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齒輪類零件選材及熱處理工藝分析

1 齒輪的作用 齒輪的主要作用是傳遞扭矩、調節速度、改變運動方向。 2 工作條件 (1)一對相互嚙合的齒輪,是通過齒面的接觸、滑動傳遞動力,所以齒根受很大交變彎曲應力作用、齒面受較大接觸應力并有強烈的摩擦和磨損。 (2)在換檔、啟動、嚙合不良時,承受一定的沖擊載荷。 3 失效形式 常見的失效形式有輪齒折斷、齒面磨損、齒面剝落、齒面點蝕、過載斷裂等。 4 力學性能要求 (1)高的彎曲疲勞強度。 (2)齒面應具有高的接觸疲勞強度、高的硬度和耐磨性。 (3)齒輪心部應具有良好的綜合力學性能或較好的強韌性。 5 齒輪零件常用材料及熱處理 (1)中碳鋼和中碳合金鋼。一般承載不大的低、中速傳動齒輪,常選用40、45、40Cr、40MnB鋼等,經調質處理或正火(要求不高時)達到性能要求(較好的綜合力學性能)。經表面淬火、低溫回火,表面硬度可達52~58HRC,具有較高的耐磨性。這類齒輪不能承受較大的沖擊載荷。 (2)低碳鋼和低碳合金鋼。承受較大沖擊載荷的重載高速齒輪一般選用20Cr、20CrMnTi、20MnVB、18Cr2Ni4WA鋼等,個別要求不高的也可選用20鋼。經滲碳、淬火、低溫回火,可使齒面獲得很高的硬度(58~62HRC)和耐磨性,心部具有較高的強度和韌性。 (3)對直徑較大(φ>400~600mm)、形狀復雜的齒輪毛坯,難以鍛造成形時,可采用鑄鋼,如ZG270-500、ZG310-570等。 (4)對一些輕載、低速、不受沖擊、精度要求不高的不太重要的齒輪,可采用灰鑄鐵,如HT200、HT250、HT300等。灰鑄鐵多用于開式傳動;在閉式傳動中,可用球墨鑄鐵代替鑄鋼制造齒輪,如QT600-3、QT500-7等。 (5)對儀表中某些在腐蝕介質中工作的輕載齒輪,可采用黃銅、鋁青銅、錫青銅、硅青銅等有色金屬;對受力不大的儀器、儀表齒輪,在無潤滑條件下:作的小齒輪,可采用尼龍、ABS、聚甲醛等工程塑料制造。 6 齒輪零件選材舉例 (1)機床齒輪。右圖是臥式車床主軸箱三聯滑移齒輪,用于傳遞扭矩和調節速度。工作時,撥動主軸箱的外手柄使該齒輪在軸上滑移,利用與不同齒數的齒輪嚙合,獲得不同的轉速。該齒輪承載不大,工作比較平穩,沖擊不大,可選用中碳鋼制造。由于該齒輪較厚,考慮到淬透性問題,選用40Cr鋼較為合適。其工藝路線為: 下料→鍛造→正火→粗加工→調質→精加工→輪齒感應淬火+低溫回火→精磨。 正火是預先熱處理,可消除鍛造產生的殘余應力,調整硬度便于機械加工,細化晶粒、改善組織;調質可使齒輪獲得較高的w合力學性能,改善心部的強度和韌性,使齒輪能承受較大的交變彎曲應力和一定的沖擊力;感應淬火可提高齒面的硬度、耐磨性和接觸疲勞強度;低溫回火可消除淬火應力、防止產生磨削裂紋、提高抗沖能力。 (2)汽車齒輪。右圖是解放牌汽車的變速箱中的齒輪,其任務是將發動機的動力傳遞到后輪,承受重載和大的沖擊力,工作條件比機床齒輪復雜,要求齒面具有高的硬度(60~62HRC)和耐磨性、齒心部具有高的強度和優良的韌性,考慮到滲碳工藝性的要求和淬透性的問題,可選用20CrMnTi鋼。其工藝路線為: 下料→鍛造→正火→粗加工、半精加工→滲碳→淬火+低溫回火→噴丸→校正花鍵孔→精磨齒。 滲碳是為了提高表層的x含量。淬火是為了使表層獲得高碳馬氏體和碳化物,具有高的硬度(58~62HRC)、耐磨性和疲勞強度;心部獲得低碳馬氏體,硬度可達到33~48HRC,具有高的強韌性。低溫回火消除淬火應力、提高抗沖能力、防止產生磨削裂紋。噴丸可增大滲碳層的壓應力,有利于提高疲勞強度。

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金屬的鍛壓是什么

鍛壓包括鍛與沖壓,在外力作用下使金屬產生塑性變形,一般要在高溫下進行。鍛造分為自由鍛和模鍛兩大類。沖壓加工的對象是金屬薄板,一般在常溫下進行,故又稱為板料沖壓或冷沖壓。 1、自由鍛 將坯料放在設備(自由鍛錘或水壓機)的上、下抵鐵之間,因坯料在壓力作用下是自由流動的,故稱為自由鍛。 按使用設備和鍛造力性質不同,自由鍛分為錘上自由鍛和水壓機上自由鍛,大型鍛件要在水壓機上進行。 自由鍛產品尺寸付鵲汀⒓庸ち看螅材料消耗多,生產率低,勞動條件差,勞動強度大,只有在單件、小批量生產才是合理的。 2、模鍛 模鍛時將坯料放在鍛模膛內,使工件壓力成形。按照使用設備不同,模鍛分為錘上模鍛,曲柄壓力機上模鍛、平鍛機上模福螺旋壓力機上模鍛及其他專用設備上模鍛。 模鍛生產率高,工件表面光潔,尺寸精度高,材料利用率高,鍛件內部,鍛造流線分布更加合理,提高了使用壽命,可鍛軟復雜零件,操作簡單,易于實現機械化,成本較低,常用于中小型鍛件的批量生產。 3、板料沖壓 利用裝在沖壓機床上的沖模對金屬板料加工,使之變形或分離,從而獲得零件或毛坯。 板料坯料通常是厚度在1~2mm以下的薄板一般不加熱。板料沖壓的原材料要具有良好的塑性和較低的抗變形能力,如低碳鋼、合金鋼、銅、鋁。 沖壓件重量輕,剛度好、結構輕巧、質量穩定,互換性好。操作簡單,易于機械化和自動化,且成本低。 由于沖壓模具制作成本高,大批量生產才是合理的。 4、其他壓力加工方法 擠壓形成,使系難沽Υ螅金屬變形量大,可制作多種材料,多種形狀的金屬工件,且精度高、機械性能好,可機械化自動化。 輥軋成形:如輥軋、熱軋齒輪、輾環。 精密模鍛,經向鍛造、高速錘鍛造等。

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機械加工軸類零件的工藝要求

   我國的軸類零件機械加工行業在近年飛速發展,各個大型機械加工廠也在不斷的進行軸類零件機械加工技術的創新與改進,對于軸類零件的機械加工,我們不但要知道大型機械加工廠加工工藝的規程與大型機械加工廠的安全生產要求,還要懂得機械加工的工藝要求,那么軸類零件機械加工的工藝要求都有哪些呢? 1.尺寸精度 軸頸是軸類零件的主要部件,它影響軸的回轉精度及工作狀態。軸頸的直徑精度根據其使用要求通常為IT6~9,精密軸頸可達IT5。    2.幾何形狀精度 軸頸的幾何形狀精度(圓度、圓柱度),一般應控制在直徑公差點范圍內。對幾何形狀精度要求較高的,可在零件圖上另行規定其允許的公差。 3.位置精度 指裝配傳動件的配合軸頸相對于裝配軸承的支承軸頸的同軸度,是用配合軸頸對支承軸頸的徑向圓跳動來表示的;根據使用要求,規定高精度軸為0.001~0.005mm,而一般精度軸為0.01~0.03mm。此外還有內圓柱面的同軸度和軸向定位端面與軸心線的垂直度要求等。 4.表面粗糙度 根據零件的工作部位的不同,可有不同的表面粗糙度值,隨著機器運轉速度的增大和精密程度的提高,軸類零件表面粗糙度值要求越來越小。 5.軸承表面異色時不準使用 合金軸承襯表面成橙色時不準使用,在規定的接觸角內不準有離核現象,在接觸角外的離核面積不得大于非接觸區總面積的10%,齒輪(蝸輪)基準端面與軸肩(或定位套端面)應貼合,用0.05mm塞尺檢查不入。并應保證齒輪基準端面與軸線的垂直度要求。 6.接觸面 軸承外圈裝配后與定位端軸承蓋端面應接觸均勻,滾動軸承裝好后用手轉動應靈活、平穩,上下軸瓦的結合面要緊密貼和,用0.05mm塞尺檢查不入;用定位銷固定軸瓦時,應在保證瓦口面和端面與相關軸承孔的開合面和端面包持平齊狀態下鉆鉸、配銷。銷打入后不得松動。 軸類零件的精度要求相對較高,因此軸類零件機械加工的工藝要求也應更加嚴格,以此能更好的保證機械設備可以更加好的運行,使用壽命更加長,韻拓機加工專注于大型五金件的加工與制造,承接精密機械零部件加工、大型數控龍門銑加工、機架焊接加工、臥式CNC加工。

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機械加工誤差和公差的區別在哪?

1.機械加工誤差 加工精度是指機械加工后,鍛件幾何參數(尺寸、幾何要素的形狀和相互位置、輪廓的微觀不平程度等)的實際值與設計理想值相符合的程度。   加工誤差是指實際幾何參數對其設計理想值的偏離程度,加工誤差越小,加工精度越高。   機械加工誤差主要有以下幾類。   ①尺寸誤差:鍛件加工后的實際尺寸對理想尺寸的偏離程度。理想尺寸是指圖樣上標注的較大、較小兩極限尺寸的平均值,即尺寸公差帶的中心值。   ②形狀誤差:指加工后鍛件的實際表面形狀對于其理想形狀的差異(或偏離程度),如圓度、直線度等。   ③位置誤差:指加工后鍛件的表面、軸線或對稱平面之間的相互位置對于其理想位置的差異(或偏離程度),如同軸度、位置度等。   ④表面微觀不平度:加工后的鍛件表面上由較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀誤差。鍛件表面微觀不平度用表面粗糙度的評定參數值表示。   加工誤差是由工藝系統的諸多誤差因素所產生的。如加工方法的原理誤差,鍛件裝卡定位誤差,夾具、刀具的制造誤差與磨損,機床的制造、安裝誤差與磨損,機床、刀具的誤差,切削過程中的受力、受熱變形和摩擦振動,還有毛坯的幾何誤差及加工中的測量誤差等。   2.幾何量公差 為了控制加工誤差,滿足鍛件功能要求,設計者通過鍛件圖樣,提出相應的加工精度要求,這些要求是用幾何量公差的標注形式給出的。   幾何量公差就是實際幾何參數值允許的變動范圍。   相對于各類加工誤差,幾何量公差分為尺寸公差、形狀公差、位置公差和表面粗糙度指標允許值及典型零件特殊幾何參數的公差等。   圖所示為各類不同幾何量公差的標注方法及數值。   在現代化生產中,一個機械產品的制造過程往往涉及許多行業和企業,有的還需要國際間的合作。為了滿足相互間在技術上的協調要求,必須有一個共同遵守的規范的統一技術要求。   標準是規范技術要求的法規,是在一定范圍內共同遵守的技術依據。標準按不同級別頒發,在世界范圍,企業共同遵守的是國際標準(ISO)。我國標準分為國家標準(GB)、行業標準(如機械標準(JB))、地方標準(DB)及企業標準。地方標準和企業標準是在沒有國家標準及行業標準可依據、而在某個范圍內又需要統一技術要求的情況下制定的技術規范。   標準的范圍很廣,涉及人們生活的各個方面。按照針對的對象,可以分為基礎標準、產品標準、方法標準和安全與環境保護標準等。        

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帶你了解機械加工中四種熱處理方式

在機械加工過程中,我們使用較多的是四種熱處理方式:退火、正火、淬火和回火,下面做一一的分析。                      1.退火處理 退火處理的定義:將金屬零件加熱到一定的高溫,保持一段時間,然后讓其自然冷卻的一種金屬熱處理工藝。 其主要作用: A、降低零件的硬度、改善切削加工性能; B、消除零件殘余應力,穩定尺寸、減少變形與裂紋概率; C、細化晶粒,調整組織,消除材料組織缺陷; D、 均勻材料組織和成分,改善材料性能或為后續熱處理工藝做組織準備。 3.正火處理 正火處理的定義:將金屬零件加熱到一定的高溫,保持一段時間,然后讓其在空氣中利用噴 水、噴霧、吹風等方式進行冷卻,其與退火處理不同的是,其冷卻速度要快一些,所以得到的材料組織要更細,機械性能也有所提高。 其主要作用: A、去除材料的內應力; B、降低材料的硬度、提高塑性; 2. 淬火處理 淬火處理的定義:將金屬零件加熱到臨界溫度Ac3或者Ac1以上溫度,保持一段時間,使之全部或者部分奧氏體化,然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下進行馬氏體轉變的熱處理工藝。 其主要作用: A、大幅度提高零件的剛性、硬度、耐磨性和疲勞強度等; B、滿足某些特殊鋼材的鐵磁性、耐蝕性等物理、化學性能。 4.回火處理 回火處理的定義:是指將經過淬火硬化或正常化處理后的鋼材再浸置于一低于臨界溫度一段時間后,以一定的速度冷卻下來,以增加材料的韌性的一種熱處理方式。 其主要作用: A、消除工件淬火時產生的殘留應力,防止變形和開裂; B、調整工件的硬度、強度、塑性和韌性、達到更好的性能要求; C、穩定組織與尺寸、保證精度; D、 改善和提高加工性能。 注意:A、退火和正火通常可以相互代替使用,尤其是在處理后獲得的零件硬度不高的話(一般以不影響加工性能為準),我們要優先選擇正火處理,因為它的加工周期更短,成本也就相應的更低。B、回火一般需要配合淬火或正火來使用,回火是替淬火和正火來“擦屁股”的,因為淬火與正火處理后,零件的硬度都會偏高,因此會存在很大殘余應力,尤其是淬火處理,零件存在很大的脆硬性,通常一定要回火來“糾偏”才能更好的滿足我們的使用要求。C、淬火這個詞在工廠通常念“zan huo”,特別是老一輩從業者都是這個念法,年輕人已經開始在改變,但是一時難以消除。

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非標機械制造中鑄造和鍛造的區別是什么?

在模具制造中,我們會經常能聽到鑄造和鍛造這個兩個詞,究竟這兩種制造工藝有什么區別呢?今天,就來為大家詳細介紹一下吧! 一、鑄造 鑄造是將金屬熔煉成符合一定要求的液體,并澆進鑄型里,經冷卻凝固、清整處理后得到有預定形狀、尺寸和性能的鑄件(零件或毛坯)的工藝過程,是現代機械制造工業的基礎工藝。 鑄造生產的毛坯成本低廉,對于形狀復雜、特別是具有復雜內腔的零件,更能顯示出它的經濟性;同時,它的適應性較廣,且具有較好的綜合機械性能。但鑄造生產所需的材料(如金屬、木材、燃料、造型材料等)和設備(如冶金爐、混砂機、造型機、造芯機、落砂機、拋丸機、鑄鐵平板等)較多,且會產生粉塵、有害氣體和噪聲而污染環境。 1、鑄造種類 按造型方法習慣上分為: ①普通砂型鑄造,包括濕砂型、干砂型和化學硬化砂型三類。 ②特種鑄造,按造型材料又可分為以天然礦產砂石為主要造型材料的特種鑄造(如熔模鑄造、泥型鑄造、鑄造車間殼型鑄造、負壓鑄造、實型鑄造、陶瓷型鑄造等)和以金屬為主要鑄型材料的特種鑄造(如金屬型鑄造、壓力鑄造、連續鑄造、低壓鑄造、離心鑄造等)兩類。 2、鑄造工藝 ①鑄型(使液態金屬成為固態鑄件的容器)準備,鑄型按所用材料可分為砂型、金屬型、陶瓷型、泥型、石墨型等;按使用次數可分為一次性型、半永久型和永久型。鑄型準備的優劣是影響鑄件質量的主要因素; ②鑄造金屬的熔化與澆注,鑄造金屬(鑄造合金)主要有鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色合金; ③鑄件處理和檢驗,鑄件處理包括清除型芯和鑄件表面異物、切除澆冒口、鏟磨毛刺和披縫等凸出物,以及熱處理、整形、防銹處理和粗加工等。 二、鍛造 鍛造是利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力,使其產生塑性變形以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法,是鍛壓的兩大組成部分之一。通過鍛造,能消除金屬的鑄態疏松、焊合孔洞,鍛件的機械性能一般優于同樣材料的鑄件。機械中負載高、工作條件嚴峻的重要零件,除形狀較簡單的可用軋制的板材、型材或焊接件外,多采用鍛件。 1、鍛造按成形方法分 ①開式鍛造(自由鍛) 利用沖擊力或壓力使金屬在上下兩個砥鐵(砧塊)間產生變形以獲得所需鍛件,主要有手工鍛造和機械鍛造兩種。 ②閉模式鍛造 金屬坯料在具有一定形狀的鍛模膛內受壓變形而獲得鍛件,可分為模鍛、冷鐓、旋轉鍛、擠壓等。 2、按變形溫度分 鍛造又可分為熱鍛(加工溫度高于坯料金屬的再結晶溫度)、溫鍛(低于再結晶溫度)和冷鍛(常溫)。 鍛造用料主要是各種成分的碳素鋼和合金鋼,其次是鋁、鎂、鈦、銅等及其合金。材料的原始狀態有棒料、鑄錠、金屬粉末和液態金屬等。金屬在變形前的橫斷面積與變形后的模斷面積之比稱為鍛造比。正確地選擇鍛造比對提高產品質量、降低成本有很大關系。

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精密大齒輪加工有哪些技術難點?

  齒輪加工過程是一個仿形的過程,刀具齒形設計是齒輪齒形加工的重要基礎,指型齒輪銑刀的齒形由兩部分組成:工作部分和非工作部分。由于齒輪輪形部分是直接有銑刀決定的,刀具的齒根部分和圓角、漸開線和過度曲線之間的連接等齒形設計優化是刀具的關鍵。 大齒輪加工難點在哪?   若是采用傳統的整體鑄造工藝,雖然可以澆鑄出形狀復雜的外形,但在鑄鋼體內部的金相組織就比較疏松,在表面和內部經常出現微小縮孔、氣孔、裂縫、結疤等缺陷,往往會影響其使用質量。并且整體鍛造工藝考慮到其大型齒輪復雜的外形形狀,不但鍛造困難,過多的機加工余量,亦是導致大幅度的提高造價成本,而且要加工出精確的外形,也是非常不容易的。    如果采用鑄造的方式加工大型齒輪,為避免縮孔、氣孔以及結疤問題的出現,就需要將大齒輪的部件進行合理分解,分成外部齒圈和內圈、內部副板和加強筋等。每個部件采用不同的鋼材進行澆鑄,如外部使用55號中碳鋼,內部則使用鎮靜鋼。但采用分件鑄造,內部構件的拼裝部件的連接定位形式;粗加工要求;異種鋼材的焊接;熱處理;技術驗收都是新的問題。    要想一勞永逸的解決這些問題,比較好的就是采用切削工藝,可有效的避免氣孔、裂縫、結疤等問題的出現。

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滾齒加工精度都受哪些因素影響?

由于軸齒精度一般由齒圈徑跳、基節偏差、公法線長度等因素決定。因此,一旦這幾項因素發生偏差,滾齒加工精度均會受到較為嚴重的影響,以下均為當前滾齒加工過程中較易出現的誤差原因。 1.運動偏心 運動偏心一般表現為公法線長度誤差,這種誤差出現的原因是滾齒在進行齒輪加工的過程中一般會采用展成法,因此, 當對于齒坯間的分齒到刀具傳動鏈進行確立時,必須要將傳動比關系作為其運動精確性的主要決定因素。然而,傳動鏈本身 并非單項結構,它是由較多的傳動元件組成。因此,當傳動鏈在進行運動過程中,必定會出現零件誤差在傳動鏈末端集中反映的情況,也就是相對運動中的不均勻性,并由此對加工精度造成影響。而此處,運動偏心,也就是公法線長度,其變動與齒輪牙齒分布狀況有一定關聯,當齒輪牙齒分布不均勻時,公法線長度的變動就會直觀地表現出其出現誤差的較大范圍。 2.幾何偏心 幾何偏心主要為齒圈徑向跳動誤差,齒圈徑向跳動主要指在一轉范圍內的齒輪,其測頭一般在輪齒或齒槽部位,一旦其與齒的中高部雙面發生接觸,就會出現測頭相對于輪齒軸線的較大變動量,也就是相對于軸中心線,輪齒齒圈發生的偏心,被稱為幾何偏心。 3. 齒形誤差 齒形誤差主要指包容實際齒形輪廓線的理想齒形廓線法 向在齒形工作部分中的距離。一般而言,漸開線齒形總會存在一定偏差,這種偏差會使傳動平穩性受到影響,出現不對稱、 角誤差等現象,進而產生滾刀齒形誤差。而對齒形誤差的成 因進行具體分析,就可以發現,在漸開線齒形決定的過程中, 齒輪基圓是首要決定性參數,因此,一旦基圓發生誤差,齒形也會因此出現誤差。當對齒輪進行加工時,漸開線齒形其中依靠齒坯滾刀之間固定速比的分齒進行保證,由此可以證明, 滾刀齒形誤差決定了齒形誤差,并導致不對稱等現象的產生。 4. 齒向誤差 齒向誤差只有在特定范圍內才會產生,它產生于全齒寬范圍之內,同時又在分度圓柱面之上,它包括了兩條設計齒向線的端面距離。 5. 粗糙度分析 粗糙度一般被分為魚鱗、啃齒、撕裂等幾種現象。

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