机械零件毛坯的选择-机械零件毛坯的选择

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机械零件毛坯的选择

机械零件毛坯的选择1. 引言在机械制造行业中，机械零件的制造是一个关键的环节。

选择合适的毛坯是确保产品质量和性能的重要因素之一。

本文将介绍机械零件毛坯的选择原则和常见的毛坯材料及其适用范围，以帮助读者更好地理解和选择合适的毛坯。

2. 机械零件毛坯的选择原则为了保证机械零件的制造质量和性能，选择合适的毛坯是至关重要的。

以下是机械零件毛坯选择的一些原则：•材料性能符合要求：选择毛坯时，首要考虑的是材料的性能是否符合机械零件的使用要求。

例如，对于耐磨性要求较高的零件，应选择具有较高硬度和耐磨性的材料。

•尺寸和形状适合加工：毛坯的尺寸和形状应尽可能接近最终产品的要求，以减少加工工序和材料浪费。

同时，还要考虑毛坯是否容易加工和定位。

•成本可接受：选择毛坯时，还需要考虑其成本是否可接受。

不同材料的成本相差较大，合理选择可以在不影响产品质量的前提下降低制造成本。

•资源可获取：毛坯的选择还需要考虑资源的可获取性，包括供应稳定性和供应商的信誉度。

确保能够长期稳定地获取所需的毛坯材料。

3. 常见的机械零件毛坯材料及其适用范围3.1 碳钢碳钢是一种常见的毛坯材料，因其具有良好的可加工性、较低的成本和广泛的应用范围而受到广泛的应用。

适用于制造一些强度要求不高的机械零件，如螺栓、轴承和传动齿轮等。

3.2 不锈钢不锈钢具有良好的抗腐蚀性能和耐高温性能，适用于制造对耐腐蚀性能有要求的机械零件，如阀门、管道和食品加工设备等。

3.3 铝合金铝合金具有较低的密度和良好的导热性能，适用于制造轻型零件和具有散热需求的零件，如汽车零件、航空部件和电子设备外壳等。

3.4 铜合金铜合金具有良好的导电性和导热性能，适用于制造电子设备连接器和散热器等。

3.5 高温合金高温合金具有优异的耐高温和耐腐蚀性能，适用于制造具有高温工作环境的零件，如航空发动机零件和炼油设备零件等。

3.6 塑料某些机械零件可以使用塑料毛坯进行制造，特别是对于需要较低重量和较低噪音的零件。

教学课件第8章机械零件毛坯的选择

（1）适用性原则
全面满足零件的使用要求和相关的特殊要求。
一般机械零件，以零件及其材料的力学性能为主。
力学性能取决于工作条件（受力状态、温度、接触介质）和失效形式。
高速大功率内燃机曲轴一般均采用的合金结构钢锻造成形，功率较小可采用球墨铸铁铸造成形或采用中碳钢锻造成形。对于受力不大且为圆形截面的直轴，可采用圆钢下料做为毛坯直接经切削加工制成。
2)兼顾零件的各项制造成本考虑到材料价格、毛坯成本、切削加工费用和材料损耗等。
单件、小批生产选投资小、加工费用低的成形方法：砂型铸造（手工造型）、自由锻和电条电弧焊等；
成批大量生产选生产效率和制品精度高的成形方法：砂型铸造（机器造型）、精密铸造、模锻、自动焊。
（4）兼顾现有生产条件原则
保证方便、快捷地制出高质量的产品。尽量利用现有生产条件完成毛坯任务，若现有生产条件难以满足要求时，则应考虑改变零件材料和（或）毛坯成形方法，也可通过外部协作或外购解决。
单件、小批生产时：型钢；焊接结构
航空发动机的缸体、缸盖和曲轴箱：铝合金（如ZL105、ZL105A等）；铸造成形
8.3.4 机械零件毛坯选择的示例
图示为齿轮减速器，传递功率4kW，试对其主要零件进行毛坯选择。
1-箱体 2-齿轮 3-轴 4-箱盖 5-孔盖 6-螺栓 7-档油盘 8-齿轮轴 9-螺母 10-轴承 11-端盖
高碳钢和合金钢常用于制造模具、量具、刃具、弹簧、重要的机器零件和耐磨、耐蚀件等。
(3) 变形铝合金：强度中等或较低，塑性较好；大多数具有高塑性和低
的变形抗力，变形温度较低，塑性成形性好，但焊接性较差。
变形铝合金适于制造承受轻载的机械零件和电气元件，如滑动轴承、齿轮、弹簧等

第5章机械零件毛坯的选择

5.3 箱体机架类零件
包括机身、底座、支架、横梁、工作台、齿轮箱、轴承座、阀体、泵体等，如图10-9所示。常采用铸铁件、铸钢件或铸—焊结构。
图10-6
轴杆类零件
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图10-7 焊接的汽车排气阀
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图10-8 盘套类零件
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图10-9 箱体机架类零件
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第5章
Байду номын сангаас
机械零件毛坯的选择
5.1 毛坯选择原则 5.2 典型零件毛坯的选择
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机械零件的制造包括毛坯成形和切削加工两个阶段，大多数零件都是通过铸造、锻造、焊接或冲压等方法制成毛坯，再经过切削加工制成。因此，正确选择零件毛坯和合理选择机械加工方法是机械零件生产过程控制的关键，选择正确与否，不仅影响每个机械零件乃至整个机械制造的质量和使用性能，而且对于生产周期和成本也有重大的影响。
2.满足经济性一个零件的制造成本包括其本身的材料费以及所消耗的燃料、动力费用，工资和工资附加费，各项折旧费及其它辅助性费用等分摊到该零件上的份额。要把满足使用要求和降低制造成本统一起来。同时考虑经济性应从降低整体的生产成本考虑。 3.考虑实际生产条件
制定生产方案必须与有关企业部门的具体生产条件相结合，才是合理和切实可行的。在一般的情况下，应充分利用本企业的现有条件完成生产任务。当生产条件不能满足产品生产的要求时，可供选择的途径有：
第一，在本厂现有的条件下，适当改变毛坯的生产方式或对设备条件进行适当的技术改造，以采用合理的生产方式；第二，扩建厂房，更新设备，这样做有利于提高企业的生产能力和技术水平，但往往需要较多的投资；第三，与厂外进行协作。究竟采取何种方式，需要结合生产任务的要求，产品的市场需求状况及远景，本企业的发展规划和外企业的协作条件等，进行综合的技术经济分析，从中选定经济合理的方案。

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。

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

常用机械零件的毛坯成形方法选择

第二节常用机械零件的毛坯成形方法选择常用机械零件的毛坯成形方法有：铸造、锻造、焊接、冲压、直接取自型材等，各零件的形状特征和用途不同，其毛坯成形方法也不同，下面分述轴杆类、盘套类、机架箱座类零件的毛坯成形方法选择。

一、轴杆类零件轴、杆类零件的结构特点是其轴向（纵向）尺寸远大于径向（横向）尺寸，如各种传动轴、机床主轴、丝杠、光杠、曲轴、偏心轴、凸轮轴、齿轮轴、连杆、拨叉、锤杆、摇臂以及螺栓、销子等，如图6-4所示。

在各种机械中，轴杆类零件一般都是重要的受力和传动零件。

轴杆类零件材料大都为钢。

其中，除光滑轴、直径变化较小的轴、力学性能要求不高的轴，其毛坯一般采用轧制圆钢制造外，几乎都采用锻钢件为毛坯。

阶梯轴的各直径相差越大，采用锻件越有利。

对某些具有异形断面或弯曲轴线的轴，如凸轮轴、曲轴等，在满足使用要求的前提下，可采用球墨铸铁的铸造毛坯，以降低制造成本。

在有些情况下，还可以采用锻-焊或铸-焊结合的方法来制造轴、杆类零件的毛坯。

图6-5所示的汽车排气阀，将锻造的耐热合金钢阀帽与轧制的碳素结构钢阀杆焊成一体，节约了合金钢材料。

图6-6所示的我国60年代初期制造的12000t水压机立柱，长18m，净重80t，采用ZG270-500，分成6段铸造，粗加工后采用电渣焊焊成整体毛坯。

二、盘套类零件盘套类零件中，除套类零件的轴向尺寸有部分大于径向尺寸外，其余零件的轴向尺寸一般小于径向尺寸、或两个方向尺寸相差不大。

属于这一类的零件有齿轮、带轮、飞轮、模具、法兰盘、联轴节、套环、轴承环以及螺母、垫圈等，如图6-7所示。

这类零件在机械中的使用要求和工作条件有很大差异，因此所用材料和毛坯各不相同。

1.齿轮这是各类机械中的重要传动零件，运转时齿面承受接触应力和摩擦力，齿根要承受弯曲应力，有时还要承受冲击力。

故要求齿轮具有良好的综合力学性能，一般选用锻钢毛坯，如图6-8a所示。

大批量生产时还可采用热轧齿轮或精密模锻齿轮，以提高力学性能。

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

11
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。

机械零件的选材及毛坯的选择

广泛应用于各种机械零件常见于电器和导热零件常用于航空和汽车制造
毛坯的定义和作用
毛坯是指通过初加工获得的粗糙形状零件，用于进一步加工和成型。
1 降低加工难度
毛坯提供了初始形状和尺寸，可减少加工工序和时间。可以最大程度地减少材料浪费。
使用统一的毛坯可以确保批量生产的产品尺寸和性能一致。
机械零件的选材及毛坯的选择
通过优化机械零件的选材和毛坯的选择，可以提高产品质量和性能，同时降低成本和制造周期。
选材的重要性和影响
1 质量和性能影响
合适的材料选择可以提供足够的强度、硬度和耐腐蚀性，以满足设计要求。
2 成本和效率因素
选材决策需要考虑材料的可获得性、成本和加工复杂性，以确保经济实用。
3 环境和可持续性
选择环保型材料可以降低对环境的负面影响，并符合可持续发展的要求。
不同机械零件的选材考虑因素
静态零件
• 强度和刚度 • 耐磨性和耐腐蚀性
动态零件
• 疲劳寿命 • 摩擦和润滑性
密封零件
• 耐腐蚀性和渗漏性 • 温度和压力要求
常见的机械零件材料选择
钢材铜合金铝合金
良好的强度和刚度良好的导热性和导电性低密度和良好的耐腐蚀性
为汽车制动系统设计一个刹车盘。选取
铸铁材料作为材料，并使用铸造毛坯制
备。
3
案例三
为通用机械设计一个钢质滑轨。选取普通碳钢材料并使用锻压毛坯制备。
结论和总结
机械零件的选材和毛坯的选择对产品质量和成本具有重要影响。合理的选材决策和毛坯选择可以提高产品性能和生产效率。
不同类型的毛坯选择要点
锻造毛坯
• 适用于高强度要求 • 形状复杂需要挤压的零件

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

例3 汽车排气阀
例4 水压机立柱1200t
5.2.2 盘套类零件的毛坯选择 1.带轮的毛坯选择对于中小带轮多采用HT150制造，其毛坯一般采用砂型铸造，生产批量较小时用手工造型；生产批量较大时可采用机器造型；对于结构尺寸很大的带轮，为减轻重量可采用钢板焊接毛坯。 2.链轮的毛坯选择大多使用钢材，最常用的为锻件。单件小批生产采用自由锻；生产批量较大时使用模锻；对于新产品试制或修配件，可使用型材；对于齿数大于50的从动链轮也可采用强度高于HT150的铸铁，采用砂型铸造，造型方法视生产批量决定。
例1 减速器传动轴，工作载荷基本平衡，小批量生产
工作时不承受冲击载荷，工作性质一般，各阶梯轴径相差不大，因此可选用热轧圆钢作为毛坯，下料尺寸为φ４５ｍｍ×２２０ｍｍ加工工艺路线：热轧棒料下料—粗加工—调质处理—精加工—磨削
例2 高精度磨床砂轮主轴，生产批量中等。
主要用于传递动力，工作中承受弯、扭、冲击等载荷，要求较高的强度。材料选择为65Mn，毛坯采用模锻件，加工工艺路线：下料—锻造—退火—粗加工—调质处理—精加工— 表面淬火—粗磨—低温人工时效—精磨
3.圆柱齿轮的毛坯选择
对于钢制齿轮，如果尺寸较小且性能要求不高，
可直接采用热轧棒料，除此之外，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。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
钢毛坯或焊接组合毛坯。
机床齿轮。荷不大，运动乎稳，工作条件好对齿轮的耐磨性对材料的冲击韧性要求不高．材料选用中碳钢,用热轧圆钢作毛坯。
第5章机械零件毛坯的选择
5.1 毛坯选择的原则
机械零件毛坯可以分为铸件、锻件（包括挤压、轧制的零件毛坯）、冲压件、焊接件、型材（板材、管材、棒材、线材和各种截面的原材料）等。

机械零件毛坯的选择机械零件毛坯的选择

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机械零件毛坯的选择机械零件毛坯的选择
（4）其它方面的要求
对于具有某些特殊要求的零件，必须结合毛坯材料和生产方法来满足这些要求。
• 如果零件选材为钢材，则宜选择型材（如液压油缸常采用无缝钢管）；
• 如果零件选材为铸铁，则宜选择离心铸造（如内燃机的汽缸套，其材料为QT600－2，毛坯即为离心铸造铸件）；
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机械零件毛坯的选择机械零件毛坯的选择
• 退火的目的是消除锻造应力及组织不均匀性，降低硬度，改善加工性。
• 调质处理是为了提高主轴的综合性能，以满足心部的强度要求，同时在表面淬火时能获得均匀的硬化层。图11.3.3 磨床主轴简图
• 表面淬火是为了使轴颈和外圆锥部分获得高硬度，提高耐磨性。
• 人工时效的作用是进一步稳定淬硬层组织和消除磨削应力，以减少主轴的变形。
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机械零件毛坯的选择机械零件毛坯的选择
5.2.2盘套类零件的毛坯选择
盘套类零件是指直径尺寸较大而长度尺寸相对较小的回转体零件（一般长度与直径之比小于1）。
• 属于这类零件的有各种
齿轮、带轮、飞轮、联轴节、套环、轴承环、端盖及螺母、垫圈等。盘类零件由于其用途不同，所用的材料也不相同，毛坯生产方法也较多。如图所示。
• 正火处理对锻造齿轮毛坯是必须的热处理工序，它可消除锻造压力，均匀组织，改善切削加工性。对于一般齿轮，正火也可作为高频淬火前的最后热处理工序。
• 调质处理可以使齿轮获得较高的综合力学性能，齿轮可承受较大的弯曲应力和冲击力，并可减少淬火变形。
• 高频淬火及低温回火提高了齿轮表面硬度和耐磨性，并且使齿轮表面产生压应力，提高了抗疲劳破坏的能力。低温回火可消除淬火应力，对防止产生磨削裂纹和提高抗冲击能力是有利的。

机械零件毛坯的选择-机械零件毛坯的选择

• 对于在自动机床上进行加工的中小型零件，由于要求毛坯精度较高，故宜采用冷拉型材（如微型轴承的内、外圈是在自动车床上加工的，其毛坯采用冷拉圆钢）。
5.1.3满足降低生产成本的要求
要降低毛坯的生产成本，在选择毛坯时，必须认真分析零件的使用要求及所用材料的价格、结构工艺性、生产批量的大小等各方面情况。首先，应根据零件的选材和使用要求确定毛坯的类别，再根据零件的结构形状、尺寸大小和毛坯生产的结构工艺性及生产批量大小确定具体的制造方法，必要时还可按有关程序对原设计提出修改意见，以利于降低毛坯生产成本。
• 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的中小型零件，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的大型零件，宜选择组合毛坯。
（2）力学性能的要求
• 对于力学性能要求较高，特别是工作时要承受冲击和交变载荷的零件，为了提高抗冲击和抗疲劳破坏的能力，一般应选择锻造毛坯，如机床、汽车的传动轴和齿轮等；
• 对于由于其它方面原因需采用铸件，但又要求零件的金相组织致密、承载能力较强的零件，应选择相应的能满足要求的铸造方法，如压力铸造、金属型铸造和离心铸造等。
（3）表面质量的要求
为降低生产成本，现代机械产品上的某些非配合表面有尽量不加工的趋势，即实现少、无切屑加工。
• 对于尺寸较小的非铁金属件，宜选择金属型铸造、压力铸造或精密模锻；
下料－锻造－正火－粗加工－调质－半精加工－齿轮高频淬火及回火－精磨
• 正火处理对锻造齿轮毛坯是必须的热处理工序，它可消除锻造压力，均匀组织，改善切削加工性。对于一般齿轮，正火也可作为高频淬火前的最后热处理工序。
• 调质处理可以使齿轮获得较高的综合力学性能，齿轮可承受较大的弯曲应力和冲击力，并可减少淬火变形。

机械制造零件的毛坯选择和成形方法详解

插齿
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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。
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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。
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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。

机械零件毛坯的选择

机械制造基础机器生产过程热处理原材料毛坯机器零件热处理铸造锻压焊接装配切削加工汽车通常是由发动机、底盘、车身、电气设备四部分组成：摩托车发动机减速器模型常用材料铸铁、铸钢、中碳钢及合碳钢、有碳钢、低钢、合金铸铁、铸钢、中低低碳毛坯的选择实际上就是原材料的选择。

原材料的选择是在机械零件的技术准备阶段完成的，机械零件的设计不应是一个单纯的结构设计，还应包括选择材料及相关工艺的设计。

有时候原材料确定下来后，毛坯制造方法就确定下来了。

有时候原材料确定下来后，还要选择毛坯制造方法。

先来看几张零件图。

材料相对价格材料相对价格1、铸件的生产成本的比较主要包括铸件的设计（铸件原材料的选择）、铸造方法的选择、铸造工艺的选择和生产管理等。

2、锻件生产成本的比较主要包括原材料的消耗、工模具费消耗、锻造方法、生产率及生产管理等。

3、冲压件生产成本的比较主要包括材料消耗费、加工费和模具费等。

第二节毛坯生产方法的选择原则一、满足材料的工艺性能要求工艺性能主要指加工的难易程度，主要包括铸造性能、锻压性能焊接性能。

二、满足零件的使用要求使用要求包括根据零件的功能对零件的形状、尺寸、精度和表面等和使用寿命的要求以及根据工作条件和失效形式对零件提出的性能要求，使用性能主要有以下几方面。

1、结构形状和尺寸的要求2、力学性能要求3、表面质量的要求4、其他方面的要求三、满足降低生产成本的要求在满足使用要求、有较好工艺性能的前提下，必须全面考虑生产过程的总成本。

1、生产批量较小时的毛坯选择2、生产批量较大时的毛坯选择四、符合生产条件选择毛坯必须与本企业具体生产条件相结合，有时可外委。

第三节典型零件毛坯的选择常用零件按其形状和用途可分为轴杆类零件、盘套类零件、箱体支架类零件等，如下图所示。

轴类零件最常用的毛坯是型材和锻件，对于某些大型的、结构形状复杂的轴也可用铸件或焊接结构。

轴二、盘套类零件的毛坯选择指直径尺寸较大而长度尺寸较小回转体零件，盘类零件由于其用途不同，所用材料也不同，毛坯生产方法也多。