第十三章零件毛坯成形方法和选择原则课件

第四章

第四节

零件毛坯成形方法和选择原则

毛坯--通常是形状和尺寸与成品相接近、且通常比成品大出加工量的待加工件。2023/8/151第四章

第四节

零件毛坯成形方法和选择原则毛坯--通1常见毛坯类型（铸锻焊型材）2023/8/152铸件毛坯锻件毛坯常见毛坯类型（铸锻焊型材）2023/8/12铸件毛坯锻件毛坯2产品制造工艺流程2023/8/153原材料毛坯零件产品制造工艺流程2023/8/13原材料毛坯零件3学习目的和要求:1.了解毛坯成形方法的选择原则和所要考虑的因素。2.初步掌握常用典型零件的毛坯选择。教学内容：1.毛坯的特点2.毛坯成形方法的选择原则。3.常用毛坯成形方法重点：毛坯成形方法选择原则和需要考虑因素。难点：毛坯成形方法的选用。学习目的和内容2023/8/154学习目的和要求:学习目的和内容2023/8/1444.1毛坯的特点１、按用途分类（１）结构毛坯件：包括机械毛坯件及工程结构毛坯件；（２）工具毛坯件；（３）其它毛坯件：日常制品、艺术制品等。２、按加工方法分类分为铸件、锻件、冲压件、焊接件等。

3、其形状分类轴（杆）类、机架箱体类、盘套类。2023/8/1554.1毛坯的特点１、按用途分类2023/8/155表11-3常用毛坯制造方法比较

2023/8/156表11-3常用毛坯制造方法比较2023/8/1664.1、不同毛坯的应用特征2023/8/1574.1、不同毛坯的应用特征2023/8/1774.1毛坯选择的内容１、毛坯材料的选用根据零件使用性能、工作条件、材质性质、成本等选取。如铸铁、铸钢、铸铜、铸铝合金等。２、毛坯加工方法的选取采用铸造、锻压、冲压、粉末冶金、挤压、轧制、焊接、粘接工程塑料等加工方法。2023/8/1584.1毛坯选择的内容１、毛坯材料的选用２、毛坯加工方法的选84.2毛坯选择的基本原则原则：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。一、保证零件的使用性能

零件的使用性能：零件为适应工作条件而应具备的形状、尺寸、力学性能及物理和化学性能等。如耐热、耐蚀、耐磨等特性。

2023/8/1594.2毛坯选择的基本原则原则：根据零件的结构类型、使用性94.2.1、保证零件的使用性能2、不同结构的零件毛坯生产方法的选用重量超过100Kg的毛坯，采用砂型铸造、自由锻造或拼焊；质量超过1.5t的锻件需要水压机进行锻造。2023/8/15104.2.1、保证零件的使用性能2、不同结构的零件毛坯生产方法104.2.1、保证零件的使用性能２、不同内在质量的零件毛坯生产方法的选用锻件和焊接件力学性能优于铸件。３、不同条件下工作的零件毛坯生产方法的选用工作条件不同，性能要求也不同，相应的毛坯材料及生产方法必须满足这些要求（如防腐、抗氧化、耐高温等）。2023/8/15114.2.1、保证零件的使用性能２、不同内在质量的零件毛坯生产114.2.2、满足材料的工艺性能要求工艺性能要求：（1）可行性：毛坯的加工方法能把毛坯制造出来；（2）简便性：毛坯的加工方法能容易把毛坯制造出来（成形难易程度）；

（3）可靠性：生产的毛坯能保证质量（尺寸精度、表面质量）。

2023/8/15124.2.2、满足材料的工艺性能要求工艺性能要求：2023/8124.2.2、满足材料的工艺性能要求毛坯材料的工艺性能：（１）铸造性能铸造时的流动性及收缩率，偏析、缩孔、气孔等缺陷的倾向；（２）锻压性能锻压时的塑性、变形抗力，可加工温度范围、抗氧化性，热脆、冷裂倾向等。2023/8/15134.2.2、满足材料的工艺性能要求毛坯材料的工艺性能：202134.2.2、满足材料的工艺性能要求（３）焊接性能

a）接合性能

一定工艺条件下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；b)使用性能

接头所具有的性能在使用条件下安全运行的能力（抗拉、抗疲劳、抗冲击韧性等）。2023/8/15144.2.2、满足材料的工艺性能要求（３）焊接性能2023/14零件的制造成本：包括所消耗的材料的费用、燃料和动力费、工资、设备与工艺装备的折旧费和修理费、废品损失费及其他辅助费用。经济、高效、环保、节能。4.2.3、毛坯成形要适应经济性2023/8/1515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。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。零件的制造成本：包括所消耗的材料的费用、燃料和动力费、工资、154.2.3、毛坯成形要适应经济性2023/8/15164.2.3、毛坯成形要适应经济性2023/8/116164.2.4、符合生产条件

量体裁衣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平、工人的技术能力等。充分考虑外协的可能性（专业化生产企业协同生产），降低成本、减少投入、保证质量。2023/8/15174.2.4、符合生产条件量体裁衣2023/8/117174.3常用零件的毛坯成形方法

一、零件的结构类型１、按形状分类（１）轴类零件；（２）盘类零件；（３）箱架类零件。排气阀铸-焊结合2023/8/15184.3常用零件的毛坯成形方法一、零件的结构类型排气阀铸-184.3.2零件的结构分析及毛坯选择２、按尺寸及质量分类（１）小型或轻型零件；（２）中型或一般零件；（３）大型或重型零件。

2023/8/15194.3.2零件的结构分析及毛坯选择２、按尺寸及质量分类20194.3.1、零件的结构类型３、按复杂程度分类（１）简单零件；（２）比较复杂零件；（３）复杂零件。４、按受力状况分类（１）受力较小或不重要零件；（２）受力中等或一般零件；（３）受力大的或重要零件。2023/8/15204.3.1、零件的结构类型３、按复杂程度分类2023/8/1204.3.1、轴杆件分析与毛坯选择（一）杆件分类１、按形状分类：实心轴、空心轴、直轴、弯轴、同心轴、偏心轴及管件、杆件。2023/8/15214.3.1、轴杆件分析与毛坯选择（一）杆件分类2023/8/214.3.1、轴杆件分析与毛坯选择２、按受力分类（１）转轴：受弯矩、扭矩；（２）心轴：受弯矩；（３）传动轴：受扭矩。2023/8/15224.3.1、轴杆件分析与毛坯选择２、按受力分类2023/8/224.3.1、轴杆件分析与毛坯选择（二）工作条件１、分别承受弯、扭、拉、压等多种应力，并多为循环应力，有时有冲击应力。２、局部颈部、滑动表面承受摩擦，会产生各种断裂、磨损及塑性变形失效。2023/8/15234.3.1、轴杆件分析与毛坯选择（二）工作条件2023/8/232023/8/1524台阶齿轮轴类零件2023/8/124台阶齿轮轴类零件243.对轴类零件的要求１、整体综合力学性能好；２、有高的抗疲劳强度；３、局部要求高硬度、高耐磨性；４、刀具类轴杆件，要求高硬度、高耐磨性和一定的韧性及足够的强度。

2023/8/15253.对轴类零件的要求１、整体综合力学性能好；2023/8/1254.3.4.轴类零件毛坯加工方法1、一般轴采用锻件毛坯加工制造；2、小尺寸、断面直径差异不大用圆钢；3、曲轴、凸轮轴等用锻件或球铁铸件；4、大型重型或复杂轴类用锻件或铸件。2023/8/15264.3.4.轴类零件毛坯加工方法1、一般轴采用锻件毛坯加工制264.3.2、轮盘类零件毛坯选择（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。（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、低碳钢或合金结构钢。2023/8/15274.3.2、轮盘类零件毛坯选择（一）工具类，选用硬度和耐磨性27图12JN-150汽车变速齿轮图图11机床传动齿轮2023/8/1528传动齿轮图12JN-150汽车变速齿轮图图11机床传动齿轮2028（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。易发生接触疲劳、磨损、折断和局部变形失效。要求心部有足够的强度和韧性，齿部有高的弯曲疲劳强度、接触疲劳强度。齿面有较高的硬度和耐磨性。

4.3.2、轮盘类零件毛坯选择2023/8/1529（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29（四）齿轮毛坯选择１、轧材毛坯：制造形状简单、尺寸不大的齿轮的大批量生产；２、锻钢毛坯：制造机器中的大部分齿轮，力学性能较好；如锥齿轮３、铸铁毛坯：制造受力不大、无冲击、低速齿轮（质量大的大型齿轮）。4.3.2、轮盘类零件毛坯选择2023/8/1530（四）齿轮毛坯选择4.3.2、轮盘类零件毛坯选择2023/830轮毂类零件2023/8/1531齿轮毛坯A--锻造B--圆钢C--铸造D--焊接件轮毂类零件2023/8/131齿轮毛坯314.3.3、箱架件分析与毛坯选择

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。受力复杂的可采用铸钢。单件、短周期可选用焊接件。2023/8/15324.3.3、箱架件分析与毛坯选择箱架件受力不大要求有较好的324.4毛坯质量及其控制常见毛坯成形缺陷及其预防措施（前面各章已讲述）高质量的毛坯是加工高品质产品的重要条件和保证，毛坯质量检验很有必要。一、外观质量检验

1、尺寸和形状检验

2、近表面质量检验2023/8/15334.4毛坯质量及其控制常见毛坯成形缺陷及其预防措施一、外334.4毛坯质量及其控制一、外观质量检验1）着色试验采用低黏度的染色液处理毛坯表面，再将毛坯表面洗干净、干燥。缺陷处留有色迹。3）磁力探伤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，当毛坯有缺陷时磁感线将绕过发生弯曲现象。2）化学腐蚀采用酸或酸－盐混合溶液将毛坯浸泡，然后取出漂净并烘干，局部色斑和由腐蚀产生的无光泽表面对比使缺陷显示出来。但试验后需将过剩的酸中和并漂净。2023/8/15344.4毛坯质量及其控制一、外观质量检验1）着色试验3）344.4毛坯质量及其控制二、内部缺陷检验

1、射线照相法将毛坯件暴露在合适的放射源（X或γ）的辐射下毛坯件内的缺陷处射线强度大，胶片感光强，在缺陷处显示处黑色条纹和斑点。

2、超声波检测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发生变化。

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