第六章材料成形方法选择

1、第六章 任何材料都必须成形，制成制品后才具有使用价值。 成形方法的选择是零件设计的重要内容。 零件设计内容：6.1 材料成形方法选择的原则与依据 (一)适用性原则：1满足使用要求2适应成形加工工艺性1满足使用要求选择成形方法，要兼顾后续机加工的可加工性。2适应成形加工工艺性(二) 经济性原则： 应把满足使用要求与降低成本统一起来； 为获得最大的经济效益，不能仅从成形工艺角度考虑经济性，而应从降低零件总成本考虑。(三) 与环境相宜原则：1对环境友好的含义2环境负载性的评价 3成形加工方法与单位能耗的关系 材料经各种成形加工工艺成为制品，生产系统中能耗由此工艺流程确定。 (一) 零件类别、功能、使

2、用要求及其结构、形状、尺寸、技术要求等；(二) 零件的生产批量;(三) 现有生产条件; (四) 密切注意新工艺、新技术、新材料的利用 发动机上排气门的成形工艺备选方案： 胎模锻造成形 平锻机模锻成形 电热镦粗成形 热挤压成形 气门 常用的材料成形方法比较 精密零件或特殊性能的制品，如轴承、金刚石工具、硬质合金、活塞环、齿轮等较高高可较复杂中小件 粉末流动性较好，压缩性较大 粉末间原子扩散、再结晶，有时重结晶粉末冶金 重量轻且刚度好的零件以及形状较复杂的壳体，如箱体、罩壳、汽车覆盖件、仪表板、容器等较高或高较高可较复杂各种冲压 受力较大或较复杂，且形状较复杂的制件，如齿轮、阀体、叉杆、曲轴等较高

3、或高较高可较复杂中小件模锻 传动轴、齿轮坯、炮筒等低较低简单各种 变形抗力较小，塑性较好 固态金属塑性变形自由锻 型腔较复杂尤其是内腔复杂的制件，如箱体、壳体、床身、支座等低高较高可复杂各种 流动性好，集中缩孔 液态金属填充型腔铸造结构尺寸主要应用生产率材料利用率制件特征对材料的工艺要求成形特点成形方法焊接 通过金属熔池液态凝固，或塑性变形或原子扩散实现连接 淬硬、裂纹、气孔等倾向较小各种可复杂较高低高 形状复杂或大型构件的连接成形，异种材料间的连接，零件的修补等塑料成形 采用注射、挤出、模压、浇注、烧结、真空成形、吹塑等方法制成制品 流动性好、收缩性、吸水性、热敏性小各种可复杂较高较低或较高

4、 一般结构零件、一般耐磨传动零件，减摩自润滑零件，耐腐蚀零件等。如化工管道、仪表壳罩等陶瓷成形 陶瓷材料通过制粉、配料、成形、高温烧结获得制品 坯体结构均匀并有一定的致密度中小件可较复杂较高低较高 高硬度，耐高温、耐腐蚀绝缘零件，如刀具、高温轴承、泵、阀复合材料成形 基体材料和增强材料复合而成的一类多相材料，材料与结构一次成形 纤维有高强度和刚度，有合理的含量、尺寸和分布；基体有一定的塑性、韧性 各种可复杂较高低较高 高比强度、比模量、化学稳定性和电性能好，如船、艇、车身及配件，管道、阀门、储罐、高压气瓶等快速成形 通过离散获得堆积的路径和方式，通过堆积材料叠加起来成形三维实体 有利于快速精确

5、地加工原型零件；当原形直接用作制件、模具时，原型的力学性能和物理化学性能要满足使用要求；当原形间接使用时，其性能要有利于后续处理工艺各种可复杂高单件成形速度快 产品设计、方案论证、产品展示、工业造型、模具、家用电器、汽车、航空航天、军事装备、材料、工程、医疗器具、人体器官模型、生物材料组织等6.2 常用机械零件毛坯成形方法选择 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。轴杆类零件材料大都为钢。 有些情况下，还可采用锻-焊或铸-焊结合的方法来制造轴、杆类零件的毛坯。 1.齿轮一般选用锻钢毛坯 大批量生产可采用热轧齿轮或精密模锻齿轮；单件或小批量生产，直径10

6、0mm以下的小齿轮可用圆钢棒为毛坯。 直径大于400500mm的大型齿轮，可用铸钢或球墨铸铁件为毛坯，铸造齿轮一般为幅条结构。 单 件 生 产 大型齿轮毛坯，可 采 用 焊 接方式制造。2带轮、飞轮、手轮和垫块等 3法兰、垫圈、套环、联轴节等 4模具毛坯 5钻套、导向套、滑动轴承、液压缸、螺母等机架箱座类零件 P244P251一、承压油缸 二、开关阀 三、单级齿轮减速器 四、汽车发动机曲柄连杆机构 单级齿轮减速器组件的成形方法 传动零件的支撑件和包容件，结构复杂，箱体以承压为主，要求有良好的刚度、减振性和密封性。常采用灰铸铁铸造成形： 单件小批量生产可采用手工造型或采用碳素结构钢（如Q235A）型材和板料焊接成形； 大批量生产采用机器砂型铸造成形。重要的传动零件，工作时承受弯矩和扭矩，要求较好的综合力学性能。 直径小于100 mm的小齿轮成形方案： 直径约200 mm的小型齿轮成形方案： 直径为4001000 mm的齿轮成形方案: 生产中，常将灰铸铁齿轮用于开式低速传动，用球墨铸铁齿轮代替高速传动的铸钢齿轮。单件或小批量生产大齿轮成形方案: 用于观察箱内情况及加油，力学性能要求不高。 用于联