工程材料課設(shè)報告(編輯修改稿)
2024-12-14 02:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 合型等工序。 (5)應(yīng)盡量使行腔及主要型芯位于下型，以便于造型、下芯、合型和檢驗(yàn)壁厚。 鑄造工藝圖 ： 由下圖分析可得：分型面選在最大截面處，易于拔模，上砂箱高度 、較低，零件下部截面較大，放在砂型上部，并在上部設(shè)置冒口，用來補(bǔ)縮。 圖轉(zhuǎn)下頁 9 / 21 分析 ：分型面選在最大截面處，易于拔模，上砂箱高度較低，零件下部截面較大，放在砂型上部，并在上部設(shè) 置冒口，用來補(bǔ)縮。 三 、 鍛造課程設(shè)計 —— 傳動軸 生產(chǎn)性質(zhì)：小批量生產(chǎn) 技術(shù)要求： σ b≥ 500MPa, σ s≥ 300MPa, δ≥ 15%, α k≥ 35J/cm2 ，硬度 230～240HBS 2：零件圖 10 / 21 工作條件及分析 ： 軸的工作條件： （ 1）傳遞一定的扭矩，承受一定的交變彎矩和拉、壓載荷； （ 2）軸頸承受較大摩擦； （ 3）承受一定沖擊載荷。 軸的主要失效形式： （ 1）疲勞斷裂：由于受扭轉(zhuǎn)疲勞和彎曲疲勞交變載荷長期作用，造成軸 疲勞斷裂。這是最主要的失效形式。 （ 2） 斷裂時效：由于大載荷和沖擊載荷作用，軸發(fā)生這段或扭斷； （ 3） 磨損失效：軸頸處過度磨損 軸的性能要求： 根據(jù)工作條件和失效形式，對軸的選材提出吐下性能要求； （ 1）良好的綜合理學(xué)性能，即強(qiáng)度、塑性、韌性有良好的配合，以防止沖擊和過載斷裂； （ 2）高的疲勞強(qiáng)度以防疲勞斷裂； （ 3）良好的耐磨性以防止軸頸磨損 此外，對剛度、切削加工性、熱處理工藝和成本等因素也應(yīng)綜合考慮。 11 / 21 傳動軸選材 ： 軸類零件選材時主要考慮強(qiáng)度，同時兼 顧材料的沖擊熱性和表面耐磨性。強(qiáng)度設(shè)計一方面應(yīng)保證軸的承載能力，防止變形失效；另一方面由于疲勞強(qiáng)度與拉伸度大致成正比關(guān)系，也能保證軸的耐疲勞性能，并且還對耐磨性有力。為了兼顧強(qiáng)度和韌性，同時考慮疲勞抗力，軸一般用中碳鋼或中碳合金調(diào)質(zhì)鋼制造。主要鋼種是 4 40Cr、 40MnB、30CrMnSi、 35CrMo和 40CrNiMo等。具體根據(jù)載荷類型和淬透性要求來決定。進(jìn)一步分析如下： 方案一：中碳合金調(diào)質(zhì)鋼，根據(jù)要求選擇 40MnB 40MnB調(diào)質(zhì)后局部淬硬可使 HBS達(dá)到 220~250，滿足 硬度要求。在其運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可以承受中等載荷及較高的轉(zhuǎn)速，很好的滿足所需要的精度要求。但是它不能承受較大的沖擊、交變載荷。 方案二：中碳鋼，根據(jù)要求選擇 45鋼 45 鋼的各項(xiàng)力學(xué)性能均達(dá)到要求。其機(jī)械性能較好，冷熱加工性能良好，而且價格較低，來源較廣，應(yīng)用廣泛。但是它的淬透性低，截面尺寸大和要求比較高的工件不宜采用。 綜合分析：傳動軸主要承受的是彎曲和扭轉(zhuǎn)力矩。這樣軸在整個界面上所受應(yīng)力分布不均勻，表面應(yīng)力較大，內(nèi)部應(yīng)力較小。因此無需選用淬透性很高的鋼種。 綜上分析選用 45鋼。 毛坯選擇 ： （ 1）鑄造毛坯： 鑄造毛坯一般組織粗大，力學(xué)性能不如鍛件，切內(nèi)部常存在縮孔、氣孔、砂眼等缺陷。容易在工作中形成裂紋，傳遞扭矩能力不佳，易引起零件的失效。逐漸質(zhì)量不穩(wěn)定，難以控制，廢品率高。 （ 2）鍛造毛坯： 鍛造有著良好的綜合性能，而傳動軸要求綜合機(jī)械性能好、缺陷少。該軸是回轉(zhuǎn)體零件，形狀規(guī)則結(jié)構(gòu)簡單 ，鍛造結(jié)構(gòu)工藝性良好，且為小批量生產(chǎn)。零件選材為 45鋼，為中碳鋼，有著良好的段造型。 綜上所述，應(yīng)該選擇鍛造毛坯。 12 / 21 鍛造結(jié)構(gòu)工藝性分析及鍛造方 法的選擇 ： 傳動軸是較為重要的零件，一旦損壞將嚴(yán)重影響其精度，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重后果。 （ 1）鍛造方法的選擇 方案一：自由鍛 自由端雖然工藝靈活，工具和設(shè)備簡單，成本較低，但是其精度低，加工余量大。 方案二：模型鍛 模型鍛尺寸精度高，加工余量小，鍛件纖維分布合理，可進(jìn)一步提高零件的使用壽命。但是其成本較高，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長。 摩擦壓力機(jī)上模鍛表面質(zhì)量好，能夠完成校正、精整等后續(xù)工序，生產(chǎn)精度高。適合小批量生產(chǎn)切設(shè)備簡單，投資少。 綜上應(yīng)選擇摩擦壓力 機(jī)上模鍛。 （ 2）鍛造結(jié)構(gòu)工藝性分析 該軸是一個實(shí)心體回轉(zhuǎn)體零件，結(jié)構(gòu)簡單，沒有復(fù)雜內(nèi)墻。零件結(jié)構(gòu)對稱，鍛模和設(shè)備受力均勻。分型面的選擇應(yīng)過軸線，這樣上下模結(jié)構(gòu)對稱，取模制模容易。綜上該零件的鍛造結(jié)構(gòu)工藝性較好。 工藝路線的制定和分析 （ 1）工藝流程為： 下料→鍛造 → 正火 → 機(jī)械加工 → 半粗加工 → 調(diào)質(zhì) → 局部淬火 → 回火 → 粗磨外圓 →人工時效 → 精磨 （ 2）熱處理工藝分析 正火：得到合適硬度（ 170320HBS），以便于機(jī)械加工，同時改善鍛造組織，為調(diào)質(zhì)處理做 準(zhǔn)備。 調(diào)質(zhì)處理：使傳動軸得到較高的韌性和足夠的強(qiáng)度使其具有良好的綜合機(jī)械性能和疲勞強(qiáng)度。調(diào)質(zhì)后硬度為 HB200~230，組織為回火索氏體。為了更好的發(fā)揮調(diào)質(zhì)效果，將調(diào)制安排在粗加工后進(jìn)行。 局部淬火：淬火溫度 820840℃左右，鹽浴中冷卻。
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