第七张第三节毛坯成形方法选择举例.docx
《第七张第三节毛坯成形方法选择举例.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第七张第三节毛坯成形方法选择举例.docx（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
第七张第三节毛坯成形方法选择举例
第三节毛坯成形方法选择举例
一、承压油缸
承压油缸的形状及尺寸如图6-10所示，材料为45钢，年产量200件。
技术要求工作压力15MPa，进行水压试验的压力3MPa。
图纸规定内孔及两端法兰接合面要加工，不允许有任何缺陷，其余外圆部分不加工。
现提出如表6-3所示的六类成形方案进行分析比较。
图6-10承压油缸
表6-3承压油缸成形方案分析比较
方案
成形方案
优点
缺点
1
用ф150mm圆钢直接加工
全部通过水压试验
切削加工费高，材料利用率低
2
砂型铸造
平浇：
两法兰顶部
安置冒口
工艺简单，内孔铸出，
加工量小
法兰与缸壁交接处补缩不好，水压试验合格率低，内孔质量不好，冒口费钢水
立浇：
上法兰用冒口，下法兰用冷铁
缩松问题有改善，
内孔质量较好
仍不能全部通过水压试验
3
平锻机模锻
全部通过水压试验，
锻件精度高，加工余量小
设备、模具昂贵，工艺准备时间长，
4
锤上
模锻
工件立放
能通过水压试验，内孔锻出
设备昂贵、模具费用高，不能锻出法兰，外圆加工量大
工件卧放
能通过水压试验，法兰锻出
设备昂贵、模具费用高，锻不出内孔，内孔加工量大
5
自由锻镦粗、冲孔、带心轴拔长，再在胎模内锻出法兰
全部通过水压试验，加工余量小，设备与模具成本不高
生产率不够高
6
用无缝钢管，两端焊上法兰
通过水压试验，材料最省，工艺准备时间短，无需特殊设备
无缝钢管不易获得
结论
考虑批量与现实条件，第5方案不需特殊设备，胎模成本低，产品质量好，且原材料供应有保证，最为合理
二、开关阀
图6-11所示开关阀安装在管路系统中，用以控制管路的“通”或“不通”。
当推杆1受外力作用向左移动时，钢珠4压缩弹簧5，阀门被打开。
卸除外力，钢珠在弹簧作用下，将阀门关闭。
开关阀外形尺寸为116mm×58mm×84mm，其零件的毛坯成形方法分析如下：
图6-11开关阀
1－推杆2－塞子3－阀体4－钢珠5－压簧6－管接头7－旋塞
1.推杆（零件1）承受轴向压应力、摩擦力，要求耐磨性好，其形状简单，属于杆类零件，采用中碳钢（45钢）圆钢棒直接截取即可。
2.塞子（零件2）起顶杆的定位和导向作用，受力小，内孔要求具有一定的耐磨性，属于套类件，采用中碳钢（35钢）圆钢棒直接截取。
3.阀体（零件3）是开关阀的重要基础零件，起支承、定位作用，承受压应力，要求良好的刚度、减振性和密封性，其结构复杂，形状不规则，属于箱体类零件，宜采用灰铸铁（HT250）铸造成形。
4.钢珠（零件4）承受压应力和冲击力，要求较高的强度、耐磨性和一定的韧度，采用滚动轴承钢（GCr15钢）螺旋斜轧成形，以标准件供应。
5.压簧（零件5）起缓冲、吸振、储存能量的作用，承受循环载荷，要求具有较高疲劳强度，不能产生塑性变形，根据其尺寸（1mm×12mm×26mm），采用碳素弹簧钢（65Mn钢）冷拉钢丝制造。
6.管接头与旋塞管接头（零件6）起定位作用，旋塞（零件7）起调整弹簧压力作用，均属于套类件，受力小，采用中碳钢（35钢）圆钢棒直接截取。
三、单级齿轮减速器
图6-12所示单级齿轮减速器，外形尺寸为430mm×410mm×320mm，传递功率5KW，传动比为3.95，对这台齿轮减速器主要零件的毛坯成形方法分析如下：
图6-12单级齿轮减速器
1－窥视孔盖2—箱盖3—螺栓4—螺母5—弹簧垫圈6—箱体7—端盖
8—调整环9—齿轮轴10—挡油盘11—滚动轴承12—轴13—齿轮
1．窥视孔盖（零件1）用于观察箱内情况及加油，力学性能要求不高。
单件小批量生产时，采用碳素结构钢（Q235A）钢板下料，或手工造型铸铁（HT150）件毛坯。
大批量生产时，采用优质碳素结构钢（08钢）冲压而成，或采用机器造型铸铁件毛坯。
2.箱盖（零件2）、箱体（零件6）是传动零件的支承件和包容件，结构复杂，其中的箱体承受压力，要求有良好的刚度、减振性和密封性。
箱盖、箱体在单件小批量生产时，采用手工造型的铸铁（HT150或HT200）件毛坯，或采用碳素结构钢（Q235A）手工电弧焊焊接而成。
大批量生产时，采用机器造型铸铁件毛坯。
3.螺栓（零件3）、螺母（零件4）起固定箱盖和箱体的作用，受纵向（轴向）拉应力和横向切应力。
采用碳素结构钢（Q235A）镦、挤而成，为标准件。
4.弹簧垫圈（零件5）其作用是防止螺栓松动，要求良好的弹性和较高的屈服强度。
由碳素弹簧钢（65Mn）冲压而成，为标准件。
5.调整环（零件8）其作用是调整轴和齿轮轴的轴向位置。
单件小批量生产采用碳素结构钢（Q235）圆钢下料车削而成。
大批量生产采用优质碳素结构钢（08钢）冲压件。
6.端盖（零件7）用于防止轴承窜动，单件、小批生产时，采用手工造型铸铁（HT150）件或采用碳素结构钢（Q235）圆钢下料车削而成。
大批量生产时，采用机器造型铸铁件。
7.齿轮轴（零件9）、轴（零件12）和齿轮（零件13）均为重要的传动零件，轴和齿轮轴的轴杆部分受弯矩和扭矩的联合作用，要求具有较好的综合力学性能；齿轮轴与齿轮的轮齿部分受较大的接触应力和弯曲应力，应具有良好的耐磨性和较高的强度。
单件生产时，采用中碳优质碳素结构钢（45钢）自由锻件或胎模锻件毛坯，也可采用相应钢的圆钢棒车削而成。
大批量生产时，采用相应钢的模锻件毛坯。
8.挡油盘（零件10）其用途是防止箱内机油进入轴承。
单件生产时，采用碳素结构钢（Q235）圆钢棒下料切削而成。
大批量生产时，采用优质碳素结构钢（08钢）冲压件。
9.滚动轴承（零件11）受径向和轴向压应力，要求较高的强度和耐磨性。
内外环采用滚动轴承钢（GCr15钢）扩孔锻造，滚珠采用滚动轴承钢（GCr15钢）螺旋斜轧，保持架采用优质碳素结构钢（08钢）冲压件。
滚动轴承为标准件。
四、汽车发动机曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是汽车发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动部件。
它由活塞承受燃气压力在汽缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，实现向外输出动力的功能。
曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。
机体组包括如图6-13所示的汽缸体与汽缸套、如图6-14所示的汽缸盖、如图6-15所示的油底壳等主要零件；活塞连杆组包括活塞、连杆、活塞环、活塞销等主要零件，如图6-16所示；曲轴飞轮组包括曲轴、轴瓦、飞轮等主要零件，如图6-17所示。
表6-4列出了曲柄连杆机构部分主要零件的毛坯成形方法。
6-13汽缸体与汽缸套
1—汽缸体2—汽缸套
图6-14汽缸盖
图6-15油底壳
图6-16活塞连杆组
1—活塞环2—活塞3—活塞销4—衬套5—连杆
6—连杆螺栓7—连杆轴瓦8—连杆螺母
图6-17曲轴飞轮组
1—曲轴2—飞轮
表6-4汽车发动机曲柄连杆机构主要零件的毛坯成形方法
组别
零件名称
受力状况和使用要求
材料及成形方法
机
体
组
汽缸体
其形状复杂，特别是内腔，并铸有冷却水套。
发动机的所有部件都装于其上，应具有足够的刚度与抗压强度，有吸振性要求
HT250灰铸铁铸造成形（砂型、机器造型）
汽缸套
镶入汽缸体内，是汽缸的工作表面，与高温、高压的燃气接触，要求耐高温、耐腐蚀
合金铸铁铸造成形
汽缸盖
主要功用是封闭汽缸上部，并与活塞顶部和缸套内壁一起形成燃烧室。
盖上铸有冷却水套、进出水孔、火花塞孔、进排气通道、进排气门座、气门导管孔、摇臂轴支架等，形状复杂
合金铸铁铸造成形
油底壳
主要功用是贮存机油并封闭曲轴箱，成为曲轴箱的组成部分，故也称下曲轴箱，其受力很小
薄钢板冲压成形
活
塞
连
杆
组
活塞
活塞形状较复杂，主要作用是承受汽缸中的燃气压力，在汽缸内作高速往复运动，并将力通过活塞销传给连杆以推动曲轴旋转。
活塞顶部与汽缸盖、汽缸壁共同组成燃烧室。
活塞顶部直接与高温燃气接触，并承受燃气带冲击性的高压力。
活塞在汽缸内作高速运动，惯性力大，导致活塞受力复杂。
故要求活塞质量小，导热性好，热膨胀系数小，尺寸稳定性好，并有较高强度等。
铝硅合金，金属型铸造成形（也有用液态模锻成形）
活塞环
包括气环和油环，按在活塞的活塞环槽内，与汽缸壁直接接触。
气环的主要作用是保证活塞与汽缸壁间的密封；油环的主要作用是刮除汽缸壁上多余的润滑机油。
活塞环受燃气高温、高压作用，随活塞在气缸中作高速往复运动，磨损严重，要求减摩与自润滑性
合金铸铁铸造成形
活塞销
功用是连接活塞和连杆小头，将活塞承受的气体作用力传给连杆。
活塞销在高温下承受很大的周期性冲击载荷，润滑条件较差，要求足够的刚度和强度，表面耐磨，重量尽可能小，通常为空心圆柱体。
低碳合金钢棒或管直接车削、外表面渗碳处理
连杆（包括连杆盖）
连杆小头与活塞销相连，连杆大头与曲轴的曲柄销相连，功用是将活塞承受的力传给曲轴，使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。
受到压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。
要求连杆在质量尽可能小的条件下有足够的刚度和强度
调质钢模锻或辊锻成形（也有用球墨铸铁铸造成型）
衬套
装在连杆小头孔内，与活塞销配合，有相对转动，要求减摩性好
青铜铸造成形
连杆螺栓、螺母
连接紧固连杆大头与连杆瓦盖，承受拉压交变载荷及很大冲击力，要求高屈服强度与韧度
合金调质钢锻造成形
曲
轴
飞
轮
组
曲轴
曲轴轴线弯曲，主要传动轴，承担功率输入与输出的传递任务，承受弯曲、扭转、一定冲击等复杂载荷，要求足够刚度、弯扭强度、疲劳强度和韧度，良好耐磨性（轴颈部）。
球墨铸铁砂型铸造成形（也有用调质钢模锻成形）
飞轮
装在曲轴上，其主要功能是将输入曲轴的一部分能量贮存起来，用于克服其它阻力，保证曲轴均匀旋转。
要求足够大的转动惯量，故尺寸大
用灰铸铁（也有用球墨铸铁或铸钢）铸造成形
第五章 上一节
升级会员 