工程材料及成形工艺基础-机械零件材料及毛坯制造工艺选择

项目9机械零件材料及毛坯

制造工艺选择§9.1机械零件材料的选择§9.2机械零件毛坯的选择

技能目标1.了解毛坯的制造方法。2.学会如何选择机械零件的材料和毛坯。3.通过实例初步掌握零件加工工艺路线。思政目标

对比“原材料-冷热加工-合格零件”与“婴儿-学习-对社会有用的人”，培养学生树立专业意识，提升专业思维能力。9.1.1选材的一般原则9.1机械零件材料的选择1.使用性能原则2.工艺性能原则3.经济性原则9.1.2选材的基本步骤(1)分析零件的工作条件及失效形式，找出引起失效的主要力学性能指标，初步确定材料的类型、范围。(2)对同类产品的用材情况进行研究，进一步缩小材料的类型、范围。(3)决定产品每个构件所要求的性能，对各种候选材料在性能上进行比较。(4)对外形、材料和加工方法进行综合考虑，并确定零件的热处理要求或其他强化处理方法。(5)审核关键性能指标要满足使用性能要求。(6)审核所选材料的综合经济指标。(7)投产前进行小批量生产试验。9.1.3机械零件的失效1.失效的概念指零件在使用过程中由于某种原因而丧失原设计功能的现象。（1）完全破坏，不能继续工作（2）严重损伤，继续工作很不安全（3）虽能安全工作，但已经不能满意地起到设计的作用当零件出现下列情况中任何一种时，我们便认为零件已经失效2.失效的形式（1）变形失效①过量弹性变形失效②塑性变形失效③蠕变变形失效（2）断裂失效①韧性断裂失效②脆性断裂失效③疲劳断裂失效（3）表面损伤失效①磨损失效②腐蚀失效③表面疲劳失效3.零件失效的原因（1）设计因素（2）材料因素（3）加工工艺因素（4）安装使用因素9.1.1毛坯选择的原则9.2机械零件毛坯的选择1.使用性能原则2.工艺性能原则3.经济性原则4.兼顾现有生产条件原则9.2.2毛坯的分类型材毛坯（型材）焊接组合毛坯（焊接件）铸造毛坯（铸件）锻压加工毛坯（锻件）冲压毛坯（冲压件）粉末冶金毛坯

9.2.3常用零件的毛坯选择

1.轴杆类零件工作条件轴在工作中大多承受着交变扭转载荷、交变弯曲载荷和冲击载荷，有的同时还承受拉—压交变载荷。

轴杆类零件常采用钢或铸铁，并用锻造或铸造毛坯，经机加工成形。光轴毛坯一般采用热轧或冷轧圆钢。阶梯轴采用圆钢(尺寸及受力较小时)或锻件(尺寸及受力较大时)作毛坯。凸轮轴及曲轴一般采用球墨铸铁作毛坯，有时采用锻件毛坯。在特殊情况下，有时也采用锻-焊或铸-焊方法制造轴类零件的毛坯。2.盘套类零件（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。（2）带轮、飞轮、手轮和垫块等。这些零件受力不大、结构复杂或以承压为主的零件，通常采用灰铸铁件，单件生产时也可采用低碳钢焊接件。（3）法兰、套环等。根据工作情况、受力大小及尺寸、形状等，可分别采用圆钢、铸件或锻件为毛坯。（4）钻套、导向套、滑动轴承、液压缸、螺母等。这些套类零件，在工作中承受径向力或轴向力和摩擦力，通常采用钢、铸铁、非铁合金材料的圆棒材、铸件或锻件制造，有的可直接采用无缝管下料。尺寸较小、大批量生产时，还可采用冷挤压和粉末冶金等方法制坯。3.机座、箱座类零件

通常都以铸件为毛坯，且以铸造性良好，价格便宜，并有良好耐压、减磨和减振性能的灰铸铁为主；少数受力复杂或受较大冲击载荷的机架类零件，如轧钢机、大型锻压机等重型机械的机架，可选用铸钢件毛坯