第十三章零件毛坯成形方法和選擇原則

1、第第 四四 章章 第四節(jié)第四節(jié) 零件零件毛坯成形方法毛坯成形方法和和 選擇選擇原則原則 毛坯毛坯-通常是形狀和尺寸與成品相接近、通常是形狀和尺寸與成品相接近、 且通常比成品大出加工量的待加工件。且通常比成品大出加工量的待加工件。 2021-7-11 常見毛坯類型（鑄鍛焊型材）常見毛坯類型（鑄鍛焊型材） 2021-7-12 鑄件毛坯鑄件毛坯 鍛件毛坯鍛件毛坯 產(chǎn)品制造工藝流程產(chǎn)品制造工藝流程 2021-7-13 原原 材材 料料 毛坯毛坯零件零件 學習目的和要求學習目的和要求: 1.了解毛坯成形方法的選擇原則和所要考慮的因素。 2.初步掌握常用典型零件的毛坯選擇。 教學內(nèi)容：教學內(nèi)容： 1.毛坯

2、的特點 2.毛坯成形方法的選擇原則。 3.常用毛坯成形方法 重點：毛坯成形方法選擇原則和需要考慮因素。 難點：毛坯成形方法的選用。 學習目的和內(nèi)容學習目的和內(nèi)容 2021-7-14 4 4.1 .1 毛坯毛坯的特點的特點 n、按用途分類、按用途分類 （）結構毛坯件：包括機械毛坯件及（）結構毛坯件：包括機械毛坯件及 工程結構毛坯件；工程結構毛坯件； （）工具毛坯件；（）工具毛坯件； （）其它毛坯件：日常制品、藝術制（）其它毛坯件：日常制品、藝術制 品等。品等。 n、按加工方法分類、按加工方法分類 分為鑄件、鍛件、沖壓件、焊接件等。分為鑄件、鍛件、沖壓件、焊接件等。 3 3、其形狀、其形狀分類分類

3、 軸（桿）類、機架箱體類、盤套類。軸（桿）類、機架箱體類、盤套類。 2021-7-15 表11-3 常用毛坯制造方法比較 2021-7-16 4.1、不同毛坯的應用特征、不同毛坯的應用特征 2021-7-17 4 4.1 .1 毛毛坯選擇的內(nèi)容坯選擇的內(nèi)容 n、毛坯材料的選用、毛坯材料的選用 根據(jù)零件使用性能、工作條件、根據(jù)零件使用性能、工作條件、 材質性質、成本等選取。如鑄鐵、鑄材質性質、成本等選取。如鑄鐵、鑄 鋼、鑄銅、鑄鋁合金等。鋼、鑄銅、鑄鋁合金等。 n、毛坯加工方法的選取、毛坯加工方法的選取 采用鑄造、鍛壓、沖壓、粉末冶采用鑄造、鍛壓、沖壓、粉末冶 金、擠壓、軋制、焊接、粘接工程塑金

4、、擠壓、軋制、焊接、粘接工程塑 料等加工方法。料等加工方法。 2021-7-18 4 4.2 .2 毛坯毛坯選擇的基本原則選擇的基本原則 原則原則：根據(jù)零件的結構類型、使用性能、：根據(jù)零件的結構類型、使用性能、 生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件進行選擇。生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件進行選擇。 n一、保證零件的使用性能一、保證零件的使用性能 零件的使用性能零件的使用性能：零件為適應工作條件：零件為適應工作條件 而應具備的形狀、尺寸、力學性能及物而應具備的形狀、尺寸、力學性能及物 理和化學性能等。如耐熱、耐蝕、耐磨理和化學性能等。如耐熱、耐蝕、耐磨 等特性。等特性。 2021-7-19 4.2.1、保證零件的使用性能、保

5、證零件的使用性能 n2 2、不同結構的零件毛坯生產(chǎn)方法的選用、不同結構的零件毛坯生產(chǎn)方法的選用 重量超過重量超過100Kg100Kg的毛坯，采用砂型鑄造、自的毛坯，采用砂型鑄造、自 由鍛造或拼焊；質量超過由鍛造或拼焊；質量超過1.5t1.5t的鍛件需要水壓的鍛件需要水壓 機進行鍛造。機進行鍛造。 2021-7-110 4.2.1、保證零件的使用性能、保證零件的使用性能 n、不同內(nèi)在質量的零件毛坯生產(chǎn)方法、不同內(nèi)在質量的零件毛坯生產(chǎn)方法 的選用的選用 鍛件和焊接件力學性能優(yōu)于鑄件。鍛件和焊接件力學性能優(yōu)于鑄件。 n、不同條件下工作的零件毛坯生產(chǎn)方、不同條件下工作的零件毛坯生產(chǎn)方 法的選用法的選用

6、 工作條件不同，性能要求也不同，相應工作條件不同，性能要求也不同，相應 的毛坯材料及生產(chǎn)方法必須滿足這些要的毛坯材料及生產(chǎn)方法必須滿足這些要 求（如防腐、抗氧化、耐高溫等）。求（如防腐、抗氧化、耐高溫等）。 2021-7-111 4.2.2、滿足材料的工藝性能要求、滿足材料的工藝性能要求 工藝性能要求工藝性能要求： n（1 1）可行性：毛坯的加工方法能把毛坯）可行性：毛坯的加工方法能把毛坯 制造出來；制造出來； n（2 2）簡便性：毛坯的加工方法能容易把）簡便性：毛坯的加工方法能容易把 毛坯制造出來（成形難易程度）；毛坯制造出來（成形難易程度）； n （3 3）可靠性：生產(chǎn)的）可靠性：生產(chǎn)的毛

7、坯能保證質量毛坯能保證質量 （尺寸精度、表面質量）。（尺寸精度、表面質量）。 2021-7-112 4.2.2、滿足材料的工藝性能要求、滿足材料的工藝性能要求 毛坯材料的工藝性能毛坯材料的工藝性能： n（）鑄造性能（）鑄造性能鑄造時的流動性及收鑄造時的流動性及收 縮率，偏析、縮孔、氣孔等缺陷的傾向；縮率，偏析、縮孔、氣孔等缺陷的傾向； n（）鍛壓性能（）鍛壓性能鍛壓時的塑性、變形鍛壓時的塑性、變形 抗力，可加工溫度范圍、抗氧化性，熱抗力，可加工溫度范圍、抗氧化性，熱 脆、冷裂傾向等。脆、冷裂傾向等。 2021-7-113 4.2.2、滿足材料的工藝性能要求、滿足材料的工藝性能要求 （）焊接性能

8、（）焊接性能 a a）接合性能）接合性能 n一定工藝條件下所獲得優(yōu)質接頭的能力，一定工藝條件下所獲得優(yōu)質接頭的能力， 常用抗裂性及接頭性能下降程度衡量；常用抗裂性及接頭性能下降程度衡量； b)b)使用性能使用性能 n接頭所具有的性能在接頭所具有的性能在使用條件下安全運使用條件下安全運 行的能力（抗拉、抗疲勞、抗沖擊韌性行的能力（抗拉、抗疲勞、抗沖擊韌性 等等 ）。）。 2021-7-114 n零件的制造成本零件的制造成本： n包括所消耗的材料的費用、燃料和動力費、工包括所消耗的材料的費用、燃料和動力費、工 資、設備與工藝裝備的折舊費和修理費、廢品資、設備與工藝裝備的折舊費和修理費、廢品 損失費

9、及其他輔助費用。損失費及其他輔助費用。 n經(jīng)濟、高效、環(huán)保、節(jié)能。經(jīng)濟、高效、環(huán)保、節(jié)能。 4.2.3、毛坯成形要適應經(jīng)濟性、毛坯成形要適應經(jīng)濟性 2021-7-115 n在滿足零件使用要求和工藝要求的前提下，選在滿足零件使用要求和工藝要求的前提下，選 擇總成本較低的方案。擇總成本較低的方案。 n 零件批量大時采用高生產(chǎn)率的生產(chǎn)方法；批零件批量大時采用高生產(chǎn)率的生產(chǎn)方法；批 量小時，采用自由鍛造、砂型鑄造。量小時，采用自由鍛造、砂型鑄造。 4.2.3、毛坯成形要適應經(jīng)濟性、毛坯成形要適應經(jīng)濟性 2021-7-116 4.2.4、符合生產(chǎn)條件、符合生產(chǎn)條件 量體裁衣量體裁衣 選用毛坯生產(chǎn)方法時，

10、必須分析本單選用毛坯生產(chǎn)方法時，必須分析本單 位的設備條件和技術水平、工人的技術位的設備條件和技術水平、工人的技術 能力等。能力等。 充分考慮外協(xié)的可能性（專業(yè)化生產(chǎn)充分考慮外協(xié)的可能性（專業(yè)化生產(chǎn) 企業(yè)協(xié)同生產(chǎn)），降低成本、減少投入、企業(yè)協(xié)同生產(chǎn)），降低成本、減少投入、 保證質量。保證質量。 2021-7-117 4.3 常用零件的毛坯成形方法常用零件的毛坯成形方法 一、零件的結構類型一、零件的結構類型 、按形狀分類、按形狀分類 （）軸類零件；（）軸類零件； （）盤類零件；（）盤類零件； （）箱架類零件。（）箱架類零件。 排氣閥鑄排氣閥鑄-焊結合焊結合 2021-7-118 4 4.3.2.

11、3.2零件零件的結構分析及毛坯選擇的結構分析及毛坯選擇 、按尺寸及質量分類、按尺寸及質量分類 （）小型或輕型零件；（）小型或輕型零件； （）中型或一般零件；（）中型或一般零件； （）大型或重型零件。（）大型或重型零件。 2021-7-119 4.3.1、零件的結構類型、零件的結構類型 、按復雜程度分類、按復雜程度分類 n（）簡單零件；（）簡單零件； n（）比較復雜零件；（）比較復雜零件； n（）復雜零件。（）復雜零件。 、按受力狀況分類、按受力狀況分類 n（）受力較小或不重要零件；（）受力較小或不重要零件； n（）受力中等或一般零件；（）受力中等或一般零件； n（）受力大的或重要零件。（）受力

12、大的或重要零件。 2021-7-120 4.3.1、軸桿件分析與毛坯選擇、軸桿件分析與毛坯選擇 （一）桿件分類（一）桿件分類 、按形狀分類按形狀分類： 實心軸、空心實心軸、空心 軸、直軸、彎軸、直軸、彎 軸、同心軸、軸、同心軸、 偏心軸及管件、偏心軸及管件、 桿件。桿件。 2021-7-121 4.3.1、軸桿件分析與毛坯選擇、軸桿件分析與毛坯選擇 、按受力分類按受力分類 （）轉軸：受（）轉軸：受 彎矩、扭矩；彎矩、扭矩； （）心軸：受（）心軸：受 彎矩；彎矩； （）傳動軸：（）傳動軸： 受扭矩。受扭矩。 2021-7-122 4.3.1、軸桿件分析與毛坯選擇、軸桿件分析與毛坯選擇 （二）工作

13、條件（二）工作條件 n、分別承受彎、扭、拉、壓等多種、分別承受彎、扭、拉、壓等多種 應力，并多為循環(huán)應力，有時有沖擊應力，并多為循環(huán)應力，有時有沖擊 應力。應力。 n、局部頸部、滑動表面承受摩擦，、局部頸部、滑動表面承受摩擦， 會產(chǎn)生各種斷裂、磨損及塑性變形失會產(chǎn)生各種斷裂、磨損及塑性變形失 效。效。 2021-7-123 2021-7-124 臺階齒輪軸類零件臺階齒輪軸類零件 3.對軸類零件的要求對軸類零件的要求 n、整體綜合力學性能好；、整體綜合力學性能好； n、有高的抗疲勞強度；、有高的抗疲勞強度； n、局部要求高硬度、高耐磨性；、局部要求高硬度、高耐磨性； n、刀具類軸桿件，要求高硬度

14、、高耐磨性和一定的、刀具類軸桿件，要求高硬度、高耐磨性和一定的 韌性及足夠的強度。韌性及足夠的強度。 2021-7-125 4.3.4.軸類零件毛坯加工方法軸類零件毛坯加工方法 n1 1、一般軸采用鍛件毛坯加工制造；、一般軸采用鍛件毛坯加工制造； n2 2、小尺寸、斷面直徑差異不大用圓鋼；、小尺寸、斷面直徑差異不大用圓鋼； n3 3、曲軸、凸輪軸等用鍛件或球鐵鑄件；、曲軸、凸輪軸等用鍛件或球鐵鑄件； n4 4、大型重型或復雜軸類用鍛件或鑄、大型重型或復雜軸類用鍛件或鑄件。件。 2021-7-126 4.3.2、輪盤類零件毛坯選擇、輪盤類零件毛坯選擇 n（一）工具類，選（一）工具類，選 用硬度和

15、耐磨性高、用硬度和耐磨性高、 強韌性適當?shù)奶间搹婍g性適當?shù)奶间?和合金鋼。和合金鋼。 n（二）一般盤套件，（二）一般盤套件， 要求具有一定的強要求具有一定的強 韌性，而局部耐磨韌性，而局部耐磨 性高。一般選用中、性高。一般選用中、 低碳鋼或合金結構低碳鋼或合金結構 鋼。鋼。 2021-7-127 圖12 JN-150汽車變速齒輪圖 圖11 機床傳動齒輪 2021-7-128 傳動齒輪傳動齒輪 n（三）齒輪零件，齒部承受交變彎曲應力和沖擊（三）齒輪零件，齒部承受交變彎曲應力和沖擊 力，齒面承受接觸應力和摩擦力。易發(fā)生接觸疲力，齒面承受接觸應力和摩擦力。易發(fā)生接觸疲 勞、磨損、折斷和局部變形失效。

16、要求心部有足勞、磨損、折斷和局部變形失效。要求心部有足 夠的強度和韌性，齒部有高的彎曲疲勞強度、接夠的強度和韌性，齒部有高的彎曲疲勞強度、接 觸疲勞強度。齒面有較高的硬度和耐磨性。觸疲勞強度。齒面有較高的硬度和耐磨性。 4.3.2、輪盤類零件毛坯選擇、輪盤類零件毛坯選擇 2021-7-129 （四）齒輪毛坯選擇（四）齒輪毛坯選擇 n、軋材毛坯軋材毛坯：制造形狀簡單、尺寸不大：制造形狀簡單、尺寸不大 的齒輪的大批量生產(chǎn)；的齒輪的大批量生產(chǎn)； n、鍛鋼毛坯鍛鋼毛坯：制造機器中的大部分齒輪，：制造機器中的大部分齒輪， 力學性能較好；如錐齒輪力學性能較好；如錐齒輪 n、鑄鐵毛坯鑄鐵毛坯：制造受力不大、

17、無沖擊、：制造受力不大、無沖擊、 低速齒輪（質量大的大型齒輪）。低速齒輪（質量大的大型齒輪）。 4.3.2、輪盤類零件毛坯選擇、輪盤類零件毛坯選擇 2021-7-130 輪轂類零件 2021-7-131 齒輪毛坯齒輪毛坯 A-鍛造 B-圓鋼 C-鑄造 D-焊接件 4.3.3、箱架件分析與毛坯選擇、箱架件分析與毛坯選擇 箱架件受力不大要求有較好的剛度和密封性。箱架件受力不大要求有較好的剛度和密封性。 一般采用鑄鐵。受力復雜的可采用鑄鋼。單件、一般采用鑄鐵。受力復雜的可采用鑄鋼。單件、 短周期可選用焊接件。短周期可選用焊接件。 2021-7-132 4 4.4 .4 毛坯毛坯質量及其控制質量及其控

18、制 常見毛坯成形缺陷及其預防措施常見毛坯成形缺陷及其預防措施 （前面各章已講述）（前面各章已講述） 高質量的毛坯是加工高品質產(chǎn)品的重要條件高質量的毛坯是加工高品質產(chǎn)品的重要條件 和保證，毛坯質量檢驗很有必要。和保證，毛坯質量檢驗很有必要。 一、外觀質量檢驗一、外觀質量檢驗 1 1、尺寸和形狀檢驗、尺寸和形狀檢驗 2 2、近表面質量檢驗、近表面質量檢驗 2021-7-133 4 4.4 .4 毛坯毛坯質量及其控制質量及其控制 一、外觀質量檢驗一、外觀質量檢驗 1 1）著色試驗）著色試驗 采用低黏度的染色液處理毛坯表面，再將毛坯表面洗干凈、采用低黏度的染色液處理毛坯表面，再將毛坯表面洗干凈、 干燥。缺陷處留有色跡。干燥。缺陷處留有色跡。 3 3）磁力探傷）磁力探傷 在被測表面上均勻地撒上鐵粉，將被檢件放于磁力探傷機在被測表面上均勻地撒上鐵粉，將被檢件放于磁力探傷機 的磁鐵兩級，當毛坯有缺陷時磁感線將繞過的磁鐵兩級，當毛坯有缺陷時磁感線將繞過發(fā)生彎曲現(xiàn)象。發(fā)生彎曲現(xiàn)象。 2 2）化學腐蝕）化學腐蝕 采用酸或酸鹽混合溶液將毛坯浸泡，然后取出漂凈并烘采用酸或酸鹽