第11章毛坯成形方法选择及质量控制

1、第第1111章毛坯成形方法选择及质量控制章毛坯成形方法选择及质量控制n11.111.1毛坯成形毛坯成形方法选择方法选择 毛坯毛坯 ：根据机器零件所要求的工艺尺寸、形状而制成：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。的坯料，供进一步加工使用，以获得成品零件。n11.1.1 11.1.1 毛坯毛坯分类分类第第1111章毛坯成形方法选择及质量控制章毛坯成形方法选择及质量控制n、按用途分类、按用途分类（）结构毛坯件：包括机械毛坯件及工程结构毛坯件；（）结构毛坯件：包括机械毛坯件及工程结构毛坯件；（）工具毛坯件；（）工具毛坯件；（）其它毛坯件：日常制品、艺术制品

2、等。（）其它毛坯件：日常制品、艺术制品等。 2 2、其形状、其形状分类分类 轴（杆）类、机架箱体类、盘套类。轴（杆）类、机架箱体类、盘套类。3 3、按、按加工方法分类加工方法分类第第1111章毛坯成形方法选择及质量控制章毛坯成形方法选择及质量控制11.1.2 11.1.2 毛毛坯选择的内容坯选择的内容n、毛坯材料的选用、毛坯材料的选用根据零件使用性能选取。根据零件使用性能选取。11.111.1毛坯成形毛坯成形方法选择方法选择n、毛坯加工方法的选取、毛坯加工方法的选取采用铸造、锻压、冲压、粉末冶采用铸造、锻压、冲压、粉末冶金、挤压、轧制、焊接、粘接等加工金、挤压、轧制、焊接、粘接等加工方法。方法

3、。11.1.3 11.1.3 毛坯毛坯选择的基本原则选择的基本原则根据零件的结构类型、使用性能、根据零件的结构类型、使用性能、生产批量和生产条件进行选择。生产批量和生产条件进行选择。n一、保证零件的使用性能一、保证零件的使用性能零件的使用性能零件的使用性能：零件为适应工：零件为适应工作条件而应具备的形状、尺寸、力学作条件而应具备的形状、尺寸、力学性能及物理和化学性能。性能及物理和化学性能。11.111.1毛坯成形毛坯成形方法选择方法选择一、保证零件的使用性能一、保证零件的使用性能n、不同结构的零件毛坯生产方法的选用、不同结构的零件毛坯生产方法的选用重量超过重量超过100Kg100Kg的毛坯，采

4、用砂型铸造、自的毛坯，采用砂型铸造、自由锻造或拼焊；质量超过由锻造或拼焊；质量超过1.5t1.5t的锻件需要水压的锻件需要水压机进行锻造。机进行锻造。11.111.1毛坯成形毛坯成形方法选择方法选择一、保证零件的使用性能一、保证零件的使用性能n、不同内在质量的零件毛坯生产、不同内在质量的零件毛坯生产方法的选用方法的选用锻件和焊接件力学性能优于铸件。锻件和焊接件力学性能优于铸件。11.111.1毛坯成形毛坯成形方法选择方法选择n、不同条件下工作的零件毛坯生、不同条件下工作的零件毛坯生产方法的选用产方法的选用 工作条件不同，性能要求也不同，工作条件不同，性能要求也不同，相应的毛坯材料及生产方法必须

5、满足这相应的毛坯材料及生产方法必须满足这些要求。些要求。二、满足材料的工艺性能要求二、满足材料的工艺性能要求n工艺性能要求工艺性能要求：n（1 1）毛坯的加工方法能把毛坯制造）毛坯的加工方法能把毛坯制造出来；出来；n（2 2）毛坯的加工方法能容易把毛坯）毛坯的加工方法能容易把毛坯制造出来；制造出来；n （3 3）生产的）生产的毛坯能保证质量。毛坯能保证质量。11.111.1毛坯成形毛坯成形方法选择方法选择二、满足材料的工艺性能要求二、满足材料的工艺性能要求 毛坯材料的工艺性能毛坯材料的工艺性能：n（）铸造性能（）铸造性能铸造时的流动性铸造时的流动性及收缩率，偏析、缩孔、气孔等缺陷的及收缩率，偏

6、析、缩孔、气孔等缺陷的倾向；倾向；n（）锻压性能（）锻压性能锻压时的塑性、锻压时的塑性、变形抗力，可加工温度范围、抗氧化性，变形抗力，可加工温度范围、抗氧化性，热脆、冷裂倾向等。热脆、冷裂倾向等。11.111.1毛坯成形毛坯成形方法选择方法选择二、满足材料的工艺性能要求二、满足材料的工艺性能要求 （）焊接性能（）焊接性能n（a a）接合性能）接合性能一定工艺条件下一定工艺条件下所获得优质接头的能力，常用抗裂性所获得优质接头的能力，常用抗裂性及接头性能下降程度衡量；及接头性能下降程度衡量；n（b)b)使用性能使用性能接头所具有的性接头所具有的性能在能在使用条件下安全运行的能力。使用条件下安全运行

7、的能力。11.111.1毛坯成形毛坯成形方法选择方法选择三、降低制造成本三、降低制造成本n零件的制造成本零件的制造成本：11.111.1毛坯成形毛坯成形方法选择方法选择n包括所消耗的材料的费用、燃包括所消耗的材料的费用、燃料和动力费、工资、设备与工艺装料和动力费、工资、设备与工艺装备的折旧费和修理费、废品损失费备的折旧费和修理费、废品损失费及其他辅助费用。及其他辅助费用。三、降低制造成本三、降低制造成本n选择毛坯原则选择毛坯原则：在满足零件使用要求和工艺要：在满足零件使用要求和工艺要求的前提下，选择总成本较低的方案。求的前提下，选择总成本较低的方案。n 零件批量大时采用高生产率的生产方法；批量

8、零件批量大时采用高生产率的生产方法；批量小时，采用自由锻造、砂型铸造。小时，采用自由锻造、砂型铸造。11.111.1毛坯成形毛坯成形方法选择方法选择四、符合生产条件四、符合生产条件选用毛坯生产方法时，必须选用毛坯生产方法时，必须分析本单位的设备条件和技术水分析本单位的设备条件和技术水平。充分考虑外协的可能性。平。充分考虑外协的可能性。11.111.1毛坯成形毛坯成形方法选择方法选择11.211.2零件零件的结构分析及毛坯选择的结构分析及毛坯选择n一、零件的结构类型一、零件的结构类型n、按形状分类、按形状分类n（）轴类零件；（）轴类零件；n（）盘类零件；（）盘类零件；n（）箱架类零件。（）箱架类

9、零件。n、按尺寸及质量、按尺寸及质量分类分类n（）小型或轻型（）小型或轻型零件；零件；n（）中型或一般（）中型或一般零件；零件；n（）大型或重型（）大型或重型零件。零件。一、零件的结构类型一、零件的结构类型n、按复杂程度分类、按复杂程度分类n（）简单零件；（）简单零件；n（）比较复杂零件；（）比较复杂零件；n（）复杂零件。（）复杂零件。n、按受力状况分类、按受力状况分类n（）受力较小或不重要零件；（）受力较小或不重要零件；n（）受力中等或一般零件；（）受力中等或一般零件；n（）受力大的或重要零件。（）受力大的或重要零件。11.211.2零件零件的结构分析及毛坯选择的结构分析及毛坯选择二、轴杆件

10、的分析与毛坯选择二、轴杆件的分析与毛坯选择n（一）分类（一）分类n、按形状分类按形状分类：实心轴、空心轴、直：实心轴、空心轴、直轴、弯轴、同心轴、偏心轴及管件、杆件。轴、弯轴、同心轴、偏心轴及管件、杆件。11.211.2零件零件的结构分析及毛坯选择的结构分析及毛坯选择二、轴杆件的分析与毛坯选择二、轴杆件的分析与毛坯选择n、按受力分类按受力分类（）转轴：受弯矩、扭矩；（）转轴：受弯矩、扭矩；（）心轴：受弯矩；（）心轴：受弯矩；（）传动轴：受扭矩。（）传动轴：受扭矩。11.211.2零件零件的结构分析及毛坯选择的结构分析及毛坯选择二、轴杆件的分析与毛坯选择二、轴杆件的分析与毛坯选择n（二）工作条件

11、（二）工作条件n、分别承受弯、扭、拉、压等、分别承受弯、扭、拉、压等多种应力，并多为循环应力，有时有多种应力，并多为循环应力，有时有冲击应力。冲击应力。n、局部颈部、滑动表面承受摩、局部颈部、滑动表面承受摩擦，会产生各种断裂、磨损及塑性变擦，会产生各种断裂、磨损及塑性变形失效。形失效。11.211.2零件零件的结构分析及毛坯选择的结构分析及毛坯选择（三）对轴类零件的要求（三）对轴类零件的要求n 、整体综合力学性能好；、整体综合力学性能好；n、有高的抗疲劳强度；、有高的抗疲劳强度；n、局部要求高硬度、高耐磨性；、局部要求高硬度、高耐磨性；n、刀具类轴杆件，要求高硬度、高耐磨性、刀具类轴杆件，要求

12、高硬度、高耐磨性和一定的韧性及足够的强度。和一定的韧性及足够的强度。11.211.2零件零件的结构分析及毛坯选择的结构分析及毛坯选择（四）轴类零件毛坯加工方法（四）轴类零件毛坯加工方法n1 1、一般轴采用锻件；、一般轴采用锻件；n2 2、小尺寸、断面直径差异不大用圆、小尺寸、断面直径差异不大用圆钢；钢；n3 3、曲轴、凸轮轴等用锻件或球铁铸、曲轴、凸轮轴等用锻件或球铁铸件；件；n4 4、大型、重型或复杂轴类用锻、大型、重型或复杂轴类用锻焊组合焊组合。11.211.2零件零件的结构分析及毛坯选择的结构分析及毛坯选择三、盘套件的分析与毛坯选择三、盘套件的分析与毛坯选择n（一）工具类，选用硬度和耐磨

13、性高、（一）工具类，选用硬度和耐磨性高、强韧性适当的碳钢和合金钢。强韧性适当的碳钢和合金钢。n（二）一般盘套件，要求具有一定的（二）一般盘套件，要求具有一定的强韧性，而局部耐磨性高。一般选用中、强韧性，而局部耐磨性高。一般选用中、低碳钢或合金结构钢。低碳钢或合金结构钢。11.211.2零件零件的结构分析及毛坯选择的结构分析及毛坯选择三、盘套件的分析与毛坯选择三、盘套件的分析与毛坯选择n（三）齿轮零件，齿部承受交变弯曲应（三）齿轮零件，齿部承受交变弯曲应力和冲击力，齿面承受接触应力和摩擦力。易力和冲击力，齿面承受接触应力和摩擦力。易发生接触疲劳、磨损、折断和局部变形失效。发生接触疲劳、磨损、折断

14、和局部变形失效。11.211.2零件零件的结构分析及毛坯选择的结构分析及毛坯选择三、盘套件的分析与毛坯选择三、盘套件的分析与毛坯选择n（四）齿轮毛坯选择（四）齿轮毛坯选择n、轧材毛坯轧材毛坯：制造形状简单、尺：制造形状简单、尺寸不大的齿轮的大批量生产；寸不大的齿轮的大批量生产；n、锻钢毛坯锻钢毛坯：制造机器中的大部：制造机器中的大部分齿轮，力学性能较好；分齿轮，力学性能较好；n、铸铁毛坯铸铁毛坯：制造受力不大、无：制造受力不大、无冲击、低速齿轮。冲击、低速齿轮。11.211.2零件零件的结构分析及毛坯选择的结构分析及毛坯选择四、箱架件的分析与毛坯选择四、箱架件的分析与毛坯选择箱架件受力不大要求

15、有较好的刚度和箱架件受力不大要求有较好的刚度和密封性。一般采用铸铁。受力复杂的可采密封性。一般采用铸铁。受力复杂的可采用铸钢。单件、短周期可选用焊接件。用铸钢。单件、短周期可选用焊接件。11.211.2零件零件的结构分析及毛坯选择的结构分析及毛坯选择11.3 11.3 毛坯毛坯质量及其控制质量及其控制n一、外观质量检验一、外观质量检验n 1 1、尺寸和形状检验、尺寸和形状检验n 2 2、表面及近表面质量检验、表面及近表面质量检验n 1 1）着色试验（用于开口性缺陷）着色试验（用于开口性缺陷） 采用低黏度的染色液处理毛坯表面，再将采用低黏度的染色液处理毛坯表面，再将毛坯表面洗净、干燥。缺陷处留有

16、色迹。毛坯表面洗净、干燥。缺陷处留有色迹。 原理原理：利用细小裂纹的毛细管作用，渗入：利用细小裂纹的毛细管作用，渗入荧光染色，在暗室中靠紫外线光源检测癖疵或荧光染色，在暗室中靠紫外线光源检测癖疵或裂纹。裂纹。常见毛坯成形缺陷及其预防措施（前面各章已讲）常见毛坯成形缺陷及其预防措施（前面各章已讲）11.3 11.3 毛坯毛坯质量及其控制质量及其控制n 2 2）化学腐蚀化学腐蚀 采用酸或酸盐混合溶液将毛坯浸采用酸或酸盐混合溶液将毛坯浸泡，然后取出漂净、烘干，局部色斑与泡，然后取出漂净、烘干，局部色斑与由腐蚀产生的无光泽表面对比使缺陷显由腐蚀产生的无光泽表面对比使缺陷显示出来。示出来。 但试验后需将

17、过剩的酸中和并漂净。但试验后需将过剩的酸中和并漂净。11.3 11.3 毛坯毛坯质量及其控制质量及其控制n 3 3）磁力探伤磁力探伤 在被测表面上均匀地撒上铁粉，将被在被测表面上均匀地撒上铁粉，将被检件放于磁力探伤机的磁铁两级，当毛坯检件放于磁力探伤机的磁铁两级，当毛坯有缺陷时磁感线将绕过有缺陷时磁感线将绕过发生弯曲现象（漏发生弯曲现象（漏磁）。磁）。 11.3 11.3 毛坯毛坯质量及其控制质量及其控制n二、内部缺陷检验二、内部缺陷检验 n 1 1、射线照相法、射线照相法 将毛坯件暴露在合适的放射源（将毛坯件暴露在合适的放射源（X X或或）的辐射下毛坯件内的缺陷处射线强）的辐射下毛坯件内的缺陷处射线强度大，胶片感光强，在缺陷处显示出黑度大，胶片感光强，在缺陷处显示出黑色条纹和斑点。色条纹和斑点。11.3 11.3 毛坯毛坯质量及其控制质量及其控制n 2 2、超声波检测、超声波检测 超声波具有被固体传输和被内表面存在超声波具有被固体传输和被内表面存在处反射的性能。有缺陷处反射波波形及波长处反射的性能。有缺陷处反射波波形及波长发生变化。发生变化。 11.3 11.3 毛坯毛坯质量及其控制质量及其控制n三、成分和显微组织检验三、成分和显微组织检验 包括化学成分内部缺陷包括化学成分内部缺陷n四、毛坯件力学性能检验四、毛坯件力学性能检验 包括硬度、塑性、韧性、疲劳、高