第四章

第四節(jié)

零件毛坯成形方法和選擇原則

毛坯--通常是形狀和尺寸與成品相接近、且通常比成品大出加工量的待加工件。2023/1/141常見毛坯類型（鑄鍛焊型材）2023/1/142鑄件毛坯鍛件毛坯產(chǎn)品制造工藝流程2023/1/143原材料毛坯零件學(xué)習(xí)目的和要求:1.了解毛坯成形方法的選擇原則和所要考慮的因素。2.初步掌握常用典型零件的毛坯選擇。教學(xué)內(nèi)容：1.毛坯的特點2.毛坯成形方法的選擇原則。3.常用毛坯成形方法重點：毛坯成形方法選擇原則和需要考慮因素。難點：毛坯成形方法的選用。學(xué)習(xí)目的和內(nèi)容2023/1/1444.1毛坯的特點１、按用途分類（１）結(jié)構(gòu)毛坯件：包括機械毛坯件及工程結(jié)構(gòu)毛坯件；（２）工具毛坯件；（３）其它毛坯件：日常制品、藝術(shù)制品等。２、按加工方法分類分為鑄件、鍛件、沖壓件、焊接件等。

3、其形狀分類軸（桿）類、機架箱體類、盤套類。2023/1/145表11-3常用毛坯制造方法比較

2023/1/1464.1、不同毛坯的應(yīng)用特征2023/1/1474.1毛坯選擇的內(nèi)容１、毛坯材料的選用根據(jù)零件使用性能、工作條件、材質(zhì)性質(zhì)、成本等選取。如鑄鐵、鑄鋼、鑄銅、鑄鋁合金等。２、毛坯加工方法的選取采用鑄造、鍛壓、沖壓、粉末冶金、擠壓、軋制、焊接、粘接工程塑料等加工方法。2023/1/1484.2毛坯選擇的基本原則原則：根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)類型、使用性能、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件進行選擇。一、保證零件的使用性能

零件的使用性能：零件為適應(yīng)工作條件而應(yīng)具備的形狀、尺寸、力學(xué)性能及物理和化學(xué)性能等。如耐熱、耐蝕、耐磨等特性。

2023/1/1494.2.1、保證零件的使用性能2、不同結(jié)構(gòu)的零件毛坯生產(chǎn)方法的選用重量超過100Kg的毛坯，采用砂型鑄造、自由鍛造或拼焊；質(zhì)量超過1.5t的鍛件需要水壓機進行鍛造。2023/1/14104.2.1、保證零件的使用性能２、不同內(nèi)在質(zhì)量的零件毛坯生產(chǎn)方法的選用鍛件和焊接件力學(xué)性能優(yōu)于鑄件。３、不同條件下工作的零件毛坯生產(chǎn)方法的選用工作條件不同，性能要求也不同，相應(yīng)的毛坯材料及生產(chǎn)方法必須滿足這些要求（如防腐、抗氧化、耐高溫等）。2023/1/14114.2.2、滿足材料的工藝性能要求工藝性能要求：（1）可行性：毛坯的加工方法能把毛坯制造出來；（2）簡便性：毛坯的加工方法能容易把毛坯制造出來（成形難易程度）；

（3）可靠性：生產(chǎn)的毛坯能保證質(zhì)量（尺寸精度、表面質(zhì)量）。

2023/1/14124.2.2、滿足材料的工藝性能要求毛坯材料的工藝性能：（１）鑄造性能鑄造時的流動性及收縮率，偏析、縮孔、氣孔等缺陷的傾向；（２）鍛壓性能鍛壓時的塑性、變形抗力，可加工溫度范圍、抗氧化性，熱脆、冷裂傾向等。2023/1/14134.2.2、滿足材料的工藝性能要求（３）焊接性能

a）接合性能

一定工藝條件下所獲得優(yōu)質(zhì)接頭的能力，常用抗裂性及接頭性能下降程度衡量；b)使用性能

接頭所具有的性能在使用條件下安全運行的能力（抗拉、抗疲勞、抗沖擊韌性等）。2023/1/1414零件的制造成本：包括所消耗的材料的費用、燃料和動力費、工資、設(shè)備與工藝裝備的折舊費和修理費、廢品損失費及其他輔助費用。經(jīng)濟、高效、環(huán)保、節(jié)能。4.2.3、毛坯成形要適應(yīng)經(jīng)濟性2023/1/1415在滿足零件使用要求和工藝要求的前提下，選擇總成本較低的方案。零件批量大時采用高生產(chǎn)率的生產(chǎn)方法；批量小時，采用自由鍛造、砂型鑄造。4.2.3、毛坯成形要適應(yīng)經(jīng)濟性2023/1/14164.2.4、符合生產(chǎn)條件

量體裁衣選用毛坯生產(chǎn)方法時，必須分析本單位的設(shè)備條件和技術(shù)水平、工人的技術(shù)能力等。充分考慮外協(xié)的可能性（專業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)協(xié)同生產(chǎn)），降低成本、減少投入、保證質(zhì)量。2023/1/14174.3常用零件的毛坯成形方法

一、零件的結(jié)構(gòu)類型１、按形狀分類（１）軸類零件；（２）盤類零件；（３）箱架類零件。排氣閥鑄-焊結(jié)合2023/1/14184.3.2零件的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇２、按尺寸及質(zhì)量分類（１）小型或輕型零件；（２）中型或一般零件；（３）大型或重型零件。

2023/1/14194.3.1、零件的結(jié)構(gòu)類型３、按復(fù)雜程度分類（１）簡單零件；（２）比較復(fù)雜零件；（３）復(fù)雜零件。４、按受力狀況分類（１）受力較小或不重要零件；（２）受力中等或一般零件；（３）受力大的或重要零件。2023/1/14204.3.1、軸桿件分析與毛坯選擇（一）桿件分類１、按形狀分類：實心軸、空心軸、直軸、彎軸、同心軸、偏心軸及管件、桿件。2023/1/14214.3.1、軸桿件分析與毛坯選擇２、按受力分類（１）轉(zhuǎn)軸：受彎矩、扭矩；（２）心軸：受彎矩；（３）傳動軸：受扭矩。2023/1/14224.3.1、軸桿件分析與毛坯選擇（二）工作條件１、分別承受彎、扭、拉、壓等多種應(yīng)力，并多為循環(huán)應(yīng)力，有時有沖擊應(yīng)力。２、局部頸部、滑動表面承受摩擦，會產(chǎn)生各種斷裂、磨損及塑性變形失效。2023/1/14232023/1/1424臺階齒輪軸類零件3.對軸類零件的要求１、整體綜合力學(xué)性能好；２、有高的抗疲勞強度；３、局部要求高硬度、高耐磨性；４、刀具類軸桿件，要求高硬度、高耐磨性和一定的韌性及足夠的強度。

2023/1/14254.3.4.軸類零件毛坯加工方法1、一般軸采用鍛件毛坯加工制造；2、小尺寸、斷面直徑差異不大用圓鋼；3、曲軸、凸輪軸等用鍛件或球鐵鑄件；4、大型重型或復(fù)雜軸類用鍛件或鑄件。2023/1/14264.3.2、輪盤類零件毛坯選擇（一）工具類，選用硬度和耐磨性高、強韌性適當?shù)奶间摵秃辖痄摗＃ǘ┮话惚P套件，要求具有一定的強韌性，而局部耐磨性高。一般選用中、低碳鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼。2023/1/1427圖12JN-150汽車變速齒輪圖圖11機床傳動齒輪2023/1/1428傳動齒輪（三）齒輪零件，齒部承受交變彎曲應(yīng)力和沖擊力，齒面承受接觸應(yīng)力和摩擦力。易發(fā)生接觸疲勞、磨損、折斷和局部變形失效。要求心部有足夠的強度和韌性，齒部有高的彎曲疲勞強度、接觸疲勞強度。齒面有較高的硬度和耐磨性。

4.3.2、輪盤類零件毛坯選擇2023/1/1429（四）齒輪毛坯選擇１、軋材毛坯：制造形狀簡單、尺寸不大的齒輪的大批量生產(chǎn)；２、鍛鋼毛坯：制造機器中的大部分齒輪，力學(xué)性能較好；如錐齒輪３、鑄鐵毛坯：制造受力不大、無沖擊、低速齒輪（質(zhì)量大的大型齒輪）。4.3.2、輪盤類零件毛坯選擇2023/1/1430輪轂類零件2023/1/1431齒輪毛坯A--鍛造B--圓鋼C--鑄造D--焊接件4.3.3、箱架件分析與毛坯選擇

箱架件受力不大要求有較好的剛度和密封性。一般采用鑄鐵。受力復(fù)雜的可采用鑄鋼。單件、短周期可選用焊接件。2023/1/14324.4毛坯質(zhì)量及其控制常見毛坯成形缺陷及其預(yù)防措施（前面各章已講述）高質(zhì)量的毛坯是加工高品質(zhì)產(chǎn)品的重要條件和保證，毛坯質(zhì)量檢驗很有必要。一、外觀質(zhì)量檢驗

1、尺寸和形狀檢驗

2、近表面質(zhì)量檢驗2023/1/14334.4毛坯質(zhì)量及其控制一、外觀質(zhì)量檢驗1）著色試驗采用低黏度的染色液處理毛坯表面，再將毛坯表面洗干凈、干燥。缺陷處留有色跡。3）磁力探傷在被測表面上均勻地撒上鐵粉，將被檢件放于磁力探傷機的磁鐵兩級，當毛坯有缺陷時磁感線將繞過發(fā)生彎曲現(xiàn)象。2）化學(xué)腐蝕采用酸或酸－鹽混合溶液將毛坯浸泡，然后取出漂凈并烘干，局部色斑和由腐蝕產(chǎn)生的無光澤表面對比使缺陷顯示出來。但試驗后需將過剩的酸中和并漂凈。2023/1/14344.4毛坯質(zhì)量及其控制二、內(nèi)部缺陷檢驗

1、射線照相法將毛坯件暴露在合適的放射源（X或γ）的輻射下毛坯件內(nèi)的缺陷處射線強度大，膠片感光強，在缺陷處顯示處黑色條紋和斑點。

2、超聲波檢測超聲波具有被固體傳輸和被內(nèi)表面存在處反射的性能。有缺陷處反射波波形及波長發(fā)生變化。

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