第五章_毛坯的选择(20133)
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1、第五章 毛坯的选择 5.1 各种毛坯的特点 5.2 毛坯选择原则 5.3 常用零件的毛坯选择 5.1 各种毛坯的特点零件的机械制造毛坯成形切削加工铸造锻造冲压焊接轧材 正 确 毛 坯 选 择 的重 要性对零件的制造质量、使用性能、生产率和生产成本等都有很大的影响。因此，正确地选择毛坯的种类及成形方法是机械设计与制造中的重要任务。 切削加工提高毛坯件的精度和表面质量，它基本上不改变毛坯件的物理、化学和力学性能；铸件型材冲压件焊接件锻件非金属件粉末冶金件各种毛坯的特点机械零件毛坯种类一、铸件 铸造特点： 优点：适应性广、灵活性大、设备较简单、成本低； 缺点：内部组织疏松，力学性能较差； 应用：形状
2、结构较为复杂、要求耐磨、减震、价廉的零件，毛坯可选用铸件。手工砂型铸造：一般用于单件小批量生产，尺寸精度和表面质量较差；机器造型铸造：毛坯生产率较高，适于成批大量生产 ；熔模铸造：适用于生产形状复杂的小型精密铸钢件；金属型铸造、压力铸造和离心铸造：毛坯精度、表面质量、力学性能及生产率都较高，但对零件的形状特征和尺寸大小有一定的适应性要求。各种毛坯的特点一、铸件 各种铸造方法：金属材料经塑性变形获得，其组织和性能比铸态的要好得多，但其形状复杂程度受到很大限制。力学性能要求高的零件其毛坯多为锻件 。各种毛坯的特点二、锻造件自由锻：适应性较强，但锻件毛坯的形状较为简单，而且加工余量大、生产率低，适于
3、单件小批量生产和大型锻件的生产；特 点 ： 锻造方法：模锻： 尺寸精度较高、加工余量小、生产率高；但受到锻模的限制，无法制造出形状复杂的锻件，尤其复杂内腔的零件毛坯更是无法锻出。且生产成本高于铸件，其适于大批量生产中、小型锻件。应 用 ：主要应用于受力情况复杂、重载、力学性能要求较高的零件及工具模具的毛坯制造 。如常见的锻件有齿轮、连杆、传动轴、主轴、曲轴、吊钩、拨叉、配气阀、气门阀、摇臂、冲模、刀杆、刀体等。各种毛坯的特点二、锻造件 锻造方法：大多是在冷态下变形，产品具有足够强度和刚度、有很高的尺寸精度、表面质量好、少无切削加工性及互换性好，无须进行切削加工就可使用。应 用 ：只适于大批量生
4、产 。如常见的冲压件有汽车覆盖件、轮翼、油箱、电器柜、弹壳、链条、滚珠轴承的隔离圈、消音器壳、风扇叶片、自行车链盘、电机的硅钢片、收割机的滚筒壳、播种机的圆盘等各种薄板件。各种毛坯的特点三、冲压件 特点：各种毛坯的特点四、焊接件永久性的连接金属的方法。 特点：（ 2）能化大为小，以小拼大；（ 3）可以制造多层金属的结构；（ 4）抗震性差、易变形。（ 1）节约材料；制造金属结构件。如梁、柱、桁架、容器等。各种毛坯的特点四、焊接件应 用 ：(1) 复杂的大型结构件的生产；(2) 生产异种材质零件；(3) 某些特殊形状的零件或结构件。如蜂窝状结构的零件、波纹管、同轴凸轮组等；(4) 单件或小批量生产
5、；各种毛坯的特点五、型材常用的型材有圆钢、方钢、扁钢、钢管及钢板，切割下料后可直接作为毛坯进行机械加工。 分类： 普通精度的热轧料：用于普通零件制造；高精度的冷轧料：用于精度高的中小型零件；各种毛坯的特点六、粉末冶金件将一定比例均匀混合的金属粉末或金属与非金属粉末，经过压制、烧结工艺制成毛坯或零件的加工方法。 特点：具有良好的减摩性 、耐磨性、密封性、过滤性、多孔性、耐热性及某些特殊的电磁性等。 应用：主要应用于含油轴承、离合器片、摩擦片及硬质合金刀具等。七、非金属件各种毛坯的特点 特点： 应用：一般结构件、传动件、摩擦件、耐蚀件、绝缘件、高强度高模量结构件等。工程塑料具有重量轻、化学稳定性好
6、、绝缘、耐磨、减振、成形及切削加工性好，以及材料来源丰富，价格低等一系列优点，但其力学性能比金属材料低很多。常用的工程塑料有聚酰胺(尼龙 )、聚甲醛、聚碳酸酯、聚矾、ABS、聚四氟乙烯、环氧树脂等。 种类：毛坯类型比较内容铸件锻件冲压件焊接件轧材成形特点液态下成形固态下塑性变形同锻件永久性连接同锻件对原材料工艺性能要求流动性好、收缩率低塑性好、变形抗力低同锻件强度高、塑性好、液态下化学稳定性好同锻件常用材料灰铸铁、球墨铸铁、中碳 钢铝、铜合金中碳钢、合金结构钢低碳钢及有色金属薄板低碳钢、低合金钢、不锈钢、铝合金等低、中碳钢、合金结构钢、铝、铜合金等金属组织特征晶粒粗大、疏松、杂质排列无方向性晶
7、粒细小、致密、晶粒呈方向性排列拉深后沿拉深方向形成流线组织，其余工序组织基本不变焊缝区为铸造组织，熔合与过热区有粗大晶粒同锻件机械性能灰铸铁较差，球墨、可锻铸铁及铸钢较好比相同成分的铸钢件好变形部分的强度硬度提高、结构刚性好接头的机械性能可达到或接近母材同锻件常用毛坯类型及其制造方法比较各种毛坯的特点结构特征制，可相当复杂 铸件简单状可较复杂限制，结构较轻形状一般不受限 形状一般较 结构轻巧，形 尺寸、形状一般不受 形状简单，横向尺寸变化小材料利用率 高低较高较高较低生产周期长模锻长自由锻短、 长较短短生产成本较低较高批量越大，成 较 高围的零件， 或要求 是强度和韧减震、耐磨的零 性要求较高
8、件；球铁、铸钢、的传动零件铝、铜合金用于 和工具、模重载或复杂载荷 具零件造零件毛坯本越低主要适用范 灰铸铁用于受力 用于对机械 用于以薄板成 主要用于制造各种金 形状简单的零不大或承压为主 性能，尤其 形的各种零件 属结构，部分用于制 件应用举例齿轮等锻模、冲模等轴承座、曲轴、 螺栓、弹簧、种薄金属件机架、立柱等螺机架、床身、底 机床主轴 、 汽车车身覆盖 锅炉、压力容器、化 光轴、丝杠、座、工作台、导 传动轴、曲 件、机表、电 工容器、管道、厂房、 栓、螺母、轨、变速箱、泵 轴、连杆、 器及仪器零件、吊车构架、桥梁、车销子等体、阀体、带轮、齿轮、凸轮、油箱、水箱各 身、船体、飞机构件、常用
9、毛坯类型及其制造方法比较铸件锻件焊接件冲压件轧材第五章 毛坯的选择 5.1 各种毛坯的特点 5.2 毛坯选择原则 5.3 常用零件的毛坯选择 基本原则： 5.2 毛坯选择原则优质、高产、低消耗是生产任何产品所遵循的原则。具体体现为以下三个原则： 使用性原则 经济性原则 实际生产条件原则1. 使用性原则毛坯选择原则 外观质量：形状、尺寸、加工精度、表面粗糙度等； 内部质量：化学成分、金相组织、力学性能、物理性能和化学性能；在多数情况下，零件的使用性能要求直接决定了毛坯的材料，同时在很大程度上也决定了毛坯的成形方法。因此，在选择毛坯时，首先要考虑的是零件毛坯的材料和成形方法均能最大程度地满足零件的
10、使用要求 。 使用要求：毛坯选择原则1. 使用性原则例：齿轮零件，由于工作条件、使用要求不同，其毛坯的类别、选材和制造方法不一样。 农业机械和建筑机械用齿轮：低速运转，受力不大，啮合及振动要求低，常选用灰铸铁或合金铸铁等； 机床用齿轮：要求传动平稳、振动小，受力稳定，在静态下换速，且要求润滑良好，常选用中碳钢或低合金钢锻造和机加工 ，并经热处理后使用； 汽车用齿轮：要求具有较高的耐磨性和抗冲击性能，且动态下变速，常选用有良好淬透性的低碳合金钢，经 锻造、机加工、渗碳、淬火 等处理后使用；应根据零件的生产批量及使用要求，选择合适的毛坯制造工艺，降低废品率，提高生产率，节约工时与材料。同时应尽量采
