机械制造工艺学毛胚尺寸确定(详解)

确定毛胚类型及制造方法
毛胚的种类和制造方法
常用的毛胚种类：铸件和锻件。

铸件毛胚，在成批生产条件下，采用砂型铸造，机器造型。

金属模造型。

锻件，可承受冲击载荷、交变载荷，在成批生产条件下，采用锻模。

加工余量的分类
1、总余量和工序余量
总余量是指某一表面毛胚尺寸与零件设计尺寸之差。

工序余量是指每道工序切除的金属层厚度，即相邻两道工序尺寸之差。

2、单边余量和双边余量
工序余量有单边余量和双边余量之分。

对于非对称表面，工序余量是单边的，称单边余量。

对于外圆和内圆这样具有对称结构的对称表面，工序余量是双边的，称双边余量，即指相邻两工序的直径尺寸之差。

3、最大余量和最小余量
由于各工序尺寸都有公差，所以各工序实际切除的余量值是变化的，因此工序余量有公称余量、最大余量、最小余量之分。

相邻两工序的基本尺寸之差即是公称余量。

公称余量的变化范围称为余量公差。

工序尺寸公差一般按“入体原则”标注。

即对被包容尺寸（轴径），上偏差为0，其最大尺寸就是基本尺寸；对包容尺寸（孔径、槽宽），下偏差为0，其最小尺寸就是基本尺寸。

一、铸件毛胚的余量
铸件的尺寸公差与机械加工余量
加工余量RMA：A、B、C、D、E、F、G、H、J、K共十级，其中常用的为C-K。

公差等级：CT1-CT16，常用的为CT4-CT13。

成批生产铸件机械加工余量等级
注：第一行为单边余量，第二行为双边余量。

铸件公差及公差带
公差带位置：对称标注
最小圆角半径（mm）
（1）铸件壁部连接处的内转角应有铸造圆角。

计算时热裂性较大的合金取较大值。

（2）算出数值后，应选取与其接近的机械制造业常用的标准尺寸（详见GB2822-81）。

为便于制造，半径应尽可能统一。

例如，对于砂型及金属型铸件，一般统一用R3或R5，对压铸件用R1或R2。

铸造最小孔径
表3-19 起模斜度（根据JB/T 5105-91）
用
二、锻件毛胚的余量
选择毛胚
该零件材料为45钢。

由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强拨叉的强度和冲击韧性，获得纤维组织，以使金属纤维尽量不被切断，毛胚选用锻件。

该零件的轮廓尺寸不大，且生产类型属于成批生产。

为提高生产率和锻件精度，宜采用模锻方法制造毛胚。

锻件尺寸公差确定
钢质模锻件的公差及机械加工余量按GB/T 12362-2003确定。

要确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素：公差等级、估算锻件重量、计算锻件形状复杂系数、材质系数、分模线形状、零件表面粗糙度。

确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量
1、公差等级
由拨叉的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。

2、锻件重量（零件重量可采取三维软件造型附加材料后的属性中得到）
已知机械加工后拨叉件的重量为2kg，由此可初步估计机械加工前锻件毛胚的重量为3kg。

3、锻件形状复杂系数S S=mt/mN
mN为锻件外围包容体积重量mN=lbhr(r=7.8×10-6)
S1（简单）：0.63<S≤1
S2（一般）：0.32<S≤0.63
S3（较复杂）：0.16<S≤0.32
S4（复杂）：0<S≤0.16
对拨叉零件图进行分析计算，可大致确定锻件外廓包容体的长度、宽度和高度，即l=158mm，b=120mm，h=86mm；S=mt/mN=6/（158×120×86×7.8×10-6）
≈6/12.7=0.47，由于0.47介于0.32和0.63之间，故该拨叉的形状复杂系数属于
S2级。

4、锻件材质系数
由于该拨叉材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素，故该锻件的材质系数属M1级。

5、锻件分模线形状
根据该件的形位特点，本例选择零件高度方向的对称平面为分模面，属平直分模线。

6、零级表面粗糙度
由零件图可知，该拨叉各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6μm。

分析本零件，各加工表面为Ra≧1.6μm，因此这些表面的毛胚尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量即可。

由于有的表面只需粗加工，这时可取所查数据中的小值。

当表面需经粗加工和半精加工时，可取其较大值。

确定分模位置。

由于毛胚是H<L的杂件类锻件，应采取上下分模，这样可冲内孔，使材料利用率得到提高。

为了便于起模及便于发现上、下模在模锻过程中错移，选择对最大截面或称平面为分模面，分模线为直线，属平直分模线。

确定毛坯的热处理方式。

钢质齿轮毛胚经锻造后应安排正火，以消除残余的锻造应力，并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化、均匀的组织，从而改善加工性。

锻件最小冲孔直径大于等于30mm。

关于锻造斜度（GB/T 12361-2003）
外模锻斜度：锻件在冷缩时趋向离开模壁的部分，用α表示。

内模锻斜度：锻件在冷缩时趋向贴紧模壁的部分，用β表示。

1、为了方便模具制造，采用标准刀具，模锻斜度可按下列数值选用：
0°15’，0°30’，1°00’，1°30’，3°00’，5°00’，7°00’，10°00’，12°00’，15°00’
2、模锻斜度的确定：模锻锤、热模锻压力机、螺旋压力机的外模锻斜度α，按锻件各部分的高度H 以及宽度B 以及长度L 与宽度B 的比值H/B 、L/B 确定，数值见表A -1。

内模锻斜度β按外模锻斜度值加大2°或3°（15°除外）。

当锻模设备具有顶料机构时，外模锻斜度可缩小2°或3°，但不宜小于3°。

关于圆角半径
圆角半径系列
锻件外圆半径r，内圆角半径R，按下列数值选用:（1.0），（1.5），2.0，2.5，3.0，4.0，5.0，6.0，8.0，10.0，12.0，16.0，20.0，25.0，30.0，40.0，50.0，60.0，80.0，100.0。

当圆角半径值超过100mm时，按GB/T 321选取，括弧内的数值尽量少用，
圆角半径的确定
1、外圆角半径r按表A-5确定。

2、内圆角半径R按表A-6确定。