典型零件毛坯的生产与选择
课题十一 毛坯选择
低速、轻载齿轮常用45，40Cr等中碳结构钢，经 正火或调质提高综合力学性能。
高速、重载齿轮常采用20CrMnTi，20CrMo等 合金结构钢制造且齿部经渗碳、淬火处理，也可采 用38CrMoAl等渗氮钢制造且齿部经渗氮处理，从 而获得良好的内韧外硬的性能。
大批量生产齿轮时可采用热轧或精密模锻的方法 生产齿轮毛坯，以提高齿轮的力学性能。
单件或小批量生产时，直径100 mm以下的形 状简单的小齿轮可用圆钢为毛坯。
直径大于400～500 mm的大型齿轮，锻造比 较困难，可用铸钢或球墨铸铁件为毛坯，铸造齿 轮一般以辐条结构代替模锻齿轮的辐板结构，在 单件生产下，也可采用焊接方式制造大型齿轮的 毛坯。
(二)带轮、飞轮和手轮
这类零件受力不大或仅承受压力，通常可采用灰口 铸铁、球墨铸铁等材料铸造成型。单件生产时，也可 采用Q215，Q235等低碳钢型材焊接成型。
三、机架及箱体类零件
机架、箱体类零件包括各种机械的床身、底座、支 架、横梁、工作台、齿轮箱、轴承座、阀体等。该类 零件的特点是形状不规则，结构较复杂，质量从几千 克到数十吨，工作条件相差很大。而其工作台和导轨 要求有一定的耐磨性。因此，其毛坯、底座、支架、工作 台和箱体等，受力状况以承压为主，抗拉强度和 塑性、韧性要求不高，但要求有较好的刚度和减 振性，有时还要求有较好的耐磨性，故通常采用 灰铸铁铸造成型。
(二)锻件
由于锻件毛坯经锻造后可得到连续和均匀的金 属纤维组织，因此锻件的力学性能较好，常用于 受力复杂的重要钢质零件。自由锻件的精度和生 产率较低，主要用于小批生产和大型锻件的制造 。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用 于产量较大的中小型锻件。
(三)型材
型材主要有板材、棒材、线材等。常用截面形状 有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。
机械加工毛坯选用准则
•
重规矩，严要求，少危险。2020年12 月20日 星期日1 2时49 分36秒0 0:49:36 20 December 2020
•
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午12时4 9分36 秒上午1 2时49 分00:49:3620.1 2.20
•
每天都是美好的一天，新的一天开启 。20.12. 2020.1 2.2000:4900:49 :3700:4 9:37De c-20
焊接要求原材料强度好、塑性好 和液态稳定性好。
焊接件的尺寸、形状一般不受限制， 结构轻便，材料利用率高，生产周期短， 主要用于制造各种金属结构件，也用于 制造零件的毛坯及修复废旧零件等。
二、毛坯选择应考虑的因素
毛坯的选择包括毛坯的材料、种类和成 形方法，具体选择时应考虑以下因素：
(1)生产批量 (2)零件对材料组织和性能以及材料的工艺 性能的要求
第一节机械零件毛坯选择的原则第二节常用机械零件的毛坯种类和选择一毛坯的种类二毛坯选择应考虑的因素三典型机械零件与结构件毛坯的选择第一节机械零件毛坯选择的原则环保性原则上述四项原则是相互联系的考虑时应在保证第一项原则的前提下力求做到质量好成本低制造周期短和环保的原则
第五章 毛坯选用
第一节 机械零件毛坯选择的原则 第二节 常用机械零件的毛坯种类和选择
(2) 型材件
型材件大都是由冶金后轧制成形的。
型材的形状和尺寸品种多样，常 见的形状有圆形、方形、六角形等及 特殊形状的断面。
(3) 锻件
锻件是金属在固态下塑性流动成 形的，锻件形状较铸件简单。
多用于承受重载、动载及复杂载 荷的重要件。它生产成本高，材料利 用率低。
(4) 焊接件
焊接件是借助于金属原子间的扩散 和结合作用，形成永久性连接。
第十四章 毛坯选择
4. 焊接件毛坯
焊接是一种永久性的连接金属的方法，其
主要用途不是生产机器零件毛坯，而是制造金属
结构件，如梁、柱、桁架、容器等。 特点：焊件的形状和尺寸不受限制，材料利 用率高， 气密性好，生产周期短，焊件强度和刚 度较高；但抗震性差，易变形。 焊接方法在制造机械零件毛坯时，主要用于： 复杂的大型结构件（如电渣焊万吨水压机的主柱 和横梁）、异种材质零件（如硬质合金刀头与中 碳钢刀体的焊接）、某些特殊形状的零件或结构 件（如蜂窝状结构的零件、波纹管）。
14.3 典型零件毛坯选择
一、轴类零件 轴杆类零件是各种机械产品中用量较大的重 要结构件，常见的有光轴、阶梯轴、曲轴、凸轮 轴、齿轮轴、连杆、销轴等。轴在工作中大多承 受着交变扭转载荷、交变弯曲载荷和冲击载荷， 有的同时还承受拉—压交变载荷。
轴类零件的性能要求：优良的综合力学性 能，高的疲劳强度，轴颈及花键处较高的硬度。 轴类零件常采用钢或铸铁，并用锻造或铸造 毛坯，经机加工成形。 光轴毛坯一般采用热轧或冷轧圆钢。阶梯轴 采用圆钢(尺寸及受力较小时)或锻件(尺寸及受力 较大时)作毛坯。 凸轮轴及曲轴一般采用球墨铸铁作毛坯，有 时采用锻件毛坯。 在特殊情况下，采用锻-焊或铸-焊方法制造 轴类零件的毛坯。
在大批量生产条件下，应选用专用设备和工 具及高生产率的毛坯生产方法。虽使用专用设备 和工具增加了费用，但由于材料消耗与切削加工 量等大幅度降低，生产率提高，故总成本比较低。 例如，CA6140 车床中采用1 000kg 的精密铸件 可以节省机械加工工时3 500 个，具有十分显著 的经济效益。
三、考虑生产条件 根据使用要求和经济性所确定的毛坯生产方 案是否能实现，还必须考虑企业的实际生产条件。 只有实际生产条件能够实现的生产方案才是切实 可行的。 实际生产条件主要指企业的设备条件、技术 水平、厂房情况及原材料供应情况等。如这些条 件不能满足生产要求，就应考虑某些零件的毛坯 生产或毛坯生产中的部分工序与其他企业协作。
机械零件毛坯的选择
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。
二、毛坯选择的原则和依据
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
内部质量：成分、组织，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2、毛坯选择的依据
零件的用途和工作条件
零件的结构、形状与外形尺寸
生产批量
生产条件（设备、人员、技术水平、管理水平等）
三、常用机械零件毛坯分类及制造方法
1、轴杆类零件
主要起支承传动件和传递转矩的作用。
传动轴、机床主轴、丝杠、光杠、曲轴、偏心轴、凸轮轴等
3、机架、箱体类零件
减速器装配图
减速器主要零件的材料和毛坯选择
汽车发动机零件的材料和毛坯选择
台钳装配图
台钳零件的材料和毛坯选择。
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
典型盘类零件加工工艺分析
典型盘类零件加工工艺分析摘要：本文对典型盘类零件---由多个端面、深孔、薄壁、曲面、外轮廓组合而成的较复杂的盘形零件进行了详细的加工工艺分析，包括图纸分析、确定加工工艺、选用机床型号、选用毛坯大小、确定走刀路线与加工顺序及主要部分程序编制等。
关键词：盘类零件；图纸分析；加工工艺；程序；MASTERCAM1 盘类零件概述盘类零件是由多个端面、深孔、螺纹孔、曲面、沟槽、外轮廓组合而成的较复杂的盘形零件。
其特点是零件基本形状呈盘形块状，零件表面汇集了多种典型表面。
加工时，装夹次数一般较少，但所用刀具一般较多，编制程序较繁琐。
加工前需要做好充分的准备，包括图纸分析、确定加工工艺、选用机床型号、选用毛坯大小、确定走刀路线与加工顺序等，其前期的准备工作比较复杂。
2 零件结构工艺分析盘类零件加工工艺性分析是编程前的重要工艺准备工作之一，根据实际加工，利用数控加工中心具有高精度、高柔性、高效率，且适合加工具有复杂轮廓、端面的零件等特点。
下面结合图（1 ）进行分析：1、零件的加工特点是由平面加工、孔加工、腔槽加工、轮廓加工、型面加工。
零件图（如图1）分析。
（1）4 个异型轮廓的尺寸公差16mm 。
（2）未标尺寸公差均为± 0.10mm 。
主要加工部件上部，平面加工中要保证尺寸40mm，孔加工中有$ 36mm和4- 16mm孔，$ 36mm孔是零件的基准孔，4- $ 16mm孔对基准孔$ 36mm对称0.02mm，孔间距为（142 ± 0.02）mm，孔的尺寸精度都是比较高的，梅花形外轮廓 $ 120 mm 壁厚2mm，尺寸40mm对基准对称0.02mm，四方异形搭子除要保证外轮廓尺寸外，还要保证2-164mm 尺。
2、工艺方案编制拟订工艺路线时首先要确定各个表面的加工方法和加工方案。
表面加工方法的和方案的选择，应同时满足加工质量、生产率和经济性等方面的要求。
其次是机械加工工序的安排，安排原则是先加工基准面，划分加工阶段，次要表面穿插在各阶段间进行加工、先粗后精。
典型零件的选材及加工工艺路线分析讲解材料
轻量化
减轻材料重量，提高产品机动性，降低能源 消耗和排放。
环保化
发展可再生、可回收、可降解的材料，减少 对环境的污染。
智能化
研究具有自适应、自修复、自感应等功能的 智能材料。
新材料的研究与开发
碳纤维复合材料
具有高强度、轻质、耐高温等优点，广 泛应用于航空航天、汽车等领域。
高分子合成材料
具有优良的化学稳定性、绝缘性、耐 磨性等，在建筑、电子、化工等领域
03
材料的应用与发展趋势
材料的应用领域
01
航空航天
用于制造飞机、火箭等高强度、轻 质材料。
建筑领域
用于制造桥梁、高层建筑等高强度、 高耐久性材料。
03
02
汽车工业
用于制造发动机、变速器等耐磨、 耐高温材料。
电子产品
用于制造集成电路、晶体管等精密、 小型化材料。
04
材料的发展趋势
高性能化
提高材料的强度、硬度、耐高温等性能，以 满足更高要求的工业应用。
可加工性原则
材料应具有良好的可加工性， 以便于零件的制造和加工。
可维修性原则
材料应易于维修和更换，以提 高零件的使用寿命和降低维修 成本。
常用材料介绍
钢铁
钢铁是机械制造业中应用最广泛的材料之一，具 有高强度、良好的韧性和耐磨性。
铜及铜合金
铜及铜合金具有良好的导电性、导热性、耐腐蚀 性和加工性能，广泛应用于电气、电子、化工等 领域。
实例二：齿轮类零件的选材与加工工艺
灰铸铁
用于制造一般用途的齿轮，如减速器齿轮等。
球墨铸铁
用于制造高强度、高耐磨性的齿轮，如汽车变速毛坯准备
根据零件材料和尺寸要求，准备毛坯。
粗加工
毛坯选用
3．箱座、支架类零件 ．箱座、
12
机床床身、底座等基础零件主要承受压力， 机床床身、底座等基础零件主要承受压力， 并要求有良好的减震性、刚度；其台面、 并要求有良好的减震性、刚度；其台面、 导 轨等有相对滑动部分、要求有一定的耐磨性； 轨等有相对滑动部分、要求有一定的耐磨性； 阀体等壳体类零件则要求有良好的密封性。 阀体等壳体类零件则要求有良好的密封性。
1
实际生产中，毛坯选择的原则: 实际生产中，毛坯选择的原则:
1. 适用性原则 在任何情况下，选择毛坯时都应首 在任何情况下， 先保证零件的使用要求。 先保证零件的使用要求。 2. 经济性原则 3. 可行性原则 4. 环保性原则
2
二、 常用机械零件的毛坯种类和选择
2.1 毛坯的种类
常用毛坯种类有： 常用毛坯种类有： 铸件、型材件、锻件、焊接件、 铸件、型材件、锻件、焊接件、 冲压件、粉末冶金件等。 冲压件、粉末冶金件等。
常用零件按其形状可分为： 常用零件按其形状可分为：
轴杆类 盘类 箱体支架类
5
1. 轴杆类零件
6
轴杆类零件承受弯、扭、拉、压多种 轴杆类零件承受弯、 应力，并多为循环应力， 应力，并多为循环应力，有时还承受冲击 应力，在轴颈处和滑动表面承受摩擦。 应力，在轴颈处和滑动表面承受摩擦。
要求具有良好的综合力学性能，交变 要求具有良好的综合力学性能， 载荷大时还应具有高的抗疲劳性能， 载荷大时还应具有高的抗疲劳性能，局部 要求有高的硬度和耐磨性能。 要求有高的硬度和耐磨性能。
一般箱座、支架类零件多采用铸铁件； 一般箱座、支架类零件多采用铸铁件； 受力较大、受力复杂的零件毛坯， 受力较大、受力复杂的零件毛坯，可采用铸钢 件； 要求质轻的、受力一般的零件毛坯， 要求质轻的、受力一般的零件毛坯，可采用铝 合金铸件； 合金铸件； 在单件生产或工期短时，可采用钢材焊接而成。 在单件生产或工期短时，可采用钢材焊接而成。
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。
轴类零件的毛坯和材料介绍
轴类零件的毛坯和材料介绍（一）轴类零件的毛坯轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。
对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。
根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。
中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。
（二）轴类零件的材料轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范（如调质、正火、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。
45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45~52HRC。
40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。
轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50~58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。
精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化钢。
这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。
与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。
一、轴类零件的功用、结构特点及技术要求轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。
它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。
轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。
根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。
轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。
轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。
轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：（一）尺寸精度起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高（IT5~IT7）。
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。
27 汽车材料 教案：汽车典型零件的选材——选材概述
《汽车材料》教案任课教师：课程名称：课程代码：上课班级：专业：总学时：周学时：学期：202 ～202 学年第学期汽车材料教案主要教育教学目标一、知识目标1. 能说出汽车零件失效的原因及选材的原则和方法；2. 能概述汽车齿轮工作条件、性能要求及热处理工艺；3. 能概述汽车轴类零件工作条件、性能要求及热处理工艺；4. 能概述汽车弹簧工作条件、性能要求及热处理工艺；5. 能概述汽车箱体类零件工作条件、性能要求及热处理工艺；6. 能概述汽车车身冲压零件工作条件、性能要求及热处理工艺；7. 能概述汽车其他零件工作条件、性能要求及热处理工艺；二、能力目标1. 具有根据使用要求初步选材的能力；2. 具有分析汽车零件在不同工作条件下对性能要求的能力；3. 具有根据汽车零件的工作条件和性能要求，进行选材和分析其加工工艺的能力。
三、素质目标1. 培养严谨的工作态度、责任心；2. 培养吃苦耐劳的精神；3. 培养能运用所学知识解决实际问题的能力。
教学活动过程一、组织教学二、复习前课知识1、滚动轴承钢的分类及牌号；2、滚动轴承钢的性能要求。
三、导入新课汽车制造过程中，从设计新产品、改造老产品，到维修、更换零件，都会涉及到零件的选材、热处理工艺的确定和热处理工序安排等问题，那我们如何来进行汽车零件的选材呢？导出：四、新授课第一节汽车典型零件的选材——选材概述点名，记考勤（1min）教师提问引导学生回答（2 min ）一、零件的失效1、失效失效：当零件由于某种原因而丧失某种功能，即失效。
例：齿轮磨损、主轴变形、弹簧无弹性等。
零件失效，会带来很大的危害，甚至严重的事故。
2、失效形式（1）破坏失效——零件完全断裂而无法工作的失效。
（2）损伤严重失效——零件的变形超过了允许范围而造成的失效。
（3）不能达到满意的效果——指表面磨损、腐蚀、疲劳等。
刀具变钝、齿面点蚀、金属表面生锈等。
某载货汽车车架纵梁在恶劣工况发生疲劳断裂某载货汽车货箱举升油缸支座发生疲劳断裂3、、失效的原因（1）设计不合理:结构形状设计不合理；计算错误、工作条件估计错误。
如何选择模具零件的毛坯
如何选择模具零件的毛坯
对于模具零件的毛坯我们该如何选择呢？在模具零件行业发展的今天，很多的朋友都对模具零件的毛坯如何选择这问题给验到了，今天我们一起跟小编来看下模具零件常用的毛坯类型，进而了解到模具零件的毛坯如何选择。
模具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、粉末冶金件和注射成型件等，每种类型的毛坯都可以有多种成形方法。
模具零件的制造包括毛坯成形和切削加工两个阶段，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、生产周期和成本等都有影响。
因此，正确选择毛坯的类型和生产方法对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。
模具零件的毛坯主要有锻件、铸件和型材（如热轧板、圆棒等）上的切割件等。
毛坯类型的选择主要根据模具零件质量要求、结构尺寸和生产批量等因素来决定，通常凸、凹模等工作零件的毛坯采用锻件，模座、大型模具零件的毛坯采用铸件，垫板、固定板等零件的毛坯则采用型材上的切割件。
宜泽小陆觉得不同方法得到的毛坯，其加工余量不同，必须合理确定毛坯的加工余量，加工余量过大，浪费材料和工时，而加工余量过小，则不能保证消除毛坯的表面缺陷，甚至造成废品。
关于毛坯的加工余量可查阅相关工艺设计手册.用机械加工方法加工模具零件，要充分考虑模具零件的材料、结构形状、尺寸、精度和使用寿命等方面的不同要求，采用合理的加工方法和工艺路线。
尽可能通过加工设备来保证模具零件的加工质量，减少钳工修配工作量，提高生产效率和降低成本。
毛坯成形方法选择
一、选择原则
1、保证技术的先进性和可靠性 2、经济上合理
（1）尽量方法简单，这样投入费用少； （2）尽量加工效率高、这样加工成本就低； （3）选择少污染或者无污染的材料。
毛坯成形方法选择
二、考虑因素
（一）产品材料的性能
1. 材料的力学性能 2. 材料的工艺性能 3. 材料的特殊性能
（二）产品的生产类型
（二）再确定具体工艺方法
毛坯成形方法选择
四、举例
1、小批量生产、铸造的轴承端盖 2、大批量生产受力大的较小尺寸的双边齿轮 3、小批量生产，焊接温度高、焊缝形状复杂的件 4、各种批量生产较大批量的轴、销 5、铸造的下水管 6、大批量生产、较小尺寸铝合金的仪表壳体 7、批量生产、航空发动机涡轮叶片
毛坯成形方法选择
（三）产品的形状复杂程度及尺寸精度要求
1. 产品的形状及复杂程度 2. 产品的尺寸精度要求
（四）现有生产条件 （五）充分考虑利用新工艺、新技术和新 材料的可能性。
毛坯成形方法选择
三、选择步骤 （一）先确定毛坯类型 1.毛坯类型
型材；铸件；锻件；焊件
2.选择顺序
（1）优先选择型材; （2）优先选择整体成形，如形状尺寸受影响，应选择连 接成形； （3）如选择整体成形，再看材料的种类以及材料的工艺 性能方法的选择原则和所要考虑的因素。 2.初步掌握常用典型零件的毛坯选择。 教学内容： 1.毛坯成形方法的选择原则。 2.毛坯成形方法选择所要考虑的因素。 3.毛坯成形方法选择的基本程序和方法。 重点：毛坯成形方法的选择原则和需要考虑的因素。 难点：毛坯成形方法的选用。
毛坯成形方法选择
焊件四举例1小批量生产铸造的轴承端盖2大批量生产受力大的较小尺寸的双边齿轮3小批量生产焊接温度高焊缝形状复杂的件4各种批量生产较大批量的轴销5铸造的下水管6大批量生产较小尺寸铝合金的仪表壳体7批量生产航空发动机涡轮叶片
毛坯制造方法的选择
立放
卧放
四、典型坯件成形设计
2.同一零件毛坯选择比较
－胎模锻：选用40钢经镦粗、冲孔、带芯棒拔长等自由锻工序完成 初步成形，然后在胎模内带芯棒锻出法兰最终成形。与模锻相比， 外形和内孔均锻出，但生产率低，劳动强度大。锻件质量好，全部 通过水压试验。
胎模锻毛坯
四、典型坯件成形设计
2.同一零件毛坯选择比较
托杯 手柄
螺母 螺杆 支座
四、典型坯件成形设计
2.同一零件毛坯选择比较
40钢制作，200件。工作压力为1.5MPa，水压试验为3MPa， 两端法兰结合面及内孔要求机加工。
承压液压缸
－圆钢：选用直径150mm圆钢制作能全部通过水压试验，但材 料利用率不高。
四、典型坯件成形设计
2.同一零件毛坯选择比较
简单
坯料质 量、尺 寸
模膛放 收缩量
较低
低
传动轴、齿轮坯、炮筒等。
较复杂
较高
较高
如齿轮、阀体、叉杆ห้องสมุดไป่ตู้曲轴等受 力大且复杂，形状较复杂制件。
冲 压
焊 熔 结晶 接 焊 压 塑性变 焊 形 钎 结晶原 焊 子扩散 淬硬、裂 纹、气孔 等倾向小
较复杂
材料、 模具间 隙
焊件及 其装配 焊件及 其装配 焊件及 其装配
二、毛坯的选用原则
3.经济性原则
在满足使用要求的前提下，成本最低。选择毛坯的种类和成形 方法时，应使毛坯的尺寸、形状尽量与成品零件相近，从而减少加 工余量，提高材料利用率，但是毛坯越精确，制造就越困难，费用 就越高。因此在单件小批量生产时，可采用手工砂型铸造、自由锻 造、手工电弧焊、钣金钳工等成形方法；在批量生产时，可采用机 器造型、模锻、埋弧自动焊或其他自动焊、板料冲压、粉末冶金等 全自动模压成形方法。 除此以外，毛坯的成形方案要根据现有生产条件来选择。还应 考虑环保、节能问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
典型零件毛坯的生产与选择这期的金工实习，在老师详细讲解和熟练操作的影响下，我好想动手试一试，
但由于时间的冲突，只能作罢。
我不仅对零件毛坯的生产有了更深地认识，也明白正确选择毛坯的类型和成形方法对于机械制造有着重要的意义：毛坯成形对后续切削加工、对零件乃至产品的质量、使用性能、生产周期和成本等都有影响。
零件毛坯的生产加工主要有三种方式：铸造、锻压、焊接。
一常见零件毛坯类型
机械零件的常用毛坯包括铸件、锻件、轧制型材、挤压件、冲压件、焊接件、粉末冶金件和注射成型件。
1．铸件是形状较复杂的零件毛坯，宜采用铸造方法制造。
目前生产中的铸件大多数是砂型铸造，少数尺寸较小的优质铸件可采用特种铸造，如金属性铸造、熔模铸造和压力铸造等。
2．锻件适用于强度要求较高，形状比较简单的零件毛坯，锻造方法有自由锻和模锻。
自由锻的加工余量大，锻件精度低，生产率不高，适用于单件小批量生产以及大型零件毛坯制造。
模锻加工余量小，锻件精度高，生产率高，适用于中小型零件毛坯的大批量生产。
3．型材有热轧和冷拉两种。
热轧型材的精度较低，适用于一般零件的毛坯。
冷拉型材的精度较高，适用于对毛坯精度要求较高的中小型零件的毛坯制造，可用于自动机床加工。
4．焊接件是根据需要用焊接的方法将同类材料或不同的材料焊接在一起而成的毛坯件。
焊接件制造简单，生产周期短，但变形较大，需经时效处理后才能进行机械加工。
焊接方法适用于大型毛坯、结构复杂的毛坯制造。
5．冷冲压件适用于形状复杂的板料零件。
二毛坯选择的原则
选择毛坯的基本任务是选定毛坯的制造方法及其制造精度。
毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺和费用，而且对零件的加工质量、加工方法、生产率及生产成本都有很大的影响。
因此，选择毛坯要从毛坯的制造和机械加工两方面综合考虑，以求得最佳的技术经济效果。
在选择毛坯时应考虑下列因素：
1．零件材料及力学性能要求
例如材料为铸铁的零件，应选择铸造毛坯。
对于重要的钢制零件，为获得良好的力学性能，应选用锻件毛坯；形状较简单及力学性能不太高时，可用型材毛坯；有色金属零件常用型材或铸造毛坯。
2．零件的结构形状与大小
轴类零件毛坯，如直径和台阶相差不大，可用棒料；如各台阶尺寸相差较大，则宜选用锻件。
大型零件毛坯多用砂型铸造或自由锻；中小型零件可用模锻件或特种
铸造件。
3．生产类型
大批大量生产时，应选用毛坯精度和生产率均较高的毛坯制造方法，和精密如模锻、金属型机器造型铸造和精密铸造。
单件小批生产时，可采用木模手工造型铸造或自由锻造。
4．现有生产条件
选择毛坯时，必须考虑现有生产条件，如现有毛坯制造的水平和设备情况，外协的可能性及经济性等。
5．充分利用新工艺、新材料
为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑应用新工艺、新技术和新材料。
如精铸、精锻、冷轧、冷挤压和粉末冶金等在机械中的应用日益广泛，这些方法可以大大减少机械加工量，节约材料，大大提高了经济效益。
三典型零件毛坯的选择
根据毛坯的选择原则，下面分别介绍轴杆类、盘套类和机架箱体类等典型零件的毛坯的选择方法。
1．轴杆类零件的毛坯选择
作用：轴杆类零件指各种传动轴、机床主轴、丝杠、光杠、曲轴、偏心轴、凸轮轴、齿轮轴、连杆、摇臂、螺栓、销子等。
这类零件一般轴向（纵向）尺寸远大于径向(横向)尺寸，是机械产品中支撑传动件、承受载荷、传递扭矩和动力的常见典型零件。
毛坯选择：轴类零件最常用毛坯是型材和锻件。
①对于光滑的或有阶梯但直径相差不大的一般轴，常用型材（即热轧或冷
拉圆钢）作为毛坯。
②对于直径相差较大的阶梯轴或要承受冲击载荷和脚边应力的重要轴，均
采用锻件作为毛坯。
生产批量较小时，采用自由锻件。
生产批量较大时，采用模锻件。
③对于结构形状复杂的大型轴类零件，其毛坯采用砂型铸造件、焊接结构
件或铸-焊结构毛坯。
2．盘套类零件的毛坯选择
结构特征：盘套类零件时指直径尺寸较大而长度尺寸相对较长的回转体零件（一般长度与直径之比小于1）。
盘套类零件指各种齿轮、带轮、飞轮、联轴节、套环、轴承环、端盖及螺母、垫圈等。
（1）圆柱齿轮的毛坯选择
钢制齿轮的毛坯选择取决于齿轮的选材、结构形状、尺寸大小、使用条件及生产批量等因素。
毛坯选择：
①尺寸较小且性能要求不高，可直接采用热轧棒料。
②直径较大且性能要求高，一般都采用锻造毛坯。
生产批量较小或尺寸较大的齿轮，采用自由锻造。
生产批量较大的中小尺寸的齿轮，采用模锻造。
③对于直径比较大，结构比较复杂的不便于锻造的齿轮，采用铸钢或
焊接组合毛坯。
（2）带轮的毛坯选择
作用：带轮是通过中间挠性件（各种带）开传递运动和动力的，一般载荷比较平稳。
毛坯选择：
①中小带轮其毛坯一般采用砂型铸造。
生产批量较小时用手工造型。
生产批量较大时，采用机器造型。
②结构尺寸较大的带轮，为减轻重量可采用钢板焊接毛坯。
(3)链轮的毛坯选择
作用：链轮是通过链条作为中间挠性件类传递动力和运动的，其工作过程中的载荷有一定的冲击，且链齿的磨损较快。
毛坯选择：
链轮的材料大多采用钢材，最常用的毛坯为锻件。
①单件小批生产时，采用自由锻造。
②生产批量较大时使用模锻。
③新产品试制或修配件，亦可使用型材。
④对于齿数大于50的从动链轮也可采用强度高于HT150的铸铁，
其毛坯可采用砂型铸造，造型方法视生产批量决定。
3．箱体机架类零件的毛坯选择
作用：箱体机架类零件是机器的基础件，其加工质量将对机器的精度、性能和使用寿命产生直接影响。
箱体机架类零件指机身、齿轮箱、阀体、泵体、轴承座等。
结构特点：箱体类零件的结构形状一般比较复杂，且内部呈腔型，为满足减震和耐磨等方面的要求，其材料一般都采用铸铁。
最常见的毛坯毛坯选择：
①为达到结构形状方面的要求，最常见的毛坯是砂型铸造的铸件。
②在单件小批生产时、新产品试制或结构尺寸很大时，也可采用钢板焊
接。