零件加工工艺之毛坯选择.
机械零件毛坯的选择ppt
2)载重汽车得变速齿轮得选材 汽车变速箱中得齿轮主要用来调节发动机曲轴 与主轴凸轮得转速比,以改变汽车运行速度,其工作较为繁重,因此在疲劳极限、 耐磨性以及抗冲击作用等性能方面均比机床齿轮要求高。因此,变速齿轮得材 料大多选用合金渗碳钢。
• 对于结构形状较为复杂,且抗冲击能力、抗疲劳强度要求 较高得中小型零件,宜选择模锻件毛坯;
• 对于那些结构形状相当复杂且轮廓尺寸又较大得大型零 件,宜选择组合毛坯。
(2)力学性能得要求
• 对于力学性能要求较高,特别就是工作时要承受冲击与交变 载荷得零件,为了提高抗冲击与抗疲劳破坏得能力,一般应 选择锻造毛坯,如机床、汽车得传动轴与齿轮等;
5、1、4符合生产条件
为兼顾零件得使用要求与生产成本两方面得原则,在选 择毛坯时还必须与本企业得具体生产条件相结合。当对外订 货得价格低于本企业生产成本,且又能满足交货期要求时,应 当向外订货,以降低成本。
此外还要认真分析以下三方面得情况:
• 当代毛坯生产得先进技术与发展趋势,在不脱离我国国情 及本厂实际得前提下,尽量采用比较先进得毛坯生产技术;
• 产品得使用性能与成本方面对毛坯生产得要求;
• 本厂现有毛坯生产能力状况,包括生产设备、技术力量(含 工程技术人员与技术工人)、厂房等方面得情况。
总之,毛坯选择应在保证毛坯质量得前提下,力求选用高效、低成本、制造周 期短得毛坯生产方法。选择毛坯制造方法得考虑因素见图所示。
毛坯制造方法得选择
5、2典型零件得选材及工艺路线
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。
零件毛坯的种类和选择PPT
机械制造技术零件毛坯的种类和选择常用毛坯的种类有铸、锻、压制、冲压、焊接、型材和板材等。
毛坯种类铸件铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。
其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、压力铸造等。
当毛坯精度要求低、生产批量较小时，采用木模手工砂型铸造法；当毛坯精度要求高、生产批量很大时，采用金属型机器造型法。
锻件锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。
其锻造方法有自由锻和模锻两种。
自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低，适用于单件小批生产以及大型零件毛坯。
模锻毛坯精度高、加工余量小、生产率高，但成本也高，适用于中小型零件毛坯的大批大量生产。
零件毛坯的种类和选择型材有热轧和冷拉两种。
热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。
焊接件是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件，它简单方便，生产周期短，但需经时效处理后才能进行机械加工。
冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。
但因冲压模具昂贵而仅用于大批大量生产。
焊接件冷冲压件毛坯种类型材零件毛坯的种类和选择毛坯选择时应考虑的因素(1)零件的材料及机械性能要求零件材料的工艺特性和力学性能大致决定了毛坯的种类。
⏹A、铸铁零件用铸造毛坯；⏹B、钢质零件当形状较简单且力学性能要求不高时常用棒料；⏹C、对于重要的钢质零件，为获得良好的力学性能，应选用锻件；⏹D、有色金属零件常用型材或铸造毛坯。
(2) 零件的结构形状与外形尺寸⏹A、大型且结构较简单的零件毛坯多用砂型铸造或自由锻；⏹B、结构复杂的毛坯多用铸造；⏹C、小型零件可用模锻件或压力铸造毛坯；板状钢质零件多用锻件毛坯；⏹D、轴类零件的毛坯，若台阶直径相差不大，可用棒料；⏹E、若各台阶尺寸相差较大，则宜选择锻件。
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报（3）生产纲领⏹1）大批大量生产中，应采用精度和生产率都较高的毛坯制造方法：铸件采用金属模机器造型和精密铸造，锻件用模锻或精密锻造。
毛坯选择
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。
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。
毛坯的选择
拔长再锻出图样a），左 端的花键孔只能通过插齿
原毛坯制造
加工，生产率低。 修改后的制造工艺：分成两
修改后毛坯制造
段锻造，左端花键可以用拉削加工，效率高。
再将两段焊接起来，加工右端。
毛坯选择原则
2.经济性原则
选择合适的材料 ——改变材料，毛坯生产工艺也要改变，同时成 本也变化。
原选材为45钢：经车削、钻孔、插齿，最后经调质处 理制成。插齿需设退刀槽，调质处理时
各种毛坯的特点
二、锻造件
特点：
——金属材料经塑性变形获得，其组织和性能比铸 态的要好得多，但其形状复杂程度受到很大限制。 力学性能要求高的零件其毛坯多为锻件。
锻造方法：
自由锻：适应性较强，但锻件毛坯的形状较为简单， 而且加工余量大、生产率低，适于单件小批量生产 和大型锻件的生产；
各种毛坯的特点
二、锻造件
锻造方法：
模锻：尺寸精度较高、加工余量小、生产率高； 但受到锻模的限制，无法制造出形状复杂的锻件， 尤其复杂内腔的零件毛坯更是无法锻出。且生产成 本高于铸件，其适于大批量生产中、小型锻件。
应用：
——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、传劢轴、主轴、曲轴、吊钩、拨叉、配气阀、气 门阀、摇臂、冲模、刀杆、刀体等。
① 可以小拼大，气密性好，生产周期短， 手弧焊 广泛应用于石
焊件 焊件强度和刚度较高，材料利用率高。 气体保护焊 油化工、船舶、
② 抗震性差，易变形。
电阻焊等 航空等上
型材
可直接使用，精度高，性能较高，成本 较低，便于自动化加工。
槽钢、工字 建筑、桥梁等 钢、角钢等 工程结构。
小结
机械加工工艺培训1.3.1毛坯的选择
锻件 用于制造强度高、形状简单的零件（轴类和齿轮类）。模锻，生产效率高，精度 高。单件小批生产用自由锻
焊接件 用于尺寸较大、形状复杂的零件，多用型钢或锻件焊接而成，其制造成本低，但 抗振性差，容易变形，尺寸误差大,需经过热处理后才能进行机械加工
冲压件 用于形状复杂、生产批量较大的板料毛坯。精度较高，但厚度不宜过大
任务分析： 一般情况下，盖类零件材料的选择主要取决于零件的功
能要求、结构特点及使用时的工作条件，常用铸铁、碳钢、 青铜黄铜或粉末冶金等材料制成。
盖类零件毛坯制造方式的选择与毛坯结构尺寸、材料 和生产批量的大小等因素有关。
若 孔径较大（直径大于20mm）时，常采用铸件、型 材或带孔的锻件；若孔径较小（直径小于20mm）时，一般 多选择棒料，或采用实心铸件；另外在大批大量生产时，盖 类毛坯可采用精密铸造、冷挤压、粉末冶金等先进工艺，不 仅节约原材料，而且生产率及毛坯尺寸精度均可大幅度提高。
工作任务1.3.1 选择轴承盖零件毛坯
• 毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺和费用，而 机械加工和毛坯制造两方面综合考 虑。
毛坯的种类
• 铸件、锻件、型材、焊接件、冷冲压件。
种类 铸件
特
点
多用于形状复杂、尺寸较大的零件。铸造方法有砂型铸造、金属型铸造,压力铸 造和精密铸造等，常用的是砂型铸造.
该轴承盖零件上分布有较多的小孔，需要进行较多得 切削机械加工，而零件的最大外圆直径为56mm，故选取直 径为60mm的Q235圆钢，待车床初步加工后再切断得到单 个的零件毛坯。因此，轴承盖的毛坯是直径为60mm的材料 为Q235钢的长圆钢棒料。
型材 用于形状简单或尺寸不大的零件。材料为各种冷拉或热轧钢材
毛坯选择时应考虑的因素
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
机械制造过程—毛坯、定位基准的选择
(2)为保证加工表面与不加工表面之间的位置精度, 应以不加工表面作为粗基准。 (此原则简称：相 互位置原则)
(3)在工件上有多个表面需要加工,为保证各表面 均具有足够的加工余量,应选择加工余量最小的那 个表面作为粗基准。
(4) 粗基准在同一尺寸方向只能使用一次(此原则 简称：一次使用原则)
(5) 作为定位粗基准的表面上不应有、飞边、分型 面、浇冒口等缺陷，应定位准确、夹紧可靠,
加工余量小。 3 ) 精密模锻 锻件的尺寸精度高，可直接进行精加工。
毛坯的选择
3.型材 如钢板，管材，圆钢等，便于实
现自动上料。
毛坯的选择
二、 选择毛坯应考虑的因素 1. 毛坯材料的工艺特性。 即毛坯材料的可铸性或可锻性。 2.零件的结构类型及尺寸大小 1） 光轴,台肩之间相差不大的阶梯轴,应选择型材。 台肩之间相差较大及异型轴,如曲轴,十字轴等则应选
并使夹具的结构简单。
(此原则简称：光滑平整原则)
（1）定位基准: 在工件的加工过程中，用作定位的基准， 称为定位基准。工件与工作台的装夹面 相贴合的面即为定位基准。 （2）工序基准 用以确定本工序加工表面加工 以后的尺寸、 形状和位置所使 用的基准，称为工序基准。
如右工序图所示:F平面 是孔Ⅰ,Ⅱ的工序基准； （3）测量基准
用以检验已加工表面 的尺寸及各 表面之间位置精度的基准，称为测量 基准。齿轮内孔轴线是检验各项尺寸 形位精度的基准.即为测量基准。
（4）互为基准原则
为保证某重要表面加工余量小且均匀并与其它表面之间 的位置精度,应采用互为基准反复加工的原则进行加工。
如精密齿轮的加工淬火后需磨齿面, 为保证齿面与内孔之间的位置精度 及从齿面上去除一层小且均匀的加 工余量,须先依齿面为基准磨内孔,然 后再依磨过的内孔为基准磨齿面,这 样互为基准反复加工,既去除一层小 且均匀的加工余量,又保证了齿面与 内孔之间的位置精度。
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。
零件的毛坯选择与毛坯选择的原则.
零件的毛坯选择与毛坯选择的原则材料的成形过程机械制造的重要工艺过程。
机器制造中，大部分零件是先通过铸造成形、锻压成形、焊接成形或非金属材料成形方法制得毛坯，再经过切削加工制成的。
毛坯的选择，对机械制造质量、成本、使用性能和产品形象有重要的影响，是机械设计和制造中的关键环节之一。
通常，零件的材料一旦确定，其毛坯成形方法也大致确定了。
例如，零件采用zl202、ht200、qt600-2等，显然其毛坯应选用铸造成形；齿轮零件采用45钢、ld7等常采用锻压成形；零件采用q235、08钢等板、带材，则一般选用切割、冲压或焊接成形；零件采用塑料，则选用合适的塑料成形方法；零件采用陶瓷，则应选用陶瓷成形方法。
反之，在选择毛坯成形方法时，除了考虑零件结构工艺性之外，还要考虑材料的工艺性能能否符合要求。
毛坯选择的原则毛坯选择的原则，应在满足使用要求的前提下，尽可能地降低生产成本，使产品在市场上具有竞争能力。
1.工艺性原则零件的使用要求决定了毛坯形状特点，各种不同的使用要求和形状特点，形成了相应的毛坯成形工艺要求。
零件的使用要求具体体现在对其形状、尺寸、加工精度、表面粗糙度等外部质量，和对其化学成分、金属组织、力学性能、物理性能和化学性能等内部质量的要求上。
对于不同零件的使用要求，必须考虑零件材料的工艺特性（如铸造性能、锻造性能、焊接性能等）来确定采用何种毛坯成形方法。
例如，不能采用锻压成形的方法和避免采用焊接成形的方法来制造灰口铸铁零件；避免采用铸造成形方法制造流动性较差的薄壁毛坯；不能采用普通压力铸造的方法成形致密度要求较高或铸后需热处理的毛坯；不能采用锤上模锻的方法锻造铜合金等再结晶速度较低的材料；不能用埋弧自动焊焊接仰焊位置的焊缝；不能采用电阻焊方法焊接铜合金构件；不能采用电渣焊焊接薄壁构件等等。
选择毛坯成形方法的同时，也要兼顾后续机加工的可加工性。
如对于切削加工余量较大的毛坯就不能采用普通压力铸造成形，否则将暴露铸件表皮下的孔洞；对于需要切削加工的毛坯尽量避免采用高牌号珠光体球墨铸铁和簿壁灰口铸铁，否则难以切削加工。
毛坯选择
缸体、缸盖、飞轮 铸铁件（机器造型） 铸铁件（机器造型） 锻件（模锻） 锻件（模锻） 锻件（模锻） 标准件 铸造 锻件（模锻）
合金铸铁件（机器造型） 孕育处理时加入少量合金元素
气门弹簧
火花塞
钢丝绕制
65Mn、50CtVA，淬火+低温回火
Q235、Q345、08、20
铝合金铸件（压力铸造） ZL110 、ZL108，淬火及时效处理
支架、盖、罩、档 钢板冲压成形 板、油底壳等
机械零件毛坯的选择
台钳装配图
机械零件毛坯的选择
台钳零件的材料和毛坯选择
序 号
1 2 3
名称
毛坯类型和制造方法 单件、小批 大批
材料及热处理
固定钳身 铸铁件（手工造型） 铸铁件（机器造型） HT200，去应力退火 丝杠 导杆 圆钢车制 圆钢车制 45，淬火+中温回火 45，表面淬火+低温回火 35-40 HRc Q235A Q235A Q235A 45，表面淬火+低温回火 35-40 HRc 45表面淬火+低温回火 35-40 HRc
热处理及工艺
调质处理，轮齿高频淬火+低温回火 轮齿渗碳处理，淬火+低温回火 调质处理 调质处理
锻件 圆钢
汽车齿轮 小齿轮（d<100）
（单件,小批量）
大齿轮（d>500）
铸件
仪器仪表齿轮
受力小，低速齿轮 HT200 ZL108 08，10 压力铸造
冲压件
仪器仪表齿轮
机械零件毛坯的选择
三、常用机械零件毛坯分类及制造方法
较差
好
低 短/长
好
高 长
降低
较高 较短
较好
较低 短
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
.
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
59
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
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
- 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)。
生产周期
生产成本 应用举例
机架、床身 轴、齿轮
车身，船体 丝杠、螺栓
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。
工艺性要 求
常用材料 组织特征 机械性能 材料利用 率
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
铸铁、铸钢、中碳钢及合 低碳钢、有 低碳钢、低 碳钢、合金 铝合金等 金结构钢等 色金属薄板 合金钢等 结构钢等 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 较差 高 长 较低 好 低 短/长 较高 好 高 长 较低 油箱、 降低 较高 较短 中 较好 较低 短 ——
2、生产纲领的大小
工艺 特征
单件小批量
中批生产 模锻、金属 模； 精度和余量 中等
大批大量 模锻、机器 造型； 精度高，余 量小
毛坯
自由锻、木模 手工造型；精 度低、余量大
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 点 毛坯 制造 方法 结构形状 简单 结构形状 复杂
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。
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。
一、毛坯种类
1. 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。
1.2、特种铸造
一、毛坯种类
2. 锻造
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。
尺寸小
尺寸大
自由锻、 木模手工 造型；
模锻、金 模锻、机 自由锻、 属模； 器造型； 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。 从机械加工工艺角度确定毛坯形状和尺寸时应注意： 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 号
1
2 6 3,4
名称
毛坯类型和制造方法 单件、小批 大批
材料及热处理
窥视孔盖
箱盖 箱体 螺栓,螺母
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 Q235A 焊接件（手工电弧焊） 标准件（镦、挤件） Q235A
一、毛坯种类
1. 铸造
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： 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。 (3)铸件组织性能差 铸件晶粒粗大，力学性能差. 砂型铸造、特种铸造
5
7 8 9 12 13 10
弹簧垫圈
调整环 端盖 齿轮轴 轴 齿轮 挡油盘
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 圆钢车制 冲压件 模锻件
65Mn,淬火+中温回火
Q235A, 08钢 45,调质处理 铸铁件（机器造型） HT150, Q235A
冲压件
Q235A, 08钢
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
成形特点 结构特征
复杂
锻件
简单
冲压件
塑性变形
焊接件
轧材
简单
液态下成形 塑性变形
永久性连接 同锻件
轻巧、复杂 轻巧
一、毛坯种类
2. 锻造
一、毛坯种类
2. 锻造
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
一、毛坯种类
3. 型材
一、毛坯种类
4. 焊接件
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。
检验
配砂、制模
一、毛坯种类
1. 铸造
概念：
1.2、特种铸造
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
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
一、毛坯种类
1. 铸造
一、毛坯种类
1. 铸造
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。
一、毛坯种类
1. 铸造
1.1、砂型铸造
一、砂型铸造的工艺过程
熔炼金属
造型 工 艺 准 备 合箱 造芯 浇注 落砂 清 理
11
滚动轴承
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
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