料塑性好,主要為有色金屬和塑性好的鋼材。適於大批量生產中製造形狀簡單的小型零件。如儀表上和航空發動機中的小型零件。
7.粉末冶金
以金屬粉末為原料,在壓力機上通過模具壓製成型後經高溫燒結而成。生產效率高,零件的精度高,表面粗糙度值小,一般可不再進行精加工,但金屬粉末成本較高,適於大批大量生產中壓制形狀較簡單的小型零件。
二、毛坯的選擇
毛坯的種類和製造方法對零件的加工質量、生產率、材料消耗及加工成本都有影響。提高毛坯精度,可減少機械加工的勞動量,提高材料利用率,降低機械加工成本,但毛坯製造成本增加,兩者是相互矛盾的。選擇毛坯應綜合考慮下列因素。
(1)零件的材料及對零件力學性能的要求例如零件的材料是鑄鐵或青銅,只能選鑄造毛坯,不能用鍛造。若材料是鋼材,當零件的力學性能要求較高時,不管形狀簡單與復雜,都應選鍛件;當零件的力學性能無過高要求時,可選型材或鑄鋼件。
(2)零件的結構形狀與外形尺寸鋼質的一般用途的階梯軸,如台階直徑相差不大,可用棒料;若台階直徑相差大,則宜用鍛件,以節約材料和減少機械加工工作量。大型零件,受設備條件限制,一般只能用自由鍛和砂型鑄造;中小型零件根據需要可選用模鍛和各種先進的鑄造方法。
(3)生產類型大批大量生產時,應選毛坯精度和生產率都高的先進的毛坯製造方法,使毛坯的形狀、尺寸盡量接近零件的形狀、尺寸,以節約材料,減少機械加工工作量,由此而節約的費用會遠遠超出毛坯製造所增加的費用,獲得好的經濟效益。單件小批生產時,採用先進的毛坯製造方法所節約的材料和機械加工成本,相對於毛坯製造所增加的設備和專用工藝裝備費用就得不償失了,故應選毛坯精度和生產率均比較低的一般毛坯製造方法,如自由鍛和手工木模造型等方法。
(4)生產條件選擇毛坯時,應考慮現有生產條件,如現有毛坯的製造水平和設備情況,外協的可能性等。可能時,應盡可能組織外協,實現毛坯製造的社會專業化生產,以獲得好的經濟效益。
(5)充分考慮利用新工藝、新技術和新材料隨著毛坯製造專業化生產的發展,目前毛坯製造方面的新工藝、新技術和新材料的應用越來越多,如精鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料的應用日益廣泛,這些方法可大大減少機械加工量,節約材料,有十分顯著的經濟效益,我們在選擇毛坯時,應於充分考慮,在可能的條件下,盡量採用。
⑨ 機械設計中的標准話及材料選用有什麼要求
在機械設計中,標准化的作用非常重要。標准化在簡化設計工作、縮短設計周期、提高設計質量、便於專業化生產、擴大互換性、便於維修、保證產品質量和降低成本等方面具有重要意義。
標准化包括三方面的內容,即零件標准化、產品系列化和部件通用化。
零件的標准化是對機械零件的種類、尺寸、結構要素、材料性能、檢驗方法、設計方法、公差配合及制圖規范等制定出相應的標准,供設計、製造及修配中共同遵照使用。如螺栓、螺母、墊圈等的標准化。
產品系列化是產品在同一基本結構或基本尺寸的條件下,按一定的規律優化組合成若干個不同規格尺寸的產品。這樣可用較少規格的產品滿足不同的需要,如圓柱齒輪減速器系列。系列化是標准化的重要組成部分。
部件通用化是對不同規格的同類產品或不同類產品,在設計中盡量採用相同的零件或部件,如幾種類型不同的轎車可以採用相同的輪胎。通用化是廣義的標准化。
我國現行標准分為國家標准(GB)、行業標准(如JB、YB等)及企業標准三個等級。標准又分為必須執行的(如制圖標准、螺紋標准等)和推薦使用的(如直徑標准等)兩種。為了便於國際間的交流與合作,我國的國家標准現已盡可能地靠攏、符合和採用國際標准(ISO)。出口產品一般應符合國際標准(ISO)。
機械設計中的材料選用:
機械設計中常用的材料有鋼、鑄鐵、有色金屬(如鋁合金、銅合金等)和非金屬材料(如尼龍、工程塑料、橡膠等)。下面介紹常用材料的選用原則。
1、滿足使用要求
滿足使用要求是選用材料的最基本原則和出發點。所謂使用要求,是指用所選材料做成的零件,在給定的工況條件下和預定的壽命期限內能正常工作。而不同的機械,其側重點又有差別。例如,當零件受載荷大並要求質量輕、尺寸小時,可選強度較高的材料;滑動摩擦下工作的零件,應選用減摩性能好的材料;高溫下工作的零件,應選用耐熱材料;當承受靜應力時,可選用塑性或脆性材料;而承受沖擊載荷時,必須選用沖擊韌度較好的材料等。
2、符合工藝要求
所謂工藝要求,是指所選材料的冷、熱加工性能好,熱處理工藝性好。例如,結構復雜而大批量生產的零件宜用鑄件,單件生產宜用鍛件或焊件。簡單盤狀零件(如齒輪或帶輪等),其毛坯是採用鑄件、鍛件還是焊件,主要取決於它們的尺寸大小、結構復雜程度及批量的大小;單件小批生產,宜用焊件;尺寸小、批量大、結構簡單,宜用模鍛件;結構復雜、大批量生產,則宜用鑄件。
3、綜合經濟效益要求
綜合經濟效益好是一切產品追求的最終目標,故在選擇零件材料時,應盡可能選擇能滿足上述兩項要求而價格低廉的材料。不能只考慮材料的價格,還應考慮加工成本及維修費用,即考慮綜合經濟效益。
⑩ 機械零件的選材原則
選材的最主要依據
指的是零件在使用時所應具備的材料性能,包括機械性能、物理性能和化學性能。對大多數零件而言,機械性能是主要的必能指標,表徵機械性能的參數主要有強度極限σb、彈性極限σe、屈服強度σs或σ0.2、伸長率δ、斷面收縮率ψ、沖擊韌性ak及硬度HRC或HBS等。這些參數中強度是機械性能的主要性能指標,只有在強度滿足要求的情況下,才能保證零件正常工作,且經久耐用。在材料力學的學習中,已經發現,在設計計算零件的危險截面尺寸或校核安全程度時所用的許用應力,都要根據材料強度數據推出。 材料的加工工藝性能主要有:鑄造、壓力加工、切削加工、熱處理和焊接等性能。其加工工藝性能的好壞直影響到零件的質量、生產效率及成本。所以,材料的工藝性能也是選材的重要依據之一。
(1)鑄造性能:一般是指熔點低、結晶溫度范圍小的合金才具有良好的鑄造性能。如:合金中共晶成分鑄造性最好。
(2)壓力加工性能:是指鋼材承受冷熱變形的能力。冷變形性能好的標志是成型性良好、加工表面質量高,不易產生裂紋;而熱變形性能好的標志是接受熱變形的能力 好,抗氧化性高,可變形的溫度范圍大及熱脆傾向小等。
(3)切削加工性能:刀具的磨損、動力消耗及零件表面光潔度等是評定金屬材料切削加工性能好壞的標志,也是合理選擇材料的重要依據之一。
(4)可焊性:衡量材料焊接性能的優劣是以焊縫區強度不低於基體金屬和不產生裂紋為標志。
(5)熱處理:是指鋼材在熱處理過程中所表現的行為。
如過熱傾向、淬透性、回火脆性、氧化脫碳傾向以及變形開裂傾向等來衡量熱處理工藝性能的優劣。
總之,良好的加工工藝性可以大減少加工過程的動力、材料消耗、縮短加工周期及降廢品率等。優良的加工工藝性能是降低產品成本的重要途徑。 1、鑄鐵
鑄鐵和鋼都是鐵碳合金,它們的區別主要在於含碳量的不同。含碳量小於2%的鐵碳合金稱為鋼,含碳量大於2%的稱為鑄鐵。鑄鐵具有適當的易熔性,良好的液態流動性,因而可鑄成形狀復雜的零件。此外,它的減震性、耐磨性、切削性(指灰鑄鐵)均較好且成本低廉,因此在機械製造中應用甚廣。常用的鑄鐵有:灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、合金鑄鐵等。其中灰鑄鐵和球墨鑄鐵是脆性材料,不能進行輾壓和鍛造。在上述鑄鐵中,以灰鑄鐵應用最廣,球墨鑄鐵次之。
2、鋼
與鑄鐵相比,鋼具有高的強度、韌性和塑性,並可用熱處理方法改善其力學性能和加工性能。鋼制零件的毛坯可用鍛造、沖壓、焊接或鑄造等方法取得,因此其應用極為廣泛。
按照用途,鋼可分為結構鋼、工具鋼和特殊鋼。結構鋼用於製造各種機械零件和工程結構的構件;工具鋼主要用於製造各種刃具、模具和量具;特殊鋼(如不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼等)用於製造在特殊環境下工作的零件。按照化學成分,鋼又可分為碳素鋼和合金鋼。碳素鋼的性質主要取決於含碳量,含碳量越高則鋼的強度越高,但塑性越低。為了改善鋼的性能,特意加入了一些合金元素的鋼稱為合金鋼。
1)碳素結構鋼
這類鋼的含碳量一般不超過0.7%。含碳量低於0.25%的低碳鋼,它的強度極限和屈服極限較低,塑性很高,且具有良好的焊接性,適於沖壓、焊接,常用來製作螺釘、螺母、墊圈、軸、氣門導桿和焊接構件等。含碳量在0.l%~0.2%的低碳鋼還用以製作滲碳的零件,如齒輪、活塞銷、鏈輪等。通過滲碳淬火可使零件表面硬而耐磨,心部韌而耐沖擊。如果要求有更高強度和耐沖擊性能時,可採用低碳含金鋼。含碳量在 0.3%~0.5%的中碳鋼,它的綜合力學性能較好,既有較高的強度,又有一定的塑性和韌性,常用作受力較大的螺栓、螺母、鍵、齒輪和軸等零件。含碳量在0.55%一0.7%的高碳鋼,具有高的強度和彈性,多用來製作普通的板彈簧、螺旋彈簧或鋼絲繩等。
2)合金結構鋼
鋼中添加合金元素的作用在於改善鋼的性能。例如:鎳能提高強度而不降低鋼的韌性;鉻能提高硬度、高溫強度、耐腐蝕性和提高高碳鋼的耐磨性;錳能提高鋼的耐磨性、強度和韌性;鋁的作用類似於錳,其影響更大些;釩能提高韌性及強度;硅可提高彈性極限和耐磨性,但會降低韌性。合金元素對鋼的影響是很復雜的,特別是當為了改善鋼的性能需要同時加入幾種合金元素時。應當注意,合金鋼的優良性能不僅取決於化學成分,而且在更大程度上取決於適當的熱處理。
3)鑄鋼
鑄鋼的液態流動性比鑄鐵差,所以用普通砂型鑄造時,壁厚常不小於10mm。鑄鋼件的收縮率比鑄鐵件大,故鑄鋼件的圓角和不同壁厚的過渡部分均應比鑄鐵件大些。
選擇鋼材時,應在滿足使用要求的條件下,盡量採用價格便宜供應充分的碳素鋼,必須採用合金鋼時也應優先選用硅、錳、硼、釩類合金鋼。
3、銅合金
銅合金有青銅與黃銅之分。黃銅是銅和鋅的合金,並含有少量的錳、鋁、鎳等,它具有很好的塑性及流動性,故可進行碾壓和鑄造。青銅可分為含錫青銅和不含錫青銅兩類,它們的減摩性和抗腐蝕性均較好,也可輾壓和鑄造。此外,還有軸承合金(或稱巴氏合金),主要用於製作滑動軸承的軸承襯。 1、橡膠
橡膠富於彈性,能吸收較多的沖擊能量,常用作聯軸器或減震器的彈性元件、帶傳動的膠帶等。硬橡膠可用於製造用水潤滑的軸承襯。
2、塑料
塑料的比重小,易於製成形狀復雜的零件,而且各種不同塑料具有不同的特點,如耐蝕性、絕熱性、絕緣性、減摩性、摩擦系數大等,所以近年來在機械製造中其應用日益廣泛。以木屑、石棉纖維等作填充物,用熱固性樹脂壓結而成的塑料稱為結合塑料,可用來製作儀表支架、手柄等受力不大的零件。以布、石棉、薄木板等層狀填充物為基體,用熱固性樹脂壓結而成的塑料稱為層壓塑料,可用來製作無聲齒輪、軸承村和摩擦片等。
設計機械零件時,選擇合適的材料是一項復雜的技術經濟問題。設計者應根據零件的用途、工作條件和材料的物理、化學、機械和工藝性能以及經濟因素等進行全面考慮。這就要求設計者在材料和工藝等方面具有廣泛的知識和實踐經驗。前面所述,僅是一些概略的說明。
各種材料的化學成分和力學性能可在有關的國家標准、行業標准和機械設計手冊中查得。
