共22條:5 E' A1 Q3 G# w& k3 z$ C" K; d/ g
17.產(chǎn)品設(shè)計的原則和技巧(二)/ o' {9 E7 C4 `2 p6 R, ^% I; G
2.3改進(jìn)工藝方案
( K$ U# X- {2 ~9 Z0 J (1)避免沒有必要的切削加工,特別是沒必要的裝夾基準(zhǔn)面的切削加工,。
3 C1 t5 X1 `# q1 j! B; ~( A 焊接件準(zhǔn)備用自動化程度較高的焊接機(jī)器人進(jìn)行焊接時,,應(yīng)考慮組成零件的焊前加工,保證焊接件各組成零件之間的相互位置尺寸,,否則誤差太大,,機(jī)器人將無法自動跟蹤焊接。
2 R, F |/ r0 p1 k (2)在保證零部件可靠,、合理使用的前提下,,降低尺寸公差、表面粗糙度,、形位公差等加工精度等級要求,。
! E0 j9 [8 _+ Q, e7 W. @4 J (3)減少零件的彎曲形狀和復(fù)雜程度,降低廢品率和生產(chǎn)制造成本,。
8 q% s% A2 p0 ^- W (4)型鋼在進(jìn)行長度下料時,,盡量把火焰切割改為型鋼剪切下料,;一般板料的火焰切割改為用剪板機(jī)剪切下料;長方形條狀工件從四邊剪切改為用條鋼,,僅僅是長度上的剪切下料,。
, q* B$ H6 k, ^0 [0 `' |, T 2.4采用節(jié)省資源、減少污染的工藝技術(shù)
6 Q! {7 i! E+ o. h4 X/ p( x! B" S (1)鑄鋼件改為焊接件,。
: G7 w3 w& J6 U6 B; y, z* f0 | 鑄造行業(yè)很難徹底地解決環(huán)境污染問題,,并且容易產(chǎn)生鑄造缺陷,而采用焊接技術(shù)和焊接件就可以比較容易地解決這些問題,。
9 E" c( g9 b$ o5 W, F, w& q% g- w (2)在保證零件強(qiáng)度,,優(yōu)化板厚尺寸的前提下,盡量減輕零件重量,。結(jié)構(gòu)焊接件的設(shè)計,,一定要使筋板受力,避免焊縫受力,。在結(jié)構(gòu)焊接件的構(gòu)成中使用厚板往往并不是強(qiáng)度的需要,,而是剛度的需要,即焊接時厚板的變形小,,或焊接件承載時變形小,。一些單獨的厚板往往是可以用薄一些的板加上適當(dāng)?shù)慕畎鍋泶妫@樣不僅減輕了總重,,承載能力也會增加,。
# q6 ^! F* V0 ]' F5 D9 T% C/ p (3)選擇合理的焊縫長度和焊角大小等參數(shù)。有相當(dāng)一部分設(shè)計人員常常將“強(qiáng)度焊縫”與“聯(lián)接焊縫”相互混淆,,設(shè)計時往往出現(xiàn)要求焊接件中的焊縫一律焊透,、焊角越大越好的傾向。其實選擇焊透還是不必焊透,,是設(shè)計人員應(yīng)慎重考慮決定的,。應(yīng)仔細(xì)研究焊接件的受力狀態(tài),再決定所要采用的焊角尺寸和焊縫長度,。能用斷續(xù)焊縫的決不要求在全長方向上滿焊,這樣一則可以節(jié)省焊接加工成本,,二則也可減少焊接變形,;能用角焊縫的,盡量不在零件上開坡口后再焊接,,以減少一道開坡口的工序,。* j% p3 D) F4 ?
(4)采用少切削或無切削加工的工藝方法,以提高工件強(qiáng)度,,降低制造成本,。對于齒輪加工,,汽車行業(yè)中早已大量采用整體滾鍛、精鍛成齒的方法來減少甚至取消齒形的加工量,。工程機(jī)械的驅(qū)動橋差速器齒輪現(xiàn)也已開始采用精鍛齒輪,。精鍛使得金屬纖維沿齒形成形方向包絡(luò),不象一般齒輪切削齒形時把金屬纖維切斷,,精鍛齒輪大大提高了齒輪的承載強(qiáng)度,,減少了切削量,甚至可以不必再進(jìn)行齒形加工,,降低了制造成本,。. N' K. u7 R# q6 m; ^
(5)盡可能用焊接件代替一些自由鍛的鍛件。: t" f, l/ m, ?% P
(6)統(tǒng)一零件的熱處理技術(shù)要求和工藝規(guī)范,,以便可以在同一爐中對不同零件同時進(jìn)行熱處理,,提高電爐利用率;節(jié)約電力消耗,。
! k5 @3 ^/ |- U% R% Z% \ (7)充分利用鍛件余熱,,在鍛后繼續(xù)加熱,直接進(jìn)行鍛后正火等熱處理,。
& C# k$ L. i/ E- O8 z (8)根據(jù)零件的具體情況,,制定合理的熱處理技術(shù)要求。
1 v- v9 y0 f0 A8 e 中碳鋼或合金中碳鋼零件采用調(diào)質(zhì)處理,,可有效提高和充分發(fā)揮材料的機(jī)械強(qiáng)度等性能,。但是對于軸徑比較粗大的軸類零件,調(diào)質(zhì)時淬火的有效層只有幾毫米,,經(jīng)調(diào)質(zhì),、機(jī)械加工后所剩無幾,而心部狀態(tài)實際上并沒有得到很好的改善,。所以根據(jù)筆者的經(jīng)驗,,φ70以上的實心軸類零件,可以考慮采用正火十機(jī)械加工或正火十淬火十磨削外圓的工藝流程,。因為軸類零件往往采用高頻或中頻淬火,,加熱只發(fā)生在外圓表層,心部織實際不可能被淬透,。若用鹽浴爐加熱,,心部可以被加熱,但材料的淬透性有限,,調(diào)質(zhì)時的淬火實際在心部還是淬不透的,。而正火可以有效改善零件的整體組織狀態(tài),細(xì)化心部金相組織,,這對有些零件來說已經(jīng)足夠了,。
3 M4 V% b h4 ~7 G4 X, R: ^, e (9)液壓系統(tǒng)設(shè)計時,,應(yīng)充分考慮機(jī)器的整體布局,液壓油箱的容積以足夠用為原則,,使液壓油用量為最少,;管路走向簡單緊湊,長度盡可能最短,。同理,,在設(shè)計電器系統(tǒng)和制動管路系統(tǒng)時,都應(yīng)使電纜或制動管路走向合理,,長度為最短,。
% Y. {7 }0 }& ?3 _ 3結(jié)論
5 E1 w- ^+ I( ?4 H$ G 產(chǎn)品設(shè)計是個綜合信息處理的復(fù)雜過程,它最終的結(jié)果是把線條,、符號,、數(shù)字繪制成合理的設(shè)計圖樣,設(shè)計人員應(yīng)從以下幾個方面綜合考慮,;
8 U0 {6 f8 o5 \1 L# _& V! v6 @ (1)簡化每個零件的形狀,,使機(jī)器結(jié)構(gòu)簡單;
" [ B, u2 {( y (2)合并零件的功能,,減少零件的種類或數(shù)量,;# Y% T$ E& \2 b2 d
(3)應(yīng)用新結(jié)構(gòu)、新工藝,、新材料,、新原理來簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),提高產(chǎn)品的可靠性,;
+ n R- j6 s& M0 H2 i) \# p( B (4)分解部件,,研究其裝配、組裝的最簡單的結(jié)構(gòu),;5 G; A) B6 o, w' q) |% K
(5)對相似零件進(jìn)行分組,;2 ]+ q9 k" y, Y
(6)對相似產(chǎn)品按標(biāo)準(zhǔn)數(shù)序列進(jìn)行產(chǎn)品系列化分析; m8 M& d& M$ m- M
(7)實現(xiàn)產(chǎn)品零件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化,。0 C f X% }9 {) }7 q2 z2 O, s
產(chǎn)品設(shè)計人員提高設(shè)計質(zhì)量的關(guān)鍵在于自覺,、主動地學(xué)習(xí)與生產(chǎn)加工過程和加工工藝方面有關(guān)的知識,熟練掌握設(shè)計技巧,。
" r" C) {- @ @3 j18.耐熱鋼焊條的選用- @8 x+ _9 O# G ^
珠光體耐熱鋼由于擁有良好的抗氧化性,、熱強(qiáng)性能、較強(qiáng)的抗硫,、氫腐蝕性能,而被廣泛應(yīng)用在石油化工,、鍋爐加熱等設(shè)備中,。
. [+ K; W+ x, |; j; H0 c# E 某廠在制作攀枝花攀煤矸石火電公司的省煤器區(qū)域護(hù)板時需用到大量的15CrMo鋼,。如何焊接15CrMo鋼,首先需要確定它的可焊性,,加入了0.8%~1.1%的Cr合金元素可以提高抗氧氣,、抗腐蝕作用,加入0.4%~0.55%的Mo合金元素能增加抗蠕變能力,。
7 [! M- q. C4 i1 C% a0 I 根據(jù)國際焊接學(xué)會推薦的低合金鋼碳當(dāng)量工式:CE=C+Mn/6+(Cr+V)/5+Ni/15+(Mo+Si)/4+Cu/13+P/2可以計算出該材料CE=0.61%,,根據(jù)經(jīng)驗,當(dāng)碳當(dāng)量CE>0.6%時,,該材料淬硬傾向強(qiáng)易出現(xiàn)冷裂紋熱處理后還會發(fā)生再熱裂紋,,屬于較難焊接的鋼材,需采取較高預(yù)熱溫度和嚴(yán)格的工藝措施,。
5 o9 r/ V3 q1 P l- \ 焊接材料的選用:焊縫的組織和性能在很大程度上取決于焊接材料,。焊接材料的選用須在確保焊接結(jié)構(gòu)安全、可靠使用的前提下,,根據(jù)被焊材料的化學(xué)成分,、力學(xué)性能、板厚及接頭形式,、焊接結(jié)構(gòu)特點,、受力狀態(tài)、結(jié)構(gòu)使用條件對焊縫性能的要求,、焊接施工條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益等綜合考查后,,有針對性地選用焊條、必要時還需進(jìn)行焊接性試驗,。, w% ] }) \/ F/ [2 S
一,、根據(jù)等強(qiáng)度的觀點,選擇滿足母材力學(xué)性能的焊條,,如果選用強(qiáng)度過低的焊條將達(dá)不到設(shè)計要求的力學(xué)性能,,選擇強(qiáng)度較高的焊條不僅工人操作難度增加、焊接成形困難,,而且還會大大的增加企業(yè)的生產(chǎn)成本,。* C% W. a) r, U; r- t
二、根據(jù)母材合金成份選擇化學(xué)成份相同(相近)的焊材,,Cr-Mo耐熱鋼焊接接頭應(yīng)具有與母材相同的抗氧化性和熱強(qiáng)性,,如果焊縫與母材化學(xué)成分相關(guān)太大,高溫長期使用后,,接頭區(qū)域某些元素發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象(如碳元素在熔合線附近的擴(kuò)散),,使接頭高溫性能下隆。為了提高焊縫的抗裂紋性能,焊材的含碳量應(yīng)低于母材的含碳量,,由于鋼中碳和合金元素的共同作用,,耐熱鋼焊接時極易形成液硬組織,焊接性較差,。為此耐熱鋼一般焊前預(yù)熱,,焊后進(jìn)行回火處理。
- m8 T1 {7 P% f5 ]4 |5 v5 c 三,、由于母材的可焊性能差,,可選用塑、韌性指標(biāo)較高的低氫型焊條,。同時降低C,、S、P等雜質(zhì)的含量,。
4 Q0 H1 \- M @* V0 w 1,、可以通過預(yù)熱來降低冷裂紋出現(xiàn)概率,預(yù)熱及道間溫度要求控制在180~300之間,,焊后熱處理在620~690之間,,保溫1小時,為了保證焊縫金屬強(qiáng)度,,在620溫度下回火不超過去30h,否則降低回火溫度,;通過焊后熱處理不僅能消除焊接殘余應(yīng)力,更重要的是能改善組織,,提高接頭的綜合力學(xué)性能,;7 W$ Q; l% ~! K5 }- V
2、采用少的焊接線能量焊接,,防止過多的馬氏體淬硬組織生成,;
4 ]* y0 O2 `/ | _0 \( p5 {4 v0 @ 3、采用富氬氣體保護(hù)進(jìn)行噴射過渡焊接(電弧長度控制在4mm~5mm左右)而得美觀的焊縫,。/ Z/ E8 q1 `: Z. i
結(jié)論:耐熱鋼焊條的選用原則有三點:一是保證力學(xué)性能,,二是選擇化學(xué)成份相同(或相近)的焊材,三是要配合適當(dāng)?shù)暮附庸に嚧胧?br />
1 _% E) R$ E: C$ Z' y; i) E8 a19.模具補(bǔ)焊技術(shù)基礎(chǔ)知識講解% P7 X$ Y1 v5 `! d7 D2 Z) @) A
模具補(bǔ)焊幾個要點: ' H) J% f: Q' C0 f
1.焊條要預(yù)熱,,焊條成分要與模具鋼成分相同或接近,,以保證焊后結(jié)構(gòu)均勻。
: Z0 r* D0 w( q% N 2.模具要預(yù)熱到馬氏體溫度以上,,但不能太高,。 9 F; H+ ~0 W: n! X# @1 T' I
3.電流要控制小,否則焊接深度太大,。 & @. k. T' h' C1 ~' N# a
4.焊接過程模具要保持預(yù)熱狀態(tài),。
" ^6 d7 B$ Y8 Y# v! D" ^! b( B! f2 x* T20.用不同的焊條進(jìn)行鑄鐵冷焊應(yīng)注意的事項
4 P; L2 b t8 H8 _7 _) v1、采用銅鐵焊條(如Z607)焊接時,焊條金屬中的鐵與銅互不相溶,,以機(jī)械混合物的狀態(tài)存在,,而且混合得不均勻。當(dāng)焊條中w(Fe)增大30%時,,使焊縫金屬的塑性大為降低,在焊接剛性接頭的焊縫時,,易在焊縫中產(chǎn)生裂紋,。因此應(yīng)盡量采取短弧焊接,減少焊條的擺動,,采用多層焊等工藝措施來防止焊接裂紋的產(chǎn)生,。
9 x! _ X- ] a2、在鑄鐵冷焊時,,為了修補(bǔ)個別重要的鑄件缺陷,,往往采用純鎳焊條或鎳鐵、鎳銅焊條進(jìn)行補(bǔ)焊,,如Z308,,Z408和Z508等。用鎳銅焊條所補(bǔ)焊的鑄鐵件,,一般加工性能較好,,但焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度一般都比較低,同時由于銅鎳合金的收縮率很大,,其焊縫的抗裂性也較差,。所以這種焊條只適用于強(qiáng)度要求不高的,但表面需要加工的鑄件補(bǔ)焊,。用純鎳焊條補(bǔ)焊的優(yōu)點是焊縫金屬加工性良好,,但價格昂貴,在一般情況下不宜采用,。使用這類焊條操作時,,除按一般工藝要求進(jìn)行焊接外,尚需注意補(bǔ)焊速度不能過快,,應(yīng)斷續(xù)進(jìn)行焊接,。每次焊接長度不宜超過40-50mm,并在焊一層后用小錘敲擊,以消除應(yīng)力,。待焊縫冷至不燙手時再焊第二層,,這樣才能保證補(bǔ)焊工作取得較好的效果。 2 W: t# r: ~0 q( B
3,、高釩鑄鐵焊條是一種比較經(jīng)濟(jì)的鑄鐵冷焊電焊條,,如Z116和Z117。這種焊條需要采用短弧焊接,并以分段倒退的順序進(jìn)行焊接,,每段長約10-30mm,宜采用較小的電流,,焊后同樣敲擊焊縫,以減少應(yīng)力,。
5 @+ w$ ]# P: j2 M0 h, R& B21.汽車模具修補(bǔ)焊接缺陷分析
9 X1 C2 z. _4 C冷沖壓模具焊接的硬度不足現(xiàn)象:
3 u7 R5 A" l; }* C# m) e 原因:(一)
7 S+ d7 ^1 |4 D/ Y* o& } 焊接時電流過大,,對模具母材的稀釋率過大,模具母材的合金元素受損,。
% J$ S3 r& P) d2 Q2 \ 對策:
' Q, t ? M8 X. O 盡量使用小電流,、短弧焊接,焊接時焊條的擺動的幅度不大于焊條直徑的1.5倍,。( N" P0 A5 H% ~% F
原因:(二)
( L: L" f6 n. O 焊接時的預(yù)熱溫度和層間溫度沒有控制,。
, o c C/ F7 h8 y 對策:
5 N/ c/ J& f" v 注意把握預(yù)熱的溫度,(預(yù)熱溫度主要和母材的含碳量有關(guān))以及焊接時層間溫度的控制,。/ ]4 c# O0 w. R
原因:(三)
3 i+ Z/ \: \# ]/ I# L( K 堆焊層數(shù)過多,,焊接材料的選用不當(dāng)。+ q, ^" t6 B L) z8 X0 X+ l, W8 u* p
對策:
9 {2 `- a9 a. w7 A9 {6 B8 P+ C 選擇適合堆焊層數(shù)要求的焊接材料,。(有的焊接材料組織體直接是高硬度的馬氏體組織,,有的焊接材料是堆焊三層以上的時候才可以從奧氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)楦哂捕鹊鸟R氏體組織的。) |