零件加工工艺之毛坯选择讲解

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毛坯的选择

毛坯的选择
第十四章 毛坯的选择
➢毛坯的选择原则 ➢零件的结构分析及毛坯选择 ➢毛坯选择实例
引言
在机械零件的制造中,绝大多数零件是由原材料通 过铸造、锻造、冲压或焊接等成形方法先制成毛坯, 再经过切削加工制成的。切削加工只是为了提高毛坯 件的精度和表面质量,它基本上不改变毛坯件的物理、 化学和力学性能,而毛坯的成形方法选择正确与否, 对零件的制造质量、使用性能和生产成本等都有很大 的影响。因此,正确地选择毛坯的种类及成形方法是 机械设计与制造中的重要任务。
锻件主要应用于受力情况复杂、重载、力学性能要求较高的零件及工具模具 的毛坯制造,如常见的锻件有齿轮、连杆、传动轴、主轴、曲轴、吊钩、拨叉、 配气阀、气门阀、摇臂、冲模、刀杆、刀体等。
一、毛坯的种类及成形方法的比较
3.冲压件
绝大多数冲压件是通过常温下对具有良好塑性的金属薄板进行变形或分离 工序制成的。板料冲压件的主要特点是具有足够强度和刚度、有很高的尺寸 精度、表面质量好、少无切削加工性及互换性好,因此,应用十分广泛。但 其模具生产成本高,故冲压件只适于大批量生产条件。
一、毛坯的种类及成形方法的比较
1.铸件
铸造生产方法较多,根据零件的产量、尺寸及精度要求,可以采用不同的铸 造方法。手工砂型铸造一般用于单件小批量生产,尺寸精度和表面质量较差; 机器造型的铸件毛坯生产率较高,适于成批大量生产;熔模铸造适用于生产形 状复杂的小型精密铸钢件;金属型铸造、压力铸造和离心铸造等特种铸造方法 生产的毛坯精度、表面质量、力学性能及生产率都较高,但对零件的形状特征 和尺寸大小有一定的适应性要求。
冲压件所用的材料有碳钢、合金结构钢及塑性较高的有色金属。常见的冲 压件有汽车覆盖件、轮翼、油箱、电器柜、弹壳、链条、滚珠轴承的隔离圈、 消音器壳、风扇叶片、自行车链盘、电机的硅钢片、收割机的滚筒壳、播种 机的圆盘等。

毛坯选择

毛坯选择
如:整铸件改为铸-焊结构,铸件改为锻件或焊 接件。
6. 当毛坯用几种方法制造均可时,选用最经济的方 案
一般,工业生产中选用“以铁代钢”、“以铸代 锻”及“少切削余量、无余量的精密件”。
检验毛坯选择是否合理的依据
(1) 使用性:首先必须满足零件使用要求。 (2) 工艺性:加工方便,易获优质产品。 (3) 经济性:成本最低,消耗最少。
其它特点与冷挤压类似,但其精度和表面质量不 如冷挤压。
热挤压的特点:
❖T加工 > T再,挤压力较小。 ❖挤压件表面较冷挤压的粗糙。 ❖主要用于有色金属材料的型材、管材生产。
四. 冲压件
主要用于小于6mm塑性良好的金属板料、条料的 生产。冲压模具费用昂贵,只适应于大批量生产。
冲压生产的优点:
可生产外形复杂的冲压件; 表面质量高,尺寸精度高,不必再机械加工; 机械性能较高; 生产率高; 成品合格率、材料利用率高,成本较低。
能全部通过水压试验;不 需特殊设备;最节省材料;工 艺准备时间最短。但此规格的 无缝钢管不易获得。
焊接件
结论
结合生产批量与现实条件,以选择胎模锻件最为 合理。如果能够有此规格(或接近)的无缝钢管,也 可以选择焊接件。
3 两端法兰盘用铸钢件,轴筒用厚钢板弯成两个半 圆,再焊成筒体,最后与法兰盘焊成毛坯(c)
本方案用钢102 t , 焊成的毛坯重量53 t;材料利 用率46.4%; 切削加工只需1000台时。 三种方案的直接成本之比为:
a : b : c = 2.2 : 1.4 : 1
六.型材
形状简单的小件在大批量生产时,直接应用型材 加工,有时更为经济。
因此,铸件是优先选用的毛坯。
3 废品率高
铸造生产工序多,影响因素多,质量不易控制, 内部缺陷较多;材料的利用率低。

零件的毛坯选择

零件的毛坯选择

(1 )( 2)(3 )(4 )(5 )
( 1)(2 )( 3)(4 )( 5)
(2) 金属烧损 (4) 夹渣
40
9. 焊条药皮的作用有: (1) 渗合金 (2) 气体保护 (3) 造渣 (4) 脱氧 (5) 脱硫脱磷 10. 常见的快速成形方法有: (1) SLS (2) FDM (3) SLA (4) LOM (5) FDT
不合适结构
1.铸件
改进后结构
改进理由 凸台仿碍起模,将凸台延长
2.铸件
避免交叉及收缩受阻
3. 铸件
侧凹铸件不利于大批生产
33
不合适结构 4.自由锻件
改进后结构
改进理由
相贯线无法锻出,避免两圆 柱体垂直相交
锤 上 模 锻 件 6. 拉 深 件
中心孔未垂直于分型面,孔 无法锻出
底部圆角半径必须大于2t,凸 缘圆角半径必须大于(3~4)t
( )(2 )(3 )( )(5 )
( 1)( )(3 )( )(5 )
( )(2 )(3 )(4 )( )
39
5. 对于低塑性合金和有色金属合金,常采用的锻造方法为( )( 2)(3 )( )(5 ) (1) 锤上模锻 (2) 高速锤模锻 (3) 摩擦压力机上模锻 (4) 平锻机上模锻 (5) 曲柄压力机上模锻 6. 选择锻造温度应考虑的问题有: (1) 提高塑性 (2) 减小变形抗力 (3) 减少锻打火次 (4) 避免过热 (5) 消除加工硬化 熔化焊常见如下几种方法: (1) 电弧焊 (2) 电渣焊 (3) 激光焊 (4) 电子束焊 (5) 等离子弧焊 8. 电弧焊焊接特点为: (1) 金属强烈蒸发 (3) 气体不易排出 (5) 冷脆 ( 1)(2 )( 3)(4 )(5 )

第3讲 毛坯的选择

第3讲 毛坯的选择
造成本(经济性原则)

制造成本——材料费、消耗的燃料和动力费、工资、设备费用等
结合实际生产条件(可行性原则)
常用材料的毛坯生产方法
机 械 制 造 工 艺
三、常用机械零件毛坯分类及制造方法

毛坯分类:轴杆类、盘套类、机架箱体类





三、常用机械零件毛坯分类及制造方法


➢ 毛坯的种类:
• 铸件; 锻件; 冲压件; 压制件; 型材; 焊接件



机 械 制 造 工 艺
一、零件毛坯的类型
毛坯类型 铸件
锻件
型材
冲压件 焊接件 轧材
成形特点
液态下成形 塑性变形 塑性变形 塑性变形 永久性连接 同锻件
结构特征 工艺性要求
常用材料
组织特征
机械性能 材料利用率 生产周期 生产成本 应用举例
毛坯类型和制造方法
材料及热处理
单件、小批
大批
钢板或铸铁件
冲压件或铸铁件 Q235A,HT150,08钢
铸铁件(手工造型) 铸铁件(机器造型) HT200,退火消除应力
45,4Cr9Si2 阀帽要求耐热
三、常用机械零件毛坯分类及制造方法

1、轴杆类零件

传动轴、机床主轴、丝杠、光杠、曲轴、偏心轴、凸轮轴等
轴杆零件一般都是各种机械中重要的受力和传动零件,

因此,除直径变化较小的轴和力学性能要求不高的轴外,

各种轴杆零件几乎都以锻件为毛坯,在满足使用要求的
前提下,某些具有异形断面或弯曲轴线的轴,也可采用

1、轴杆类零件
功用:主要起支承传动件和传递转矩的作用。

机械零件毛坯选择

机械零件毛坯选择

机械零件毛坯选择
机械零件毛坯是机械制造加工领域的基础材料之一。

选择适合的毛坯对于保证零件质量、提高加工效率具有十分重要的意义。

毛坯是指在加工前需要加工成形的原始材料,例如铸造、锻造、压制等。

在选择毛坯时,需要考虑工作条件、要求、材料特性等因素。

首先,需要考虑到加工零件的形状。

选择毛坯时需要考虑到加工成品的形状和尺寸,以及所需加工的特殊形状要求。

例如,圆形、方形、长条形零件等通常选择圆钢、方钢、宽板等毛坯进行加工;而一些复杂的几何形状零件则需要选择浇铸或锻造的毛坯进行加工。

其次,需要考虑到零件的材质。

选择毛坯时需要考虑到零件的材质要求,毛坯材质应与零件材质相似,以避免在加工过程中因为材料不同导致的差异,影响零件的质量。

同样,材料的物理性质、化学性质以及热处理性能等都是需要考虑到的。

另外,还需要考虑到工艺要求。

在选择毛坯时需要考虑到工艺工作的特殊要求。

例如,冲压件、弯曲件等需要选择塑性好的材料毛坯进行加工,而一些装配件则需要选择尺寸精度较高的毛坯进行加工。

最后,还需要综合考虑零件的加工成本。

选择毛坯时要综合考虑零件的加工成本。

一些复杂的工艺加工需要选择结构简单、毛坯尺寸比较大的毛坯进行加工,减少材料的损耗。

总之,选择适合的机械零件毛坯不仅可以提高生产效率,保证零件的质量,而且可以最大限度地降低成本。

因此,在选择毛坯时,需要充分考虑零件的形状、材质、工艺要求以及加工成本等因素,并结合实际情况进行选择。

机械零件加工工艺过程中毛坯的选择

机械零件加工工艺过程中毛坯的选择

机械零件加工工艺过程中毛坯的选择毛坯是根据零件(或产品)所要求的形状、工艺尺寸等制成的供进一步零件加工用的生产对象。

毛坯的种类、形状、尺寸及精度对机械零件加工工艺过程、产品质量、材料消耗和生产成本有着直接影响。

冈此,在设计工艺规程时必须正确地选择毛坯的种类和确定毛坯的形状。

1) 机械零件加工工艺中毛坯种类的选择机械加工中常用的毛坯种类有:祷件、锻件、焊接件、型材、冲压件、粉末冶金件和工程塑料件等。

根据零件的材料和对材料力学性能的要求,零件结构形状和尺寸大小,零件的生产纲领和现场生产条件以及利用新工艺、新技术的可能性等因素,可参考表1确定毛坯的种类。

表1 机械制造业常用毛坯种类及其特点2) 确定毛坯的形状和尺寸现代机械制造发展的趋势之一是精化毛坯,使其形状和尺寸尽量与零件接近,从而进行少切屑加工甚至无屑加工。

但由于毛坯制造技术和成本的限制,产品零件的机械加工精度和表面质量的要求越来越髙,所以毛坯的某些表面仍需留有一定的零件加工余量,以便通过机械加工达到零件的技术要求。

毛坯制造尺寸与零件相应尺寸的差值称为毛坯加工余量,毛坯制造尺寸的公差称为毛坯公差,二者都与毛坯的制造方法有关,生产中可参阅有关的零件加工工艺手册来选取。

毛坯的零件加工余量确定后,其形状和尺寸的确定,还要考虑到毛坯制造、机械加工及热处理等工艺因素的影响。

下面仅从机械加工工艺角度来分析一下,在确定毛坯形状和尺寸时应注意的几个问题。

(1) 为使零件加工时工件安装稳定,有些铸件毛坯需要铸出工艺凸台,如图7-4所示。

工艺凸台一般在零件加工后再行切除。

图1 具有工艺凸台的刀架毛坯(2) 为了保证零件的加工质量和加工方便,常将一些零件先做成一个整体毛坯,加工到一定阶段后再切割分离。

对于半圆形的零件一般应合并成一个整圆的毛坯;对于一些小的、薄的零件(如轴套、垫圈和螺母等),可以将若干零件合成一件毛坯,待加工到一定阶段后再切割分离。

图2 所示车床进给系统中的开合螺母外壳,就是将其毛坯做成整体,待零件加工到一定阶段后再切割分离。

毛坯选择

毛坯选择

3 导杆
圆钢车制
45,表面淬火+低温回火
35-40 HRc
4 活动钳口 铸铁件(手工造型) 铸铁件(机器造型) HT200,去应力退火
5 螺钉
标准件
Q235A
6 钢珠
圆钢车制
Q235A
7 手柄
圆钢车制
Q235A
8 手轮
铸铁件(手工造型) 铸铁件(机器造型) HT150
9 螺杆
圆钢车制
45,表面淬火+低温回火
机械零件毛坯的选择
减 速 器 装 配 图
机械零件毛坯的选择
减速器主要零件的材料和毛坯选择
序 名称 号
1 窥视孔盖 2 箱盖 6 箱体 3,4 螺栓,螺母 5 弹簧垫圈 7 调整环 8 端盖 9 齿轮轴 12 轴 13 齿轮 10 挡油盘 11 滚动轴承
毛坯类型和制造方法
材料及热处理
单件、小批
大批
1、毛坯选择的原则
保证零件的使用要求
外部质量
形状精度 尺寸精度 表面质量
成分、组织 内部质量 力学性能
物理性能、化学性能
降低制造成本
制造成本——材料费、消耗的燃料和动力费、工资、设备费用等 问题:采用手工造型的铸件和自由锻锻件毛坯可降低成本
机械零件毛坯的选择
二、毛坯选择的原则和依据
2、毛坯选择的依据
机械零件 毛坯的选择
机械零件在机器中的作用
机械零件毛坯的选择
机械零件在机器中的作用
机械零件制造: 毛坯成形 切削加工
毛坯选择影响: 制造质量 使用性能 生产周期 制造成本
机械零件毛坯的选择
摩托车发动机
机械零件毛坯的选择
机器人汽车焊接生产线
机械零件毛坯的选择

毛坯制造方法的选择

毛坯制造方法的选择

基体和增 强材料一 同成形
较复 杂
尺寸控 材料利 生产 主要应用

用率 率
粉料、 高 模具、 烧结
原料、 较高 模具
高 较高
轴承、齿轮及特殊性能材料制 品
刀具、容器、高温轴承、活塞 环等耐高温、耐腐蚀、高硬度、 绝缘性好的制品
如管道、容器、壳罩及一般结 构零件等耐磨、耐腐蚀等要求 的制品
原料、 模具、 工艺方 法
较高
低较高
高比强度、比模量、化学稳定 性和电性能好,如船、艇、车 身、管道、阀门、储罐、高压 气瓶等
二、毛坯的选用原则
选择毛坯类型及成形方法,应在满足使用要求和可 成形性的前提下,生产成本最低。
1.工艺性原则
零件的使用要求具体体现在对其形状、尺寸、精度、 粗糙度等外部质量和对其成分、组织、性能等内部质量的 要求上。对于不同零件的使用要求,考虑零件材料的工艺 特性来确定采用何种毛坯成形方法。如不能用锻压或焊接 的方法来制造灰铸铁零件;不能用铸造方法来生产流动性 差的薄壁毛坯;不能用锤上模锻的方法来锻造铜合金等。
100mm以下可用圆钢自由锻造毛坯;直径500mm以上的大型齿轮可用铸钢
或球铁作毛坯;在单件时,可用焊接方式制作大型齿轮;低速或粉尘下开式
运转的齿轮可用灰铸铁作毛坯;仪表齿轮可用冲压件 。
三、常用零件的成形方法
2.盘套和饼块类零件
-带轮、飞轮、手轮、垫块
这类零件受力不大或仅承受压力,批量大、尺寸不大时可用粉末 冶金方法制造,小批量时可采用灰铸件、球铁等材料铸造成形;单件 时可采用Q215或Q235等低碳钢型材焊接成形。
三、常用零件的成形方法
2.机架、箱体类零件
特点是形状不规则、结构复杂,工作条件也差别较大。

毛坯成型方法选择

毛坯成型方法选择
毛坯成型是制造工业中的基础环节, 其质量直接影响最终产品的性能和品 质。
毛坯成型的重要性
毛坯成型是制造工业中的重要环节,其质量和精度对最终产品的性能和品质具有 决定性影响。
毛坯成型方法的合理选择和应用,能够提高生产效率、降低生产成本、提升产品 质量和竞争力。
毛坯成型方法的分类

根据成型工艺原理,毛坯成型方法可分为铸造、锻 造、粉末冶金、焊接等。
03
常见毛坯成型方法介绍
铸造法
总结词
通过将液态金属倒入模具中,冷却凝 固后获得毛坯的方法。
详细描述
铸造法是一种常见的毛坯成型方法, 适用于生产各种形状复杂的金属零件。 该方法具有成本低、适应性强的优点, 但毛坯精度较低,需要进行后续加工。
锻压法
总结词
通过施加外力使金属坯料变形,以获 得所需形状和尺寸的毛坯的方法。
航空发动机涡轮盘的毛坯成型方法应选择精密铸造或锻造 。
要点二
详细描述
精密铸造能够通过精确控制工艺参数,实现毛坯的高精度 和表面光洁度,满足航空发动机涡轮盘的高性能要求。锻 造则能够通过塑性变形提高材料的内部组织质量和机械性 能,同样适用于航空发动机涡轮盘的毛坯成型。综合考虑 ,可以根据实际需求和生产条件选择合适的毛坯成型方法 。
详细描述
切削加工法是一种常见的毛坯成型方法,适 用于各种材料和形状的零件。该方法具有加 工精度高、可加工复杂形状等优点,但生产 成本较高,且对环境有一定影响。
04
毛坯成型方法选择的原则与
步骤
选择原则
适用性原则
选用的毛坯成型方法应能满足零件的使用性能、加工要求和生产规模 等要求。
经济性原则
在满足适用性的前提下,应优先选择成本较低、生产效率高的毛坯成 型方法。

机械零件毛坯的选择

机械零件毛坯的选择

机械零件毛坯的选择机械零件的制造包含毛坯成形与切削加工两个阶段,毛坯成形不仅对后续的切削加工产生很大的影响,而且对零件乃至机械产品的质量、使用性能、生产周期与成本等都有影响。

因此,正确选择毛坯的类型与生产方法关于机械制造具有重要意义。

本章将着重介绍毛坯选择的原则及典型机械零件毛坯的选择。

5.1 毛坯选择的原则机械零件常用的毛坯类型有铸件、锻件、轧制型材、挤压件、冲压件、焊接件、粉末冶金件与注射成型件等,每种类型的毛坯都能够有多种成形方法,在选择时我们遵循的原则是:在保证毛坯质量的前提下,力求选用高效、低成本、制造周期短的毛坯生产方法。

通常毛坯选择步骤是:首先由设计人员提出毛坯材料与加工后要达到的质量要求,然后再由工艺人员根据零件图、生产批量,并综合考虑交货期限及现有可利用的设备、人员与技术水平等选定合适的毛坯生产方法。

具体要考虑的因素有下列几方面:5.1.1 满足材料的工艺性能要求金属是制造机械零件的要紧材料,一旦材料确定后,其材料的工艺性能就是影响毛坯成形的重要因素,表5.1.1给出了常用金属材料所适用的毛坯生产方法。

注:表中“⊙”表示材料适宜或者能够使用的毛坯生产方法。

5.1.2 满足零件的使用要求零件的使用要求要紧包含零件的结构形状与尺寸要求、零件的工作条件(通常指零件的受力情况、工作环境与接触介质等)与对零件性能的要求等。

1. 结构形状与尺寸的要求机械零件由于使用功能不一致,其结构形状与尺寸往往差异较大,各类毛坯生产方法对零件结构形状与尺寸的习惯能力也不相同,因此选择毛坯时,应认真分析零件的结构形状与尺寸特点,选择与之相习惯的毛坯制造方法。

关于结构形状复杂的中小型零件,为了使毛坯形状与零件较为接近,应先确定以铸件作为毛坯,然后再根据使用性能要求等选择砂型铸造、金属型铸造或者熔模铸造。

关于结构形状很复杂且轮廓尺寸不大的零件,宜选择熔模铸造;关于结构形状较为复杂,且抗冲击能力、抗疲劳强度要求较高的中小型零件,宜选择模锻件毛坯;关于那些结构形状相当复杂且轮廓尺寸又较大的零件,宜选择组合毛坯。

第五篇 毛坯选择

第五篇   毛坯选择

第一章 毛坯种类
第一节 各类毛坯的特点及应用
二 锻件 特点:组织细,力学性能好。 自由锻件——形状简单。 模锻件——形状较复杂,但锻模贵,适批量,尺 寸受限。
第一章 毛坯种类
第一节 各类毛坯的特点及应用
三 冲压件 主要:δ<6mm,塑性好,金属、非金属制品。 冲压件精度高,互换性好,冲模成本高,宜批量生 产。
第一章 毛坯种类
第二节 毛坯的成本与质量
二 毛坯质量 包括材质、尺寸精度、表面质量等。 1 材质:力学性能,物理化学性能好。 2 尺寸、表面质量:尺寸准确,表面无氧化皮、 粘砂,硬度均匀、稳定,尤其大批量生产,这项好, 省材、省力。 3 技术要求:技术要求要适当,如铸件:微观缩 松,无密封要求时不用考虑,允许存在。
第二章
毛坯选择
二 典型零件毛坯的选择 1 轴类: 光滑轴:热轧圆钢、冷轧圆钢。 台阶轴:轧钢或锻件 单件小批:自由锻,成批:模锻。 结构复杂,受力不大,可铸件;也可锻——焊、 铸——焊。
第二章
毛坯选择
二 典型零件毛坯的选择 2 套类: 同轴度要求高,铸、锻、挤、粉末冶金。 3 轮盘类: 如齿轮:中、小齿轮:锻件, 大量:热轧、精锻, 铸钢、球铁。 4 箱座类 铸铁件,载荷大:铸钢。
第二章
毛坯选择
三典型零件的选材实例 材料:45钢。 热处理:整体调质,轴颈及锥孔表面淬火。 性能要求:整体硬度HB220~HB240;轴颈及锥 孔处硬度HRC52。 工艺路线: 锻造→正火→粗加工→调质→精加工→表面淬火及 低温回火→磨削。
第二章
毛坯选择
三典型零件的选材实例 2.汽车半轴 汽车半轴是典型的受扭矩的轴件,但工作应力较 大,且受相当大的冲击载荷,其结构如图所示。最大 直径达50mm左右,用45钢制造时,即使水淬也只能使 表面淬透深度为10%半径。为了提高淬透性,并在油 中淬火防止变形和开裂,中、小型汽车的半轴一般用 4 造。

毛坯的选择

毛坯的选择

(1)铸件 2)金属模砂型机器造型 铸件最大重量可达250Kg,毛坯的尺寸精度高, 加工余量小,生产效率高,多用于大批大量生产。
毛 坯 种 类 的 确 定
(1)铸件 3)金属型铸造 铸件重量小于100 Kg,毛坯的尺寸精度高,机 械性能好,多用于大批大量生产。
毛 坯 种 类 的 确 定
(1)铸件 4)离心铸造 铸件重量达200Kg,效率高,材料消耗低,多用 于大批大量生产。
锻件
多为锻件
一、毛坯种类的确定
确定毛坯种类时需考虑的因素有:
(4)现有生产条件
考虑现场毛坯制造的实际水平,能力外协的可 毛 坯 能性等 种 (5)充分考虑利用新工艺、新技术和新材料的 类 的 可能性 确 精铸、精锻、冷轧、冷挤、粉末冶金等,可大 定 大减少机加工量,甚至不加工。
二、毛坯形状与尺寸的确定
毛 坯 种 类 的 确 定
一、毛坯种类的确定
确定毛坯种类时需考虑的因素有:
(1)零件材料及其力学性能
毛 坯 种 类 的 确 定 铸铁——铸件 力学性能要求高时 锻件
钢材
力学性能要求低时
型材或铸件
一、毛坯种类的确定
确定毛坯种类时需考虑的因素有:
(2)生产类型
毛 坯 种 类 的 确 定
一、毛坯种类的确定
毛 坯 形 状 和 尺 寸 的 确 定
模锻齿轮毛坯—零件合图
毛 坯 形 状 和 尺 寸 的 确 定
铸件毛坯—零件合图 犁 刀 变 速 齿 轮 箱 毛 坯 零 件 合 图
毛 坯 形 状 和 尺 寸 的 确 定
第三节 毛坯的选择
思考题与习题 思 考 题 与 习 题 P280- 6.3
机械制造工艺理论基础
第六章 机械加工工艺规程的制订

第十八章零件毛坯的选择

第十八章零件毛坯的选择

第十八章零件毛坯的选择第一节毛坯的种类用于零件成形的金属材料,一般先要制成与成品零件的形状、尺寸相近的毛坯件,通过切削加工完成最终的成形,把这个毛坯件称为零件的毛坯。

不同的加工方法,选用具有适宜的结构工艺性的材料。

不同的用途,需要一定的毛坯形状和毛坯的质量等要求。

因此,常用机器零件的毛坯,可以根据材制造方法、形状特征及用途等进行分类。

按制造方法不同,常用的毛坯有铸件、锻造和冲压件、型材件和焊接件四种。

按形状特征和用途不同,常可分为轴类零件、套类零件、轮盘类零件、箱座类零件四类。

一、按制造方法分类1、铸件毛坯铸铁、非铁金属以及碳的质量分数为0.45~0.5 %的钢,由于具有良好的铸造工艺性能,均可用铸造方法获得铸件毛坯。

铸造生产,一次成型,工艺灵活性大,不受零件尺寸形状和重量的限制,应用十分广泛。

铸铁件主要用于受力不大或以承压为主的零件,以及要求减振、耐磨零件等。

如机床床身、立柱,大型水压机机身、底座等零件,采用铸铁件毛坯主要是因为其具有良好的承压能力和减振性,而煤粉锅炉的粉煤制造设备——球式磨煤机中所用的铸铁球,则是利用了铸铁件具有良好的耐磨性。

非铁金属铸件应用,如照相机壳体、发动机壳体、阀体等,受力不大但形状相对复杂。

铸钢件则是应用在工作环境恶劣、承受载荷类型复杂的场合,如在选矿机上应用的铸钢链条。

2、锻造和冲压件毛坯适宜于锻造方法加工的材料包括非合金钢、合金钢和非铁金属合金。

非合金钢因为化学成分与组织结构都比较简单,塑性好、变形抗力小、锻造温度范围较宽,被广泛应用。

而合金钢因导热性差、热应力过大,因在晶界处存在的较多低熔点杂质,加热时易过烧,以及碳化物偏析等因素,应用受到限制。

非铁金属及合金导热性好,但锻造温度范围很狭窄,并且韧性较差,锻造时易产生折叠和裂纹。

用作制造冲压件的材料主要是塑性较好薄板件。

如低碳钢、压力加工铝合金、压力加工黄铜、青铜等材料。

锻件所用的原材料,除大型锻件直接用钢锭外,其余均用型材作锻件的原材料。

毛 坯 选 择

毛 坯 选 择
▪ 选择毛坯时,还要考虑现场毛坯制造的实际 工艺水平、设备状况以及对外协作的可能性。
.
1.3 毛坯形状和尺寸的确定
现代机械制造的发展趋势之一,是通过毛坯精 化使毛坯的形状和尺寸尽量与零件接近,减少机械 加工的劳动量,力求实现少、无切屑加工。但是, 由于现有毛坯制造工艺技术的限制,加之产品零件 的精度和表面质量的要求又越来越高,所以毛坯上 某些表面仍需留有一定的加工余量,以便通过机械 加工来达到零件的质量要求。
.
1.2 毛坯的选择原则
▪ (2)零件的结构形状与外形尺寸

例如常见的各种阶梯轴,若各台阶直径相差不大,
可直接选取圆棒料;若各台阶直径相差较大,为减少材
料消耗和机械加工劳动量,则宜选择锻件毛坯。至于一些非旋转体的板条形 钢质零件,一般则多为锻件。零件的外形尺寸对毛坯选择也有较大的影响。 对于尺寸较大的零件,目前只能选择毛坯精度、生产率都比较低的砂型铸造 和自由锻造的毛坯;而中小型零件,则可选择模锻及各种特种铸造的毛坯。
.
1.2 毛坯的选择原则
现有生产条件
生产纲领大小
毛坯的选择原则
零件材料的工艺性 (如可铸性及可塑性)
及零件对材料组 织和性能的要求
零件的结构形状 与外形尺寸
.
1.2 毛坯的选择原则
▪ (1)零件材料的工艺性(如可铸性及可塑 性)及零件对材料组织和性能的要求
▪ 例如,材料为铸铁与青铜的零件,应选择铸 件毛坯;对于钢质零件,还要考虑机械性能的要 求;对于一些重要零件,为保证良好的机械性 能,一般均须选择锻件毛坯,而不能选择棒料。
.
1.2 毛坯的选择原则
▪ (3)生产纲领大小
▪ 当零件的产量较大时,应选择精度和生产率 都比较高的毛坯制造方法,这样制造毛坯的设备 和装备价格则比较高,但这可由材料消耗的减少 和机械加工费用的降低来补偿。零件的产量较小 时,应选择精度和生产率均较低的毛坯制造方 法。

机械零件材料及毛坯的选择

机械零件材料及毛坯的选择

〖任务描述〗机械零件材料及毛坯的选择车床主轴是指机床上带开工件或刀具旋转的轴,它是打算机床的加工质量和切削效率的重要部件。

下面以图 6-1 所示的C616 型车床主轴为例来分析其选材及热处理方法。

明确任务,在任务的驱动下学习。

图 6-1 C616 型车床主轴〖任务分析〗该车床主轴受交变弯曲和扭转复合应力作用,载荷不大,转速中等,冲击载荷也不大,所以具有一般综合力学性能即可满足要求。

但大的内锥孔、外锥体与卡盘、顶尖之间有摩擦,花键处与齿轮有相对滑动。

为防止划伤和磨损,这些部位要求有较高的硬度和耐磨性。

轴颈与滚动轴承协作硬度要求不高。

C616 型车床主轴选用 45 钢。

热处理技术条件为整体硬度 220~250 HBW;内锥孔和外锥体 45~50 HRC;花键局部 48~53 HRC。

其加工工艺路线为锻造—正火—粗加工—调质—半精加工—淬火、低温回火—粗磨(外圆、锥孔、外锥体)—铣花键—花键淬火、回火—精磨。

〖相关学问〗学习情境一零部件的失效一、零部件失效的概念及形式一般机器零件常见的失效形式有过量变形、断裂和外表损伤三种。

1.过量变形把握零部件失效(1)过量弹性变形。

机械零件在使用过程中只要受力必定会发生弹性变形,但是弹性变的概念。

形量过大会使零件失效。

引起弹性变形失效的缘由主要是零部件的刚度缺乏。

要预防过量弹性变形,则应选用弹性模量大的材料。

(2)过量塑性变形。

零部件承受的静载荷超过材料的屈服强度时,将产生塑性变形。

过量塑性变形是机械零件失效的重要形式,轻则使机器工作状况变坏,重则使机器无法连续运行,甚至破坏。

(3)蠕变。

在恒定载荷和高温下,蠕变一般是不行避开的,通常是以金属在肯定温度和应力下经过肯定时间所引起的变形量来衡量。

2.断裂1)韧性断裂韧性断裂时,零件承受的载荷大于零件材料的屈服强度,断裂前零件有明显的塑性变形,尺寸发生明显的变化。

一般断面缩小,且断口呈纤维状。

零件的韧性断裂往往是由于受到很大的载荷或过载引起的。

机械制造零件的毛坯选择和成形方法详解

机械制造零件的毛坯选择和成形方法详解

插齿
1112
5) 可持续性发展原则
环境恶化和能源枯竭已是21世纪人类必须解
决的重大问题,在发展工业生产的同时,必须考
虑环保和节能问题,不能干圈一块厂房,毁一片
山林的蠢事。工艺流程设计应以可持续发展为原
则,自觉维护生态环境。应做到以下几点:
(1)尽量减少能源消耗,在制定工艺流程中
应考虑选择能耗小的成形方案,并尽量选用低能
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2)适应性原则 在毛坯成形方案的选择中,还要考虑适应性 原则。既根据零件的结构形状、外形尺寸和工作 条件要求,选择适应的毛坯方案。 例如,对于阶梯轴类零件,当各台阶直径相 差不大时,可用棒料;若相差较大,则宜采用锻 造毛坯。 形状复杂和薄壁的毛坯,一般不应采用金属 型铸造;尺寸较大的毛坯,通常不采用模锻、压 力铸造和熔模铸造,多数采用自由锻、砂型铸造 和焊接等方法制坯。
911
4) 经济性原则 经济性原则就是使零件的制造材料费、能
耗费、工时费用等成本最低。应在满足零件使 用要求的前提下,把几套预选方案作经济性比 较,从中选出整体生产成本低廉的方案。一般, 选择毛坯的种类和制造方法时,应使毛坯尺寸、 形状尽量与成品零件相近,从而减少加工余量, 提高材料的利用率,减少机械加工工作量。但 是毛坯越精确,制造就越困难,费用也越高。
1514
2.锻造 锻造是固态金属在压力下塑性变形的成形方 法(见视频2),要求金属的塑性较好、变形抗力小。 锻造方法适用于制造受力较大、组织致密、质量 均匀的锻件,如转轴、齿轮、曲轴和叉杆等。 自由锻工装简单、准备周期短,但产品形状 简单,是单件生产和大型锻件的唯一锻造方法。 胎模锻是在自由锻设备上采用胎模进行锻造 的方法,可锻造中小批量较复杂的中小型锻件。 模锻,材料利用率和生产率远高于自由锻, 适合锻造批量较大、较复杂的中小型锻件。

毛坯的选择

毛坯的选择
7.4.2毛坯的选择 7.4.2毛坯的选择 1.铸件毛坯 形状复杂,强度要求不高。例 1.铸件毛坯 如,铸铁,铸钢,有色金属等。 2.锻件毛坯 强度要求很高的毛坯。主要材 2.锻件毛坯 料为碳钢和合金钢。例如,自由锻,胎膜 锻,模锻等。 3.轧材毛坯 冷拉和热轧材料。可以得到各 3.轧材毛坯 种异型截面的棒料。 4.挤压件毛坯 用于塑性较好的有色金属和钢 4.挤压件毛坯 材。采用的方法是冷挤或热挤。 5.冲压毛坯和非金属毛坯 5.冲压毛坯和非金属毛坯
过定位
例2 箱体定位中将一面两销中的菱形销改用短圆 形销:
右边的短圆销不仅约束 ,而且与左边的 r r 短圆销一起同时约束两个自由度 X , Y ,引 起变形和误差。
) Z
例3 加工连杆用长圆销,支承板及挡销进行 定位的情况。 左边的长圆销约束了工件连杆四个自由度 ; 支承板相当于三点定位,应该约束了工件的三 ) ) r 个自由度 X , Y , Z ;挡销为一点定位,约束了工 ) 件的一个自由度 Z 。这样和被长圆销和支承 板重复限制。即过定位。 说明: 正确对待过定位 实属不许-----产生变形、误差 实属不许-----产生变形、误差 可用则用
3)为了保证重要表面的余量均匀,选重要表面 3)为了保证重要表面的余量均匀,选重要表面 为粗基准。
4)粗基准表面(几何原则) 4)粗基准表面(几何原则) ①面积大(是指力学面积) ②重心低 ③平整光洁(易于清理) ④尽可能同箱,同模面。(下箱面更好) ⑤夹紧刚度尽可能好
5)粗基准应避免重复使用,在同一尺寸方向 5)粗基准应避免重复使用,在同一尺寸方向 上(即同一自由度方向上),通常只允许使 用一次。
工序余量 本道工序基本尺寸
上道工序基本尺寸
T1—上道工序尺寸公差 T2—本道工序尺寸公差
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铝合金等 金结构钢等 色金属薄板 合金钢等 结构钢等
组织特征 晶粒粗大、 晶粒细小、 拉深时流线 接头组织不 同锻件
疏松
致密
有变化
均匀
机械性能 较差


降低
较好
材料利用 高


较高
较低

生产周期 长
短/长

较短

生产成本 较低
较高
较低

——
应用举例 机架、床身 轴、齿轮 油箱、
车身,船体 丝杠、螺栓
单件、小批
大批
钢板或铸铁件
冲压件或铸铁件 Q235A,HT150,08钢
铸铁件(手工造型) 铸铁件(机器造型) HT200,退火消除应力
焊接件(手工电弧焊)
Q235A
标准件(镦、挤件) 标准件(冲压件) 圆钢车制 铸铁件,圆钢车制 锻件(自由锻,胎膜锻) 圆钢车制
Q235A
65Mn,淬火+中温回火
冲压件
特点:组织细,力学性能好。 自由锻件——形状简单。 模锻件——--形状较复杂,但锻模贵,适批量, 尺寸受限。
2. 锻造
一、毛坯种类
2. 锻造
一、毛坯种类
一、毛坯种类
3. 型材
特种压力加工(轧、挤、拉拔等)生产的型材,能利 用型材的直接利用。
钢 管
3. 型材
一、毛坯种类
3. 型材
一、毛坯种类
项目一:典型零件机械加工工艺规程编制
任务二 毛坯选择
设计机械加工工艺规程的步骤和内容
▪ (1)图样分析; ▪ (2)毛坯选择; ▪ (3)定位基准的选择 ▪ (4)工艺路线的拟定(表面加工方法的选择,工序
的划分,加工顺序的安排); ▪ (5)工序设计(确定各工序所用机床及工艺装备、
加工余量、切削用量和工时定额); ▪ (6)填写工艺文件。
毛坯的选择
选择毛坯时应考虑的因素 1.零件的材料及力学性能要求 2.零件的结构形状和尺寸 3.生产纲领的大小 4.现有生产条件 5.充分考虑利用好技术、新工艺、新材料 的可能性
二、毛坯选择原则
1、零件材料的工艺性 :铸造性、可塑性、焊接性等。 2、生产纲领的大小
工艺 特征
单件小批量
中批生产
大批大量
自由锻、 木模手工
造型;
毛坯的选择
毛坯形状与尺寸的确定
毛坯尺寸和零件图上的设计尺寸之差称为加工余量, 又叫毛坯余量。毛坯尺寸的公差、毛坯余量的大小同毛 坯的制造方法有关。
毛坯余量确定后,将毛坯余量附加在零件相应的加 工表面上,即可大致确定毛坯的形状和尺寸,此外还要 考虑毛坯制造、机械加工及热处理等许多工艺因素。 从机械加工工艺接件
特点:大→小 工序简单,工艺准备、生产周期较短,而 且可以实现各种工艺组合(锻、铸、焊),各种材料组合 ,注意焊接变形,质量检验。
焊条电弧焊过程
一、毛坯种类
4. 焊接件
一、毛坯种类
4. 焊接件 ▪ 机器人焊接
一、毛坯种类
4. 焊接件 ▪ 机器人焊接
一、毛坯种类
4. 焊接件 ▪ 机器人焊接
一、毛坯种类
毛坯类型 铸件 锻件 冲压件 焊接件 轧材
成形特点 液态下成形 塑性变形 塑性变形 永久性连接 同锻件
结构特征 复杂
简单
轻巧、复杂 轻巧
简单
工艺性要 流动性好, 塑性好,变 塑性好,变 强度高,塑 同锻件

收缩率低 形抗力小 形抗力小 性好
常用材料 铸铁、铸钢、中碳钢及合 低碳钢、有 低碳钢、低 碳钢、合金
机械零件在机器中的作用
机械零件制造: 毛坯成形 切削加工
毛坯选择影响: 制造质量 使用性能 生产周期 制造成本
机械零件毛坯的选择
毛坯 : 根据机器零件所要求的工艺尺寸、形状而制成的坯 料,供进一步加工使用,以获得成品零件。
获得毛坯的生产过程就是毛坯生产。 毛坯生产方法:
铸造、锻造、冲压、焊接、型材等。
毛坯
自由锻、木模 手工造型;精 度低、余量大
模锻、金属 模;
精度和余量 中等
模锻、机器 造型;
精度高,余 量小
二、毛坯选择原则
3、零件的结构形状和尺寸大小。 4、现有生产条件。
零件 的结 构特

结构形状 简单
结构形状 复杂
尺寸小
尺寸大
毛坯 制造 方法
自由锻、 木模手工
造型;
模锻、金 属模;
模锻、机 器造型;
(3)铸件组织性能差 铸件晶粒粗大,力学性能差.
1. 铸造
一、毛坯种类
1. 铸造
一、毛坯种类
1. 铸造
一、毛坯种类
一、毛坯种类
1. 铸造
1.1、砂型铸造
砂型铸造是以砂为主要造型材料制备铸型的一种铸造方法。目 前90%以上的铸件是用砂型铸造方法生产的。
1. 铸造
一、毛坯种类
1.1、砂型铸造
一、砂型铸造的工艺过程
⑴ 工艺凸台 ⑵ 一坯多件 ⑶ 组合毛坯
减 速 器 装 配 图
机械零件毛坯的选择
减速器主要零件的材料和毛坯选择
序 名称 号
1 窥视孔盖 2 箱盖 6 箱体 3,4 螺栓,螺母 5 弹簧垫圈 7 调整环 8 端盖 9 齿轮轴 12 轴 13 齿轮 10 挡油盘 11 滚动轴承
毛坯类型和制造方法
材料及热处理
Q235A, 08钢
铸铁件(机器造型) HT150, Q235A
模锻件
45,调质处理
圆钢车制
冲压件
标准件, 内外环用扩孔锻造,滚珠用螺旋斜 轧,保持器为冲压件
机械零件毛坯的选择
Q235A, 08钢
GCr15(内外环,滚珠) 淬火+低温回火,08钢
毛坯选择练习
为下列零件选择毛坯材料: 1.发动机活塞 2.机床主轴 3.大口径铸件污水管 4.子弹弹壳 5.汽车油箱 6. 汽轮机叶片 7. 机床床身 8.锅炉筒体
1. 铸造
一、毛坯种类
将经过熔化的液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型中, 冷却凝固后获得毛坯或零件的一种工艺方法。
铸造的方法: 砂型铸造、特种铸造
铸造的特点
(1)成型方便,适应性强 利用液态成形,适应各种形状、尺寸,不同材料的铸件.
(2)生产成本低,较为经济 节省金属,材料来源广泛,设备简单。
一、金属型铸造 将液态金属注入用金属制成的铸型中,以获得铸件的方法。
一、毛坯种类
1. 铸造 1.2、特种铸造
二、压力铸造
将熔融的金属在高压下,快速压入金属铸型的型腔中,并在压力下 凝固,以得到铸件的一种铸造方法。
1、工艺特点: 多用于非铁合金(如铝、铜、镁等)精密铸件的批量生产。
2. 锻造
一、毛坯种类
造型


合箱
浇注

备 造芯
配砂、制模
熔炼金属
落砂
清理 检验
一、毛坯种类
1. 铸造 1.2、特种铸造
概念: 特种铸造是指砂型铸造以外的其他铸造方法。
特种铸造的特点:
铸件精度高,力学性能好;生产率高;工人劳动条件好 等。
常用的特种铸造方法:
金属型铸造 压力铸造
熔模铸造 壳型铸造
离心铸造
一、毛坯种类
1. 铸造 1.2、特种铸造
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