1、30個(gè)機(jī)械零件的加工工藝1、 齒輪一圖917所示為一雙聯(lián)齒輪，材料為40Cr，精度為766級(jí)，其加工工藝過程見表96。從表中可見，齒輪加工工藝過程大致要經(jīng)過如下幾個(gè)階段：毛坯熱處理、齒坯加工、齒形加工、齒端加工、齒面熱處理、精基準(zhǔn)修正及齒形精加工等。齒號(hào) 齒號(hào) 模數(shù) 2 2 基節(jié)偏差 ±0.016 ±0.016 齒數(shù) 28 42 齒形公差 0.017 0.018 精度等級(jí) 7GK 7JL 齒向公差 0.017 0.017 公法線長度變動(dòng)量 0.039 0.024 公法線平均長度 21.36 00.05 27.6 00.05 齒圈徑向跳動(dòng) 0.050 0.042 跨齒數(shù) 4

2、5 二 齒輪的主要加工面 1.齒輪的主要加工表面有齒面和齒輪基準(zhǔn)表面，后者包括帶孔齒輪的基準(zhǔn)孔、切齒加工時(shí)的安裝端面，以及用以找正齒坯位置或測(cè)量齒厚時(shí)用作測(cè)量基準(zhǔn)的齒頂圓柱面。 2齒輪的材料和毛坯常用的齒輪材料有15鋼、45鋼等碳素結(jié)構(gòu)鋼；速度高、受力大、精度高的齒輪常用合金結(jié)構(gòu)鋼，如20Cr，40Cr，38CrMoAl，20CrMnTiA等。齒輪的毛坯決定于齒輪的材料、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸規(guī)格、使用條件及生產(chǎn)批量等因素，常用的有棒料、鍛造毛坯、鑄鋼或鑄鐵毛坯等。三 直齒圓柱齒輪的主要技術(shù)要求， 1齒輪精度和齒側(cè)間隙 GBl0095漸開線圓柱齒輪精度對(duì)齒輪及齒輪副規(guī)定了12個(gè)精度等級(jí)。其中，12級(jí)為

3、超精密等級(jí)；35級(jí)為高精度等級(jí)；68級(jí)為中等精度等級(jí)；912級(jí)為低精度等級(jí)。用切齒工藝方法加工、機(jī)械中普遍應(yīng)用的等級(jí)為7級(jí)。按照齒輪各項(xiàng)誤差的特性及它們對(duì)傳動(dòng)性能的主要影響，齒輪的各項(xiàng)公差和極限偏差分為三個(gè)公差組(表134)。根據(jù)齒輪使用要求不同，各公差組可以選用不同的精度等級(jí)。齒輪副的側(cè)隙是指齒輪副嚙合時(shí)，兩非工作齒面沿法線方向的距離(即法向側(cè)隙)，側(cè)隙用以保證齒輪副的正常工作。加工齒輪時(shí)，用齒厚的極限偏差來控制和保證齒輪副側(cè)隙的大小。 2齒輪基準(zhǔn)表面的精度齒輪基準(zhǔn)表面的尺寸誤差和形狀位置誤差直接影響齒輪與齒輪副的精度。因此GBl0095附錄中對(duì)齒坯公差作了相應(yīng)規(guī)定。對(duì)于精度等級(jí)為68級(jí)的齒

4、輪，帶孔齒輪基準(zhǔn)孔的尺寸公差和形狀公差為IT6-IT7，用作測(cè)量基準(zhǔn)的齒頂圓直徑公差為IT8；基準(zhǔn)面的徑向和端面圓跳動(dòng)公差，在11-22m之間(分度圓直徑不大于400mm的中小齒輪)。 3表面粗糙度齒輪齒面及齒坯基準(zhǔn)面的表面粗糙度，對(duì)齒輪的壽命、傳動(dòng)中的噪聲有一定的影響。68級(jí)精度的齒輪，齒面表面粗糙度Ra值一般為0832m，基準(zhǔn)孔為0816 m，基準(zhǔn)軸頸為0416m，基準(zhǔn)端面為1632m，齒頂圓柱面為32m。三、直齒圓柱齒輪機(jī)械加工的主要工藝問題 1定位基準(zhǔn)齒輪加工定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)符合基準(zhǔn)重合的原則，盡可能與裝配基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)一致，同時(shí)在齒輪加工的整個(gè)過程中(如滾、剃、珩齒等)應(yīng)選用同一定位

5、基準(zhǔn)，以保持基準(zhǔn)統(tǒng)一。帶孔齒輪或裝配式齒輪的齒圈，常使用專用心軸，以齒坯內(nèi)孔和端面作定位基準(zhǔn)。這種方法定位精度高，生產(chǎn)率也高，適用于成批生產(chǎn)。單件小批生產(chǎn)時(shí)，則常用外圓和端面作定位基準(zhǔn)，以省去心軸，但要求外圓對(duì)孔的徑向圓跳動(dòng)要小，這種方法生產(chǎn)率較低。 2齒坯加工齒坯加工主要包括帶孔齒輪的孔和端面 (1)齒坯孔加工的主要方案如下： 1)鉆孔一擴(kuò)孔一鉸孔一插鍵槽 2)鉆孔一擴(kuò)孔一拉鍵槽一磨孔 3)車孔或鏜孔一拉或插鍵槽磨孔 (2)齒坯外圓和端面主要采用車削。大批、大量生產(chǎn)時(shí)，常采用高生產(chǎn)率機(jī)床加工齒坯，如多軸或多工位、多刀半自動(dòng)機(jī)床；單件、小批生產(chǎn)時(shí)，一般采用通用車床，但必須注意內(nèi)孔和基準(zhǔn)端面的精

6、加工應(yīng)在一次安裝內(nèi)完成，并在基準(zhǔn)端面作標(biāo)記。 3齒面切削方法的選擇齒面切削方法的選擇主要取決于齒輪的精度等級(jí)、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)條件和熱處理要求。78級(jí)精度不淬硬的齒輪可用滾齒或插齒達(dá)到要求；67級(jí)精度不淬硬的齒輪可用滾齒一剃齒達(dá)到要求；67級(jí)精度淬硬的齒輪在生產(chǎn)批量較小時(shí)可采用滾齒一（或插齒)一齒面熱處理磨齒的加工方案，生產(chǎn)批量大時(shí)可采用滾齒一剃齒一齒面熱處理一珩齒的加工方案。 4圓柱齒輪的加工工藝過程 (1)只需調(diào)質(zhì)熱處理的齒輪毛坯制造一毛坯熱處理(正火)一齒坯粗加工一調(diào)質(zhì)一齒坯精加工一齒面粗加工一齒面精加工。 (2)齒面須經(jīng)表面淬火的中碳結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼齒輪毛坯制造一正火一齒坯粗加工一調(diào)質(zhì)

7、一齒坯半精加工一齒面粗加工(半精加工)一齒面表面淬火一齒坯精加工一齒面精加工。 (3)齒面須經(jīng)滲碳或滲氮的齒輪毛坯制造一正火一齒坯粗加工一正火或調(diào)質(zhì)一齒坯半精加工一齒面粗加工一齒面半精加工一滲碳淬火或滲氮一齒坯精加工一齒面精加工。以飛機(jī)等高轉(zhuǎn)速高功率的汽輪機(jī)內(nèi)的齒輪制造為例； 1. 零件分析：該齒輪為模數(shù)m=35mm，齒數(shù)z=63，齒形角=20º的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。由于是飛機(jī)汽輪機(jī)中的齒輪，所以其加工精度要求高；由于汽輪機(jī)中的齒輪要求齒面要硬，齒心要韌，所以選擇鍛造毛坯；采用40Cr (1)主要技術(shù)要求 1)精度等級(jí)設(shè)第I公差組為6級(jí)精度，檢測(cè)項(xiàng)目齒距累積誤差Fp;第公差組為

8、5級(jí)精度，檢測(cè)項(xiàng)目齒形誤差ff和基節(jié)偏差fpb，；第公差組為5級(jí)精度，檢測(cè)項(xiàng)目齒向誤差F；用測(cè)公法線長度的方法測(cè)齒厚偏差Wk；齒厚上偏差代號(hào)M，齒厚下偏差代號(hào)P； (精度等級(jí)表示中，齒厚極限偏差用以控制側(cè)隙，本例用代號(hào)MP表示)。 2)齒坯基準(zhǔn)面精度基準(zhǔn)內(nèi)孔為精度IT6；兩端面對(duì)內(nèi)孔軸線的端面圓跳動(dòng)業(yè)有要求；3)表面粗糙度Ra值基準(zhǔn)孔為08m，兩端面為16m，齒面為08m，齒頂圓柱面為32m。 (2)毛坯選擇采用鍛造毛坯以改善材料的力學(xué)性能。小批生產(chǎn)時(shí)采用自由鍛，大批大量生產(chǎn)時(shí)采用模鍛。 (3)主要表面加工方法的選擇該齒輪精度等級(jí)較高，各主要表面精加工的方法如下；基準(zhǔn)孔：磨削端面：磨削齒面：滾

9、齒一表面淬火磨齒加工飛機(jī)汽輪機(jī)圓柱齒輪的一般過程：工藝流程卡產(chǎn)品型號(hào)零部件圖號(hào)文件編號(hào)產(chǎn)品名稱齒輪零部件名稱共頁 第頁序號(hào)工序內(nèi)容設(shè)備數(shù)量量具工時(shí)定額備注 1下料鋸床1 2粗車端面、內(nèi)孔及倒角立車 1 3毛坯檢驗(yàn)無損探傷儀 4粗車止口、外圓倒角及端面車床 1 5熱處理（調(diào)質(zhì)）箱式爐 6精車內(nèi)孔和端面 車床 1 7鉆孔 立鉆 8磨大端面 平面磨床 9擴(kuò)孔 鉆床 10拉鍵槽拉床 11中間檢驗(yàn) 卡尺和角度尺 12打廠標(biāo) 鉗工臺(tái) 13粗滾齒 滾齒機(jī) 14精滾齒 滾齒機(jī) 15齒端加工銑床 16清洗 清洗機(jī) 17中間檢驗(yàn) 18熱處理 （表面淬火） 箱式爐 19精磨內(nèi)孔 內(nèi)圓磨床 20清洗 清洗機(jī) 21中間

10、檢驗(yàn) 22配對(duì) 檢驗(yàn)機(jī) 23磨研齒 磨齒機(jī) 24清洗 清洗機(jī) 25配對(duì) 檢驗(yàn)機(jī) 26寫配對(duì)號(hào) 27清洗 清洗機(jī) 28最終檢驗(yàn) 設(shè)計(jì)校對(duì)審核批準(zhǔn)齒輪加工工藝過程大致要經(jīng)過如下幾個(gè)階段：毛坯熱處理、齒坯加工、齒形加工、齒端加工、齒面熱處理、精基準(zhǔn)修正及齒形精加工等。 加工的第一階段是齒坯最初進(jìn)入機(jī)械加工的階段。由于齒輪的傳動(dòng)精度主要決定于齒形精度和齒距分布均勻性，而這與切齒時(shí)采用的定位基準(zhǔn)（孔和端面）的精度有著直接的關(guān)系，所以，這個(gè)階段主要是為下一階段加工齒形準(zhǔn)備精基準(zhǔn)，使齒的內(nèi)孔和端面的精度基本達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。在這個(gè)階段中除了加工出基準(zhǔn)外，對(duì)于齒形以外的次要表面的加工，也應(yīng) 盡量在這一階段的

11、后期加以完成。第二階段是齒形的加工。對(duì)于不需要淬火的齒輪，一般來說這個(gè)階段也就是齒輪的最后加工階段，經(jīng)過這個(gè)階段就應(yīng)當(dāng)加工出完全符合圖樣要求的齒輪來。對(duì)于需要淬硬的齒輪，必須在這個(gè)階段中加工出能滿足齒形的最后精加工所要求的齒形精度，所以這個(gè)階段的加工是保證齒輪加工精度的關(guān)鍵階段。應(yīng)予以特別注意。齒端加工: a)倒圓b)倒尖c)倒棱圖1 齒端加工齒輪的齒端加工方式有：倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺四種方式。經(jīng)倒圓、倒尖、倒棱后的齒輪(圖1)。沿軸向移動(dòng)時(shí)容易進(jìn)入嚙合。齒端倒圓應(yīng)用最多，圖2是表示用指狀銑刀倒圓的原理圖。倒圓時(shí)，齒輪慢速旋轉(zhuǎn)，指狀銑刀在高速度旋轉(zhuǎn)的同時(shí)沿齒輪軸向作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。齒輪每轉(zhuǎn)過

12、一齒，銑刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，兩者在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中即完成齒端倒圓。同時(shí)由齒輪的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)連續(xù)分齒，生產(chǎn)率較高。齒端加工應(yīng)安排在齒形淬火之前進(jìn)行。 圖2 齒端倒圓加工的第三階段是熱處理階段。在這個(gè)階段中主要對(duì)齒面的淬火處理，使齒面達(dá)到規(guī)定的硬度要求。 加工的最后階段是齒形的精加工階段。這個(gè)階段的目的，在于修正齒輪經(jīng)過淬火后所引起的齒形變形，進(jìn)一步提高齒形精度和降低表面粗糙度，使之達(dá)到最終的精度要求。在這個(gè)階段中首先應(yīng)對(duì)定位基準(zhǔn)面（孔和端面）進(jìn)行修整，因淬火以后齒輪的內(nèi)孔和端面均會(huì)產(chǎn)生變形，如果在淬火后直接采用這樣的孔和端面作為基準(zhǔn)進(jìn)行齒形精加工，是很難達(dá)到齒輪精度的要求的。以修整過的基準(zhǔn)面定位進(jìn)行齒形精加工

13、，可以使定位準(zhǔn)確可靠，余量分布也比較均勻，以便達(dá)到精加工的目的。 齒端加工必須安排在齒輪淬火之前，通常多在滾（插）齒之后。 齒輪淬火后基準(zhǔn)孔產(chǎn)生變形，為保證齒形精加工質(zhì)量，對(duì)基準(zhǔn)孔必須給予修正。圓柱孔齒輪的修正，可采用推孔或磨孔，推孔生產(chǎn)率高，常用于未淬硬齒輪；磨孔精度高，但生產(chǎn)率低，對(duì)于整體淬火后內(nèi)孔變形大硬度高的齒輪，或內(nèi)孔較大、厚度較薄的齒輪，則以磨孔為宜磨孔時(shí)一般以齒輪分度圓定心，這樣可使磨孔后的齒圈徑向跳動(dòng)較小，對(duì)以后磨齒或珩齒有利。為提高生產(chǎn)率，有的工廠以金剛鏜代替磨孔也取得了較好的效果。2、 鏈條一、 鏈條生產(chǎn)工藝流程示意圖：二、 工藝流程說明a.帶鋼首先經(jīng)沖床、壓床沖壓稱成要的

14、形狀與尺寸經(jīng)六角滾筒去除毛刺，然后熱處理，之后用機(jī)油進(jìn)行淬火，在經(jīng)堿+水+工業(yè)砂對(duì)其表面粘附的油污進(jìn)行清洗后備用。b.套筒、滾子料經(jīng)卷管處理，然后通過六角滾筒去除毛刺，在京哈熱處理之后用水淬火，然后對(duì)其表面的油污進(jìn)行去除。c.軸料鋼首先經(jīng)軸銷機(jī)處理制成需要的形狀與尺寸，然后通過六角滾筒去除毛刺，再經(jīng)熱處理后用水淬火，然后對(duì)其表面的油污進(jìn)行去除。d.最后將個(gè)零件進(jìn)行回火，最后裝配成型。經(jīng)檢驗(yàn)合格后即為成品。三、工藝1、熱處理：在熱處理設(shè)備中，在高溫下采用各種輔助介質(zhì)，改善零件的組織結(jié)構(gòu)，提高各種物品性能。       

15、0;                                                 

16、0;      2、滲碳：將零件置在熱處理設(shè)備中加熱至一定溫度并保溫一定時(shí)間，再通入含碳介質(zhì)，將碳滲入零件表面，以提高鏈條硬度和耐磨性能。    3、淬火：零件在熱處理設(shè)備中加熱到一定溫度后，保溫一定時(shí)間，然后按照要求在不同的介質(zhì)中冷卻，從而提高零件硬度。    4、回火：經(jīng)過淬火后的零件在熱處理設(shè)備中以一定的溫度進(jìn)行加熱，并保溫一定時(shí)間后冷卻。零件經(jīng)過回火可以降低淬火硬度，消除淬火應(yīng)力，提高韌性。     

17、;                                   5、發(fā)黑：采用高分子有機(jī)聚合原理，利用熱處理工藝過程中回火余熱成膜發(fā)黑。發(fā)黑后工件帶有光澤，耐腐蝕，防銹性能強(qiáng)；降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善生產(chǎn)環(huán)境。   6

18、、發(fā)藍(lán)：把零件加熱至一定的溫度后，經(jīng)過化學(xué)水溶液冷卻，皂化，使零件表面顏色呈現(xiàn)藍(lán)色。經(jīng)過發(fā)藍(lán)處理的鏈條外觀美觀，還有防銹的作用。不足之處就是這些化學(xué)水溶液對(duì)環(huán)境造成很大的污染。   7、噴丸：表面處理的一種，根據(jù)需要采用一定直徑的鋼丸噴打在零件表面，形成均勻的小凹坑，以提高鏈條的表面疲勞強(qiáng)度。         8、磷化：將零件浸置在一定溫度的磷化液內(nèi)，使零件表面形成磷化層，可使零件表面顏色呈現(xiàn)黑色或灰色，提高鏈條美觀的同時(shí)達(dá)到防腐的目的。這些磷化液可循環(huán)利用，對(duì)環(huán)境污染較輕。

19、      9、鍍鎳：采用電鍍或化學(xué)鍍鎳的方法，在零件表面形成鍍鎳層，鍍鎳層既可以美觀鏈條，又可以防腐。鍍鎳鏈條一般用在露天場合。   10、鍍鋅：采用電鍍或化學(xué)鍍鋅的方法，在零件表面形成鍍鋅層，鍍鋅層既可以美觀鏈條，又可以防腐。鍍鋅鏈條一般適用于露天場合。   11、上油：鏈條上油后可以防止鏈條生銹，而且更有光澤。   12、上脂：鏈條上脂后可以防止鏈條生銹，而且更有光澤。（在維護(hù)時(shí)不便上油的，使用油脂）3、軸1.零件的作用題目所給定的零件車床

20、輸出軸，其主要作用，一是傳遞轉(zhuǎn)矩，使車床主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力；二是工作過程中經(jīng)常承受載荷；三是支撐傳動(dòng)零部件。 2.零件的工藝分析（1）從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單，軸段的安排是呈階梯型，中間粗兩端細(xì)，符合強(qiáng)度外形原則，便于安裝和拆卸。（2）主要加工的面有50 、60、64、35、外圓柱面，左端面M16的內(nèi)螺紋孔以及小端面的兩個(gè)M8的內(nèi)螺紋孔。（3）圖中可以看出零件的尺寸精度高，大部分是IT7級(jí)；粗糙度方面表現(xiàn)在軸的小端圓柱面，64的外圓柱表面為Ra1.6um,小端端面為Ra1.6um,其余為Ra3.2um，要求比較高；（4）熱處理方面需要調(diào)質(zhì)處理，到HRC28-30，保持均勻

21、。最后還要進(jìn)行表面氧化處理（5）零件的材料是40Cr。（6）軸端加工出45°倒角是為了便于裝配。四選擇毛坯、確定毛坯尺寸1.毛坯的選擇（1）零件的毛坯材料是40Cr，是典型的軸用材料，是一種最常用的合金調(diào)質(zhì)鋼。經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火之后能獲得較好的綜合性能。（2）由于工件的現(xiàn)狀簡單，可以選用型材，材料40Cr,毛坯的制作方法為冷拉，由于的外圓表明是不去除材料，所以棒料的直徑直接選為mm，查機(jī)械制造工藝簡明手冊(cè)得毛坯精度等級(jí)為IT7,表面粗糙度為Ra3.2到1.6。2.確定毛坯余量 表2簡 圖加工面代號(hào)基本尺寸加工余量等級(jí)加工余量說明D150IT720D250IT720D360IT710D4

22、70IT7D564IT76D635IT735D7D8五工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 1定為基準(zhǔn)的選擇（1）粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證加工面與非加工面之間的位置精度，合理分配各加工面的余量，為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。所以為了便于定位、裝夾和加工，可選軸的外圓表面為定為基準(zhǔn)，或用外圓表面和頂尖孔共同作為定為基準(zhǔn)。用外圓表面定位時(shí)，因基準(zhǔn)面加工和工作裝夾都比較方便，一般用卡盤裝夾。為了保證重要表面的粗加工余量小而均勻，應(yīng)選該該零件小端軸面為粗基準(zhǔn)。（2）精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)減速箱輸出軸的技術(shù)要求和裝配要求，應(yīng)選擇軸右端面和端面為精基準(zhǔn)。零件上的很多表面都可以以兩端面作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工?？杀苊饣鶞?zhǔn)轉(zhuǎn)化誤差，也遵循基準(zhǔn)統(tǒng)

23、一原則。兩端的中心軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。選用中心軸線為定為基準(zhǔn)，可保證表面最后的加工位置精度，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合。2 零件表面加工方法的確定 根據(jù)零件圖表各表面得加工要求，以及材料性質(zhì)等各因素該軸為階梯軸，該軸的各表面具體的加工方法如表2加工表面尺寸精度等級(jí)表面粗糙度Ra（µm）加工方法左右端面IT1212.5粗車外圓面IT73.2粗車半精車60外圓面IT73.2粗車半精車外圓面IT71.6粗車半精車精車外圓面IT71.6粗車半精車精車退刀槽IT1212.5粗車花鍵IT73.2粗銑半精銑平鍵IT73.2粗銑半精銑小端螺紋孔IT1212.5鉆-攻絲大端螺紋孔IT1212.5鉆-攻

24、絲3加工順序的安排（1）機(jī)械加工工序 按先基準(zhǔn)平面后其他的原則：機(jī)械加工工藝安排是總是先加工好定位基準(zhǔn)面，所以應(yīng)先安排為后續(xù)工序準(zhǔn)備好定為基準(zhǔn)。先加工精基準(zhǔn)面，轉(zhuǎn)中心孔及車表面的外圓。按先粗后精的原則：先安排粗加工工序，后安排精加工工序。先安排精度要求較高的各主要表面，后安排精加工。按先主后次的原則:先加工主要表面，如車外圓各個(gè)表面，端面等。后加工次要表面，如銑鍵槽等。先外后內(nèi)，先大后小原則：先加工外圓再以外圓定位加工內(nèi)孔，加工階梯外圓時(shí)先加工直徑較大的后加工直徑小的。次要表面的加工安排：鍵槽等次要表面的加工通常安排在外圓精車之后。對(duì)于軸右端ø64mm和中間ø35mm加工質(zhì)

25、量要求較高的表面，安排在后面.先面后孔原則：先加工端面，再銑鍵槽，鉆螺孔。（2）熱處理工序的安排 在切削加工前宜安排正火處理，豈能提高改善軸的硬度，消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，改善其切削性能。在粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，能提高軸的綜合性能。最終熱處理安排在半精車之后，這樣能提高材料強(qiáng)度、表面硬度和耐磨性。 在粗加工和熱處理后，安排校直工序。在半精車加工之后安排去毛刺和中間檢驗(yàn)工序。在精加工之后安排去毛刺、清洗和終檢工序。 綜上所述，該軸的工序安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工主要表面粗加工熱處理主要表面半精加工主要表面的精加工（磨削）銑鍵槽、攻螺紋去毛刺、最終熱處理等。4該軸工藝路線的確定根據(jù)以上的加工工藝過程的分析確定

26、零件的工藝路線如表4工序號(hào)工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具量具01粗車左右端面及45°倒角CA614045°刀游標(biāo)卡尺02鉆中心孔CA6140麻花鉆卡尺03粗車外圓CA614060°刀游標(biāo)卡尺04調(diào)質(zhì)HRC283005半精車外圓50606435 CA614060°刀游標(biāo)卡尺、尺規(guī)06精車外圓6435CA614060°刀游標(biāo)卡尺07車2.2 ×1.5的槽CA6140普通切槽刀游標(biāo)卡尺08銑鍵槽銑床X083銑刀游標(biāo)卡尺09鉆M16，2M8的螺紋孔鉆床Z515鉆頭游標(biāo)卡尺10鉗工攻絲絲錐11去毛刺手錘12最終熱處理(表面氧化)和清洗13校驗(yàn)卡尺 塞規(guī)5

27、機(jī)械加工余量、工序尺寸的確定確定圓柱面的工序尺寸 圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。前面已確定各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應(yīng)將毛坯余量分為各工序加工余量，然后由后往前計(jì)算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟(jì)精度確定。本零件各圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度見下表：表5外圓柱面50軸段加工余量計(jì)算工序名稱工序間量/mm工 序工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度Ra/m毛坯10±206060±2粗車9IT1012.551.027半精車1IT73.250.027表6外圓柱面60軸段加工余量計(jì)算工序名稱工序間余量

28、/mm工 序工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度Ra/m毛坯10±27070±2粗車9IT1012.561半精車1IT73.260 表764軸段加工余量計(jì)算工序名稱工序間余量/mm工 序工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度Ra/m毛坯6±27070±2粗車4.3IT1112.565.732半精車 1.2IT83.264.532精車  0.5IT71.664.032表835軸段加工余量計(jì)算工序名稱工序間余量/mm工 序工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度

29、Ra/m毛坯±26464±2粗車16.2IT1112.547.827粗車 11.1IT1112.536.727半精車 1.2IT83.235.527精車 0.5IT71.635.0276 確定工序的切削用量確定切削用量的原則：首先應(yīng)選去盡可能大的背吃刀量，其次在機(jī)床動(dòng)力和剛度允許的條件下，又滿足以加工表面粗糙度的情況下，選取盡可能大的進(jìn)給量。最后根據(jù)公式確定最佳切削速度。工序三，粗車（1）車刀的選?。捍周囘x取刀具為硬質(zhì)合金刀具，型號(hào)為YT15.車刀參數(shù)查表得，選擇刀具前角012°后角06°，刃傾角：s=0,主偏角Kr=60&

30、#176; ,副偏角Kr=10°。（2）背吃刀量：背吃刀量mm。（3）進(jìn)給量確定：查CA6140機(jī)床參數(shù)得機(jī)床功率為，中心高度為200mm，查切削用量手冊(cè)得刀桿的mm，從而查得進(jìn)給量f=0.40.6mm/r,查得CA6140機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)給量取f=0.51mm/r.（4）切削力計(jì)算： 由 查表=270，,. 則N （5）確定切削速度：查切削用量手冊(cè)，使用YT15硬質(zhì)合金刀具來粗加工時(shí)，當(dāng)=0.918GPa，7，=0.51mm/r時(shí)，切削速度為m/s。切削速度的修正系數(shù)查切削用量手冊(cè)得=0.65，=0.92，=0.9，=1.0，=1.0。 =1.28×0.65×0.9

31、2×0.9×1.0×1.0=0.67m/sr/s =183r/min查CA6140產(chǎn)品說明書可以知道，轉(zhuǎn)速應(yīng)選擇r/min。這時(shí)實(shí)際切削速度（6）校驗(yàn)機(jī)床功率：查切削用量手冊(cè)，由于=0.918GPa，4.8，=0.51mm/r0.6mm/r，=0.73m/s，切削功率為KW切削功率的修正系數(shù)， 則實(shí)際的切削功率kw根據(jù)CA6140的產(chǎn)品說明書：當(dāng)切削速度是時(shí)，機(jī)床的切削功率是5.5kw，可知5.5kw，滿足要求。（7）最后確定的切削用量 mm，=0.51mm/r，r/min 工序八 粗銑花鍵槽（1）刀具選擇 選擇硬質(zhì)合金刀具YT5，銑刀直徑為d=16mm，刀具總長

32、L=75mm,切削部分長l=28mm,齒數(shù)為Z=2.，。（2）確定背吃刀量 mm （3）確定切削速度： 查金屬切削手冊(cè)，每齒進(jìn)給量，取銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)：0.81.0（厚刀面最大磨損限度），銑刀平均耐用度：3.8. 查表知道40Cr調(diào)質(zhì)后的硬度為HB330380之間,可從金屬切削手冊(cè)常用工件材料的銑削速度推薦范圍中查得 ,在保證正常的銑刀耐用度及在機(jī)床動(dòng)力和剛性允許的條件下,應(yīng)盡量選取較大的銑削速度,應(yīng)此選擇. r/s =1194r/min查X52K型立銑的產(chǎn)品設(shè)計(jì)說明書，可以知道選擇轉(zhuǎn)速為r/min。 從而可以得出 （4）確定銑削用量 mm，r/min，4、 螺絲5、 螺絲生產(chǎn)工藝(一)-退火一、

33、目的：把線材加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋３忠欢〞r(shí)間，再慢慢冷卻，以調(diào)整結(jié)晶組織，降低硬度，改良線材常溫加工性。二、作業(yè)流程：  （一）、入料：將需要處理的產(chǎn)品吊放爐內(nèi)，注意爐蓋應(yīng)蓋緊。一般一爐可同時(shí)處理7卷（約1.2噸/卷）。  （二）、升溫：將爐內(nèi)溫度緩慢（約3-4小時(shí)）升至規(guī)定溫度。   （三）、保溫：材質(zhì)1018、1022線材在680-715下保持4-6h，材質(zhì)為10B21，1039，CH38F線材在740-760下保持5.5-7.5 h。  （四）、降溫：將爐內(nèi)溫度緩慢（約3-4小時(shí)）降至550以下，然后隨爐冷卻至

34、常溫。三、品質(zhì)控制：1、 硬度：材質(zhì)為1018、1022線材退火后硬度為HV120-170，材質(zhì)為中碳線材退火后硬度為HV120-180。2、外觀：表面不得有氧化膜及脫碳現(xiàn)象。螺絲生產(chǎn)工藝(二)-酸洗 一、目的：除去線材表面的氧化膜，并且在金屬表面形成一層磷酸鹽薄膜，以減少線材抽線以及冷墩或成形等加工過程中，對(duì)工模具的擦傷。二、作業(yè)流程：  （一）、酸洗：將整個(gè)盤元分別浸入常溫、濃度為20-25%的三個(gè)鹽酸槽數(shù)分鐘，其目的是除去線材表面的氧化膜。  （二）、清水：清除線材表面的鹽酸腐蝕產(chǎn)物。  （三）、草酸：增加金屬的活性，以使下一工

35、序生成的皮膜更為致密。  （四）、皮膜處理：將盤元浸入磷酸鹽，鋼鐵表面與化成處理液接觸，鋼鐵溶解生成不溶性的化合物（如Zn2Fe（Po4）24H2o），附著在鋼鐵表面形成皮膜。  （五）、清水：清除皮膜表面殘余物。  （六）、潤滑劑：由于磷酸鹽皮膜的摩擦系數(shù)并不是很低，不能賦予加工時(shí)充分的潤滑性，但與金屬皂（如鈉皂）反應(yīng)形成堅(jiān)硬的金屬皂層，可以增加其潤滑性能。螺絲生產(chǎn)工藝(三)-抽線一、目的：將盤元冷拉至所需線徑。實(shí)用上針對(duì)部分產(chǎn)品又可分粗抽（剝殼）和精抽兩個(gè)階段。二、作業(yè)流程     盤元經(jīng)酸

36、洗之后，通過抽線機(jī)冷拉至所需線徑。適用于大螺絲、螺帽、牙條所用線材。螺絲生產(chǎn)工藝(四)-成型一、目的：將線材經(jīng)冷間鍛造（或熱間鍛造），以達(dá)到半成品之形狀及長度（或厚度）。二、作業(yè)流程：       1、六角螺栓（四模四沖或三模三沖）       （1）、切斷：通過可動(dòng)的剪刀單向移動(dòng)，將卡于剪模內(nèi)的線材切成所需胚料。       （2）、一沖：后沖模頂住胚料沖模擠壓胚料，初步成型，之后后沖模將胚料推出。       （3）、二沖：胚料進(jìn)入

37、第二打模，二沖模擠壓，胚料呈扁圓狀，之后后沖模將胚料推出。       （4）、三沖：胚料進(jìn)入第三打模，通過六角三沖模仁剪切，胚料六角頭初步形成，之后，后沖模將胚料推入第三打模，切料自六角頭切斷，六角頭形成。       2、六角螺栓（三模三沖）       3、螺絲（一般頭型一模二沖）       （1）、切斷：通過可動(dòng)剪刀單向移動(dòng)，將卡于剪模內(nèi)的線材切成所需胚料。       （2）、一沖：打

38、模固定，一沖模將產(chǎn)品頭部初步成型，以使下一沖程能完全成型。當(dāng)產(chǎn)品為一字割溝時(shí)，一沖模為內(nèi)凹、橢圓槽，產(chǎn)品為十字槽時(shí)，一沖模為內(nèi)凹四方槽。       （3）、二沖：一沖之后，沖具整體運(yùn)行，二沖模移向打模正前方，同時(shí)二沖模向前運(yùn)行，將產(chǎn)品最終成型。之后由后沖棒將胚料推出。三、熱打1、  加熱：于加熱設(shè)備將胚料需成型一端加熱至白熱狀態(tài)，依據(jù)產(chǎn)品規(guī)格設(shè)定加熱溫度和時(shí)間。一般3/4以下加熱7-10秒，7/8-1加熱15秒左右。2、  成型：將加熱后的胚料迅速移至成型機(jī)，通過后座，夾模固定，頭模沖擊胚料，加以成型。可以根據(jù)胚

39、料的長度調(diào)整后座的距離。3、  束桿：于束桿機(jī)上利用擠壓將產(chǎn)品縮桿。熱打也稱紅打。四、螺帽成型：  （一）、作業(yè)流程：       1、切斷：由內(nèi)刀模（410）與剪切刀（301）配合，將線材切成所需胚料。       2、一沖：由前沖模（111）、沖程模（411）、后沖棒（211）配合，將變形不平的切斷胚料加以整形，并由后沖棒（211）將胚料推出。       3、二沖：運(yùn)轉(zhuǎn)夾（611）將胚料從一沖夾至二沖，由前沖模（112）、沖程模（

40、412）、后沖棒（412）配合，更進(jìn)一步將胚料整形，并加強(qiáng)第一沖的壓平與飽角作用，之后由后沖棒（212）將胚料推出。       4、三沖：運(yùn)轉(zhuǎn)夾（612）將胚料從二沖夾至三沖，由前沖模（113）、沖程模（413）、后沖棒（213）配合，再次擠壓胚料，以使下沖能完全成型，之后由后沖棒（213）將胚料推出。       5、四沖：運(yùn)轉(zhuǎn)夾（613）將胚料從三沖夾至四沖，由前沖模（114）、沖程模（414）、后沖棒（214）配合，將螺帽完全成型，并藉控制鐵屑厚度來調(diào)整螺帽的厚度，之后由后沖棒（214）將胚料推出。

41、0;      6、五沖：運(yùn)轉(zhuǎn)夾（614）將胚料從四沖夾至五沖，由前沖模（119）、脫料盤（507）配合，將成型完全的胚料沖孔，并使沖斷的鐵屑進(jìn)入打孔模下仁，而最終完成螺帽的成型。螺帽的頭部標(biāo)記在此過程形成。螺絲生產(chǎn)工藝(五)-輾牙一、目的：將已成型的半成品輾制或攻絲以達(dá)到所需的螺紋。實(shí)用上針對(duì)螺栓（螺絲）稱為輾牙，牙條稱為滾牙，螺帽稱為攻牙。二、輾牙：輾牙即是將一塊牙板固定，另一塊活動(dòng)牙板帶動(dòng)產(chǎn)品移動(dòng)，利用擠壓使產(chǎn)品產(chǎn)生塑性變形，形成所需螺紋。三、攻牙：攻牙即是將已成型之螺帽，利用絲攻攻絲，形成所需螺紋。四、滾牙：滾牙是以兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的螺絲滾輪，正向轉(zhuǎn)動(dòng)，利用擠壓

42、使產(chǎn)品產(chǎn)生塑性變形，形成所需螺紋。滾牙通常用于牙條。螺絲生產(chǎn)工藝(六)-熱處理 一、熱處理方式：根據(jù)對(duì)象及目的不同可選用不同熱處理方式。        調(diào)質(zhì)鋼：淬火后高溫回火（500-650）        彈簧鋼：淬火后中溫回火（420-520）        滲碳鋼：滲碳后淬火再低溫回火（150-250）   低碳和中碳（合金）鋼淬成馬氏體后，隨回火溫度的升高，其一般規(guī)律是強(qiáng)度下降，而塑性、韌

43、性上升。但由于低、中碳鋼中含碳量不同，回火溫度對(duì)其影響程度不同。所以為了獲得良好的綜合機(jī)械性能，可分別采取以下途徑：  （1）、選取低碳（合金）鋼，淬火后進(jìn)行低溫250以下回火，以獲得低碳馬氏體。為了提高這類鋼的表面耐磨性，只有提高各面層的含碳量，即進(jìn)行表面滲碳，一般稱為滲碳結(jié)構(gòu)鋼。  （2）、采取含碳較高的中碳鋼，淬火后進(jìn)行高溫（500-650）回火（即所謂調(diào) 質(zhì)處理），使其能在高塑性情況下，保持足夠的強(qiáng)度，一般稱這類鋼為調(diào)質(zhì)鋼。如果希望獲得高強(qiáng)度，而寧肯降低塑性及韌性，對(duì)含碳量較低的含金調(diào)質(zhì)可采取低溫回火，則得到所謂“超高強(qiáng)度鋼”。 

44、60;（3）、含碳量介于中碳和高碳之間的鋼種（如60，70鋼）以及一些高碳鋼（如80，90鋼）， 如果用于制造彈簧，為了保證高的彈性極限、屈服極限和疲勞極限，則采用淬火后中溫回火。   （4）、脫碳：指黑色金屬材料（鋼）表面碳的損耗。熱處理后會(huì)有脫碳現(xiàn)象，輕微脫碳是允許的，脫碳層深度影響表面硬度。脫碳層越深，表面硬度值越小。具體檢測(cè)依據(jù)GB3098.1二、作業(yè)流程：退火（珠光體型鋼）      1、預(yù)熱處理：正火高溫回火（馬氏體型鋼）      （1）、正火目的是細(xì)化晶粒，減少組織中的帶狀程度，

45、并調(diào)整好硬度，便于機(jī)械加工，正火后，鋼材具有等軸狀細(xì)晶粒。      2、淬火：將鋼體加熱到850左右進(jìn)行淬火，淬火介質(zhì)可根據(jù)鋼件尺寸大小和該鋼的淬透性加以選擇，一般可選擇水或油甚至空氣淬火。處于淬火狀態(tài)的鋼，塑性低，內(nèi)應(yīng)力大。      3、回火：      （1）、為使鋼材具有高塑性、韌性和適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，鋼材在400-500左右進(jìn)行高溫回火，對(duì)回火脆性敏感性較大的鋼，回火后必須迅速冷卻，抑制回火脆性的發(fā)生。      （2）、若要求零

46、件具有特別高的強(qiáng)度，則在200左右回火，得到中碳回火馬氏體組織。  （二）、彈簧鋼：       1、淬火：于830-870進(jìn)行油淬火。       2、回火：于420-520左右進(jìn)行回火，獲得回火屈氏體組織。  （三）、滲碳鋼：1、  滲碳：化學(xué)熱處理的一種，指在一定溫度下，在含有某種化學(xué)元素的活性介質(zhì)中，向鋼件表面滲入C元素。分預(yù)熱（850）  滲碳（890）  擴(kuò)散（840）過程   

47、60;   2、淬火：碳素和低合金滲碳鋼，一般采用直接淬火或一次淬火。       3、回火：低溫回火以消除內(nèi)應(yīng)力，并提高滲碳層的強(qiáng)度及韌性。螺絲生產(chǎn)工藝(七)-表面處理一、表面處理種類：        表面處理即是通過一定的方法在工件表面形成覆蓋層的過程，其目的是賦以制品表面美觀、防腐蝕的效果，進(jìn)行的表面處理方法都?xì)w結(jié)于以下幾種方法：1、    電鍍：將接受電鍍的部件浸于含有被沉積金屬化合物的水溶液中，以電流通過鍍液，使電鍍金屬析出并沉積在部件上。一般電鍍有鍍鋅、

48、銅、鎳、鉻、銅鎳合金等，有時(shí)把煮黑（發(fā)藍(lán)）、磷化等也包括其中。2、熱浸鍍鋅：通過將碳鋼部件浸沒溫度約為510的溶化鋅的鍍槽內(nèi)完成。其結(jié)果是鋼件表面上的鐵鋅合金漸漸變成產(chǎn)品外表面上的鈍化鋅。熱浸鍍鋁是一個(gè)類似的過程。      3、機(jī)械鍍：通過鍍層金屬的微粒來沖擊產(chǎn)品表面，并將涂層冷焊到產(chǎn)品的表面上。二、品質(zhì)控制：電鍍的質(zhì)量以其耐腐蝕能力為主要衡量標(biāo)準(zhǔn)，其次是外觀。耐腐蝕能力即是模仿產(chǎn)品工作環(huán)境，設(shè)置為試驗(yàn)條件，對(duì)其加以腐蝕試驗(yàn)。電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量從以下方面加以控制：  1、外觀：     制品表面不

49、允許有局部無鍍層、燒焦、粗糙、灰暗、起皮、結(jié)皮狀況和明顯條紋，不允許有針孔麻點(diǎn)、黑色鍍?cè)?、鈍化膜疏松、龜裂、脫落和嚴(yán)重的鈍化痕跡。  2、鍍層厚度：     緊固件在腐蝕性大氣中的作業(yè)壽命與它的鍍層厚度成正比。一般建議的經(jīng)濟(jì)電鍍鍍層厚度為0.00015in0.0005 in(412um).     熱浸鍍鋅：標(biāo)準(zhǔn)的平均厚度為54 um（稱呼徑3/8為43 um），最小厚度為43 um（稱呼徑3/8為37 um）。  3、鍍層分布：    

50、0;采用不同的沉積方法，鍍層在緊固件表面上的聚集方式也不同。電鍍時(shí)鍍層金屬不是均勻地沉積在外周邊緣上，轉(zhuǎn)角處獲得較厚鍍層。在緊固件的螺紋部分，最厚的鍍層位于螺紋牙頂，沿著螺紋側(cè)面漸漸變薄，在牙底處沉積最薄，而熱浸鍍鋅正好相反，較厚的鍍層沉積在內(nèi)轉(zhuǎn)角和螺紋底部，機(jī)械鍍的鍍層金屬沉積傾向與熱浸鍍相同，但是更為光滑而且在整個(gè)表面上厚度要均勻得多。  4、氫脆：緊固件在加工和處理過程中，尤其在鍍前的酸洗和堿洗以及隨后的電鍍過程中，表面吸收了氫原子，沉積的金屬鍍層然后俘獲氫。當(dāng)緊固件擰緊時(shí)，氫朝著應(yīng)力最集中的部分轉(zhuǎn)夠，引起壓力增高到超過基體金屬的強(qiáng)度并產(chǎn)生微小的表面破裂。氫特別活動(dòng)并

51、很快滲入到新形成的裂隙中去。這種壓力-破裂-滲入的循環(huán)一直繼續(xù)到緊固件斷裂。通常發(fā)生在第一次應(yīng)力應(yīng)用后的幾個(gè)小時(shí)之內(nèi)。為了消除氫脆的威脅，緊固件要在鍍后盡可能快地加熱烘焙，以使氫從鍍層中滲出，烘焙通常在375-4000F（176-190）進(jìn)行3-24小時(shí)。     由于機(jī)械鍍鋅是非電解質(zhì)的，這實(shí)際上消除了氫脆的威脅 。另由于工程標(biāo)準(zhǔn)禁止硬度高于HRC35的緊固件（英制Gr8，公制10.9級(jí)以上）熱浸鍍鋅。所以熱浸鍍的緊固件很少發(fā)生氫脆。  5、粘附性：     以堅(jiān)實(shí)的刀尖和相當(dāng)大的壓力切下或撬

52、下。如果在刀尖前面，鍍層以片狀或皮狀剝落，以致露出了基體金屬，應(yīng)認(rèn)為粘附性不夠。5、漆包線一、銅的冶煉與銅桿加工銅礦山開采選用 礦石 (含Cu 15%)銅 礦 的 冶 煉 電解銅板(含Cu 99.95%) 溶解、鑄造、壓延(SCR) 8mm銅桿 大 拉 伸 線 2.6銅材 二、伸 線 部 份伸線是將2.6MM的銅材用伸線眼模，利用銅的延展性原理將其逐步拉小，拉伸過程中需加伸線油潤滑（見附圖一）1、銅材 漆包線用銅材為工業(yè)純銅，純度在99.95%以上，導(dǎo)電率不低于98%，硬銅的電阻率不大于0.01796mm2/m，軟銅的電阻率不大于0.017241mm2/m，軟銅的伸張率不低于30%。2、潤滑油

53、 潤滑油在伸線過程中起到潤滑冷卻和清洗的作用。3、鉆石粉：伸線眼模在使用中會(huì)不斷擴(kuò)孔，需進(jìn)行修理，會(huì)用到鉆石粉4、燒鈍油：伸線過程中燒鈍冷卻用5、消泡劑、殺菌劑：維護(hù)油槽的正常運(yùn)行使用，如PH值等6、伸線眼模：伸線眼模內(nèi)部模蕊為鉆石，利用其錐度角將銅材拉小（見附圖二）二、漆包線的生產(chǎn)工藝流程：放線(聯(lián)拉) 退火 涂漆 烘焙 冷卻 潤滑 收線反復(fù)1. 放線：將銅材均勻地從鐵軸放出，提供原料和保證涂漆的穩(wěn)定性，在高速機(jī)臺(tái)，依靠聯(lián)合拉線機(jī)來放線。 2. 退火：將裸銅線軟化，去除拉伸過程中的內(nèi)應(yīng)力，使分子晶格重新排列，增強(qiáng)柔軟性和導(dǎo)電性。3. 涂漆：將絕緣漆均勻地涂到裸銅線上，靠模具或毛氈來作為媒介。

54、 4. 烘焙：烘焙是將涂料中的溶劑蒸發(fā)出來，讓其漆基固化成膜，形成絕緣層。溶劑蒸發(fā)出來后，通過觸媒將其催化，轉(zhuǎn)化成Co2和H2O，同時(shí)釋放出大量的熱，進(jìn)而起到環(huán)保節(jié)能的作用。觸媒組成：活性組分：鉑、鈀及其化合物 載體：金屬篩網(wǎng)，陶瓷。5冷卻： 線從爐內(nèi)烘烤出來后，其溫度很高，需經(jīng)過冷風(fēng)將其冷卻。6潤滑： 冷卻后的漆包線，大卷取前必須上一層潤滑液，利于客戶在使用時(shí)減少線運(yùn)行的摩擦方便放線。7收線：完成前幾道工序后，漆包線已成型，將其卷在塑膠軸上。6、復(fù)合材料電刷3.1 顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法 粉末冶金法、攪拌鑄造法、擠壓鑄造法和噴射沉積法是制備顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的幾種常用方法。 3.1.1

55、. 粉末冶金法粉末冶金法是最早開發(fā)用于制備顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的工藝，具體工藝是先將金屬粉末或預(yù)合金粉末和增強(qiáng)相均勻混合，制得混合坯料，經(jīng)不同的固化技術(shù)制成錠塊，再通過擠壓、軋制、鍛造等二次加工制成型材。粉末冶金法的優(yōu)點(diǎn)是增強(qiáng)體的加入量可以任意調(diào)節(jié)，成分比例準(zhǔn)確，體積分?jǐn)?shù)控制方便，復(fù)合材料組織中位錯(cuò)密度高，因而材料強(qiáng)度大。缺點(diǎn)是原材料和設(shè)備成本高，制造出的復(fù)合材料的內(nèi)部組織出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，孔洞率較大，因此必須對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行二次塑性加工，以提高其綜合力學(xué)性能；工藝比較復(fù)雜，而且都必須在密封、真空或保護(hù)氣氛下進(jìn)行，設(shè)備及生產(chǎn)成本較高；所制零件的結(jié)構(gòu)和尺寸均受限制。3.1.2. 攪拌鑄造法攪拌鑄造

56、法就是將增強(qiáng)體顆粒加人到基體金屬液中，通過高速旋轉(zhuǎn)的攪拌器使液固相混合均勻，然后澆人金屬鑄型。攪拌鑄造法制備復(fù)合材料的過程中，由于增強(qiáng)體顆粒與鋁液濕潤性差，因此實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)體顆粒均勻分布較為困難，同時(shí)，增強(qiáng)體顆粒極易與鋁溶液發(fā)生嚴(yán)重化學(xué)反應(yīng)，因此界面結(jié)合較差。此外，添加的增強(qiáng)體顆粒的大小通常應(yīng)大于10m，體積含量一般為20左右。與其他方法相比，該方法制備的復(fù)合材料性能較差。3.1.3. 擠壓鑄造法擠壓鑄造法是將增強(qiáng)體顆粒預(yù)制件放人經(jīng)過精密加工的石墨澆鑄模內(nèi)，預(yù)熱到一定溫度，加人熔化的鋁合金液，在壓力作用下先滲入模壁間隙中，繼而滲入預(yù)制件中，最后去壓，冷卻。該工藝預(yù)制件的預(yù)熱溫度、鋁合金液的滲人溫度

57、、壓力大小 、冷卻速度是關(guān)鍵工藝參數(shù)。該法施加壓力可以較大，生產(chǎn)時(shí)間縮短，滲透可以在幾分鐘完成，工藝的穩(wěn)定性好 ，但是該方法在生產(chǎn)形狀復(fù)雜的零件方面受到很大限制。3.1.4. 噴射沉積法噴射共沉積技術(shù)是20世紀(jì)80年代逐漸成熟的一種新的粉末冶金技術(shù)，其具體工藝過程如下：將鋁合金在坩堝中熔化，加壓流經(jīng)霧化器后被高速氣體分散成極其細(xì)小的微滴，微滴高速冷卻后沉積到基板上，便可得到理想的快凝材料；若同時(shí)通過一個(gè)或幾個(gè)噴嘴射人增強(qiáng)粒子并使之與霧化液滴一起沉積在基板上，這樣便制得了復(fù)合材料。該工藝綜合了粉末冶金和快速凝固的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)制粉和材料復(fù)合一步完成?？紤]了傳統(tǒng)噴射共沉積制備大尺寸坯的困難，陳振華等人發(fā)明了一種新型的坩堝移動(dòng)式噴射共沉積方法。該方法主要特點(diǎn)是霧化噴嘴和坩堝一起移動(dòng)，沉積坯的直徑取決于霧化噴嘴移動(dòng)距離。熔體同樣通過噴嘴霧化成液滴(內(nèi)含一部分固相顆粒)沉積在基板上，通過基板的旋轉(zhuǎn)和下降的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，使沉積坯成形。新的共沉積方法解決了國際上制備大尺寸沉積坯的難題，目前用該法已能制800 mm×1000mm沉積坯。這種大尺寸坯具有高的冷速(103 Ks 104 Ks)，顆粒增強(qiáng)相均勻，基體為微晶狀態(tài)等特點(diǎn)，其擠壓坯和鍛造坯力學(xué)性能優(yōu)異。綜上所述,顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法各有千秋，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可根據(jù)材料的性能要求及設(shè)備條件選擇適宜的制備