成型方法选择

万吨水压机立
ZG270-500
分段铸造，粗加工，电渣焊拼焊
二、盘套类零件
使用要求不同，成形方法也不同
齿轮毛坯 锻件
汽车齿轮
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ应用
机床齿轮
材料
45，40Cr 20CrMnTi 45
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
圆钢
小齿轮（d<100）
（单件,小批量）
a)自由锻件 b)模锻件
适合单件、小批生产
更适合批量生产
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三、适应经济性能原则 ↓总成本，↑经济效益；与生产批量有关 单件、小批生产：低精度、低生产率生产方法； 大批量生产：高精度、高生产率生产方法，工装、 设备费↑ ，但材料消耗↓ ，切削加工工时↓ ， 总成本↓
a)砂型铸件 b)熔模铸件
低碳钢板，冲压 成形
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二、适应工艺性能原则 注意零件结构与材料的成形工艺性
例：形状复杂，尺寸较大的，铸造/焊接，锻×
a)铸件 b)焊接件
更适合批量生产
适合单件、小批生产
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二、适应工艺性能原则 注意零件结构与材料的成形工艺性 例：形状不太复杂，力学性能要求较高，锻造成形；
ZG35 大齿轮（d>500） QT600-2
铸件
受力小，低速齿轮
HT200
仪器仪表齿轮
ZL108
08，10
压力铸造
冲压件
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仪器仪表齿轮
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二、盘套类零件
使用要求不同，成形方法也不同 法兰、套环、端盖等，可采用铸造成形、 锻造成形或直接用圆钢或钢板下料成形
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铝合金铸件 焊接件
(单件,小批量)
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请为下列零件选择合适的毛坯生产方法： （1）成批大量生产的垫片 冲压件 （2）成批大量生产的变速箱体 铸造 （3）单件生产的机架 焊接 （4）形状简单、承载能力较大的轴 锻造 （5）家用液化气钢瓶 锻后焊接 （6）大批量生产的直径相差不大的轴 锻件 （7）汽车发动机上的曲轴 铸件
目录页
轴类毛坯 应用
机床主轴
材料
45，40Cr
38CrMoAl
热处理及工艺
调质处理，轴颈高频淬火
调质处理，轴颈氮化
锻件
高速柴油机曲 轴
铸件
解放汽车柴油 机曲轴
QT600-2
45， 4Cr9Si2
轴颈高频淬火
分段锻造，粗加工，对焊
锻焊结合件 汽车排气阀
铸焊结合件 柱（80t）
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热变形 机械加工
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46~49 66~82
75~80 45~50
成形方法选择四原则




使用性原则：所有产品必须达到质量优良，满足使用要求， 在规定的服役年限内能够保证正常工作。否则在使用过程 中就会发生各种问题，甚至造成严重的后果。 工艺性原则：是指材料适用成形加工方法的能力，必须注 意零件结构与材料所能适应的成形加工工艺性。 经济性原则：是将产品总成本降至最低，取得最大的经济 效益。 环保性原则：保护自然界生态平衡的重要措施。
第五章 材料成形方法的选择
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第一节 材料成形方法的选择原则
成形方法：铸造、锻造、冲压、焊接等
如何选择成形方法：
产品的质量要求； 产品的使用性能； 制造成本； 成形的材料、形状、尺寸、结构和生产批量。
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第一节 材料成形方法的选择原则
一、适应使用性能原则 使用要求不同，成形方法不同
适合单件、小批生产
更适合批量生产
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根据批量来选择成形方法
铸造 锻压 焊接
单件、小批 手工砂型铸 自由锻或胎 手弧焊或半 量 造 模锻 自动焊 大批量生产 机器造型 模锻 埋弧焊或自 动、半自动 气体保护焊
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四、适应安全和环保性能原则 安全、环保性能是指材料在成形过程中要适应环境、资源 和安全等方面的要求。 1.典型的不安全元素： 生产系统过载，在长期超载运转后造成破坏； 可靠性差，或由于维修不善引起破坏； 人机误差，人员缺乏技术培训，管理不善； 工作环境欠佳。
a)机床主轴：受力复杂，精度高 b)手柄：受力小，尺寸要求不严
优质中碳钢，锻造，精密 切削加工
低碳钢棒料，一般 切削加工
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第一节 材料成形方法的选择原则
一、适应使用性能原则 使用要求不同，成形方法不同
a)发动机叶片：受力复杂，精度高
b)通风机叶片：受力小，尺寸要求不严
耐高温材料，精密铸造， 精密切削加工
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为下列零件毛坯选择具体的生产方法
发动机活塞 机床主轴 大口径铸铁污水管 子弹壳体 汽车油箱 汽轮机叶片 机床床身 锅炉筒体 重要齿轮 船体
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金属型铸造 自由锻造 离心铸造 拉深 冲压后缝焊 熔模铸造 砂型铸造 埋弧焊接 锤上模锻 埋弧焊接
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同锻件 碳钢、合金 结构钢等
同锻件 较好 短
铸铁、铸钢、 铝合金等
晶粒粗大、 疏松 较差 长
中碳钢及合 金结构钢等
晶粒细小、 致密 好 短/长
低碳钢、有 色金属薄板
拉深时流线 有变化 好 长
低碳钢、低 合金钢等
接头组织不 均匀 降低 较短
较低
机架、床身
较高
轴、齿轮
较低
油箱、壳体
中
车身，船体
——
丝杠、螺栓
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第三节 常用机械零件的成形方法
毛坯分类：轴杆类、盘套类、机架、箱体 类
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一、轴杆类零件 功用: 主要起支承传动件和传递转矩的作用。
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一、轴杆类零件 功用: 主要起支承传动件和传递转矩的作用。 多采用锻造成形；还可采用球铁铸造成 形以及铸-焊或锻-焊结合成形
考虑从原料到制成材料，然后经成形加工成制品，再经使 用至损坏而废弃或回收、再生、再使用（再循环），在这 整个过程中所消耗的全部能量（即全寿命消耗能量）、 CO2气体的排除量，以及在各阶段产生的废弃物、有毒排 气、废水等情况。 几种成形加工方法的单位能耗、材料利用率 成形加工方法 制品耗能量/(MJ/kg) 材料利用率/% 铸造 冷、温变形 30~38 41 90 85




不能采用锻压成形的方法和避免采用焊接 成形方法来制造灰铸铁零件； 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 要求较高或铸后需要热处理的毛坯； 不能采用埋弧自动焊焊接仰焊位置的焊缝； 不能采用电渣焊焊接薄壁构件。
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四、适应安全和环保性能原则
2.对环境友好，使环境负载小：
能量耗费少，CO2等气体产生少； 贵重资源用量少； 废弃物少，且再生处理容易，能够实现再循环； 不使用、不产生对环境有害的物质。
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四、适应安全和环保性能原则
3.环境负载性评价：
三、机架、箱体类零件
特点： 结构复杂，重量从几千克到数十吨，工作条件相差很大。
箱体毛坯 铸铁件 铸钢件 应用举例
机床床身，齿轮箱， 阀体，泵体 重型水压机横梁， 大型轧钢机机架 航空发动机箱体 摩托车发动机箱体 仪表罩壳 辊磨床床身
性能及特点
具有较好的刚度和减 振性
材料
HT200
可承受重载荷及冲击 ZG35,必须进行 载荷 退火或正火 受力不大，自重轻， 导热性好 形状简单，可承受较 大应力 ZL105 ZL108 Q235
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第二节 常用成形件的成形特点
毛坯类型
成形特点 结构特征
铸件
液态下成形 复杂 流动性好， 收缩率低
锻件
塑性变形 简单 塑性好，变 形抗力小
冲压件
塑性变形 轻巧、复杂 塑性好，变 形抗力小
焊接件
永久性连接 轻巧 强度高，塑 性好
轧材
同锻件 简单
工艺性要求
常用材料 组织特征 机械性能 生产周期 生产成本 应用举例