材料成形技术基础新编第八章

1、材料成形技术基础材料成形技术基础 第八章第八章 材料成形方案拟定及材料成形方案拟定及 品质控制、再制造技术品质控制、再制造技术 8.1 8.1 材料成形方案拟订的一般原则材料成形方案拟订的一般原则 正确选择毛坯、拟定材料成形加工方案是机正确选择毛坯、拟定材料成形加工方案是机 械设计与制造中的首要问题。械设计与制造中的首要问题。 8.1.1 8.1.1 选择材料与成形过程的关系选择材料与成形过程的关系 一般而言，选择材料与成形加工过程是互为依赖，相 互影响的。一定的加工方法必须配合选择相对应的材料； 一定的材料也必定选择相对应的加工过程。 结构形状和尺寸、精度、表面粗糙度的要求在很大程 度上左右

2、了毛坯加工方法的选择。 第二章第二章 概述概述 8.1.2 8.1.2 选择材料与成形过程的经济性与现实可能性选择材料与成形过程的经济性与现实可能性 尽量选用生产过程简单，生产率高，生产周期短，能耗与 材料消耗少，投资小的毛坯加工方法，即使成本下降，又 能保证其品质优良。 毛坯的加工批量决定了加工的机械化、自动化程度。批量 越大，越有利于机械化、自动化程度的提高。 毛坯选择要全面考虑生产过程的总成本，结合分析设计试 验费、材料费、毛坯加工费、切削加工费、使用维修费等， 分析相互的联系和制约，全面权衡利弊，选择最佳的经济 方案。 第二章第二章 概述概述 8.1.3 8.1.3 材料成形技术的安全

3、生产材料成形技术的安全生产 在工业生产中，必须用可能引起不良后果的事件的可能性 及发生率来表示安全性，事件的后果可能是死亡、伤残、 疾病和长期病休、工时损失、环境污染赔偿费、生产损失、 设备损坏等。绝对安全是不可能的。在工业生产中，应把 危险性定义为预计损失和预计后果，当然危险性小就是安 全性高。 所谓“危险性”问题主要受工业生产系统本身与系统的运 转操作过程影响。 第二章第二章 概述概述 1、工业生产系统中典型的不安全因素有：生产系统过载， 由于设计不当，在长期无载运转后造成损坏：或可靠性差； 或由于维修不善、人机误差，机器在人机方面控制不当； 人工缺乏技术培训，管理不善，工作环境欠佳等。

4、2、设计工程师及制造工程师必须进行危险性分析，首先要 进行定性分析，以确定可能产生故障的种类及可能导致重 大事故的多种故障组合的类型。预计损失的大小及对安全 系统优化。 8.1.3 8.1.3 材料成形技术的安全生产材料成形技术的安全生产 8.2 8.2 材料成形方案的技术经济分析材料成形方案的技术经济分析 （1 1）确定分析目标）确定分析目标 确定目标以前，确定目标以前，先要了解有关材料成形的各种背景材先要了解有关材料成形的各种背景材 料，明确主客观的要求，弄清楚分析对象的名称或题目，料，明确主客观的要求，弄清楚分析对象的名称或题目， 需要解决的问题，最后应得出的结论等。需要解决的问题，最后

5、应得出的结论等。 确定确定“干什么干什么” 要解决什么问题要解决什么问题 制造什么机器制造什么机器 （2 2）搜集基础资料）搜集基础资料 主要资料：主要资料：原有产品的产量、品质、售价、成本、原有产品的产量、品质、售价、成本、 生产技术设备、工模具、生产率、各种生产技术设备、工模具、生产率、各种 原材料的消耗量、各项有关技术经济指原材料的消耗量、各项有关技术经济指 标、厂房、场地、可供发展的条件等标、厂房、场地、可供发展的条件等。 辅助资料：辅助资料：国内外情况。国内外情况。 （2 2）搜集基础资料）搜集基础资料 （3 3）技术分析）技术分析 由搜集到的主要资料和辅助资料，进行技术分析。由搜集

6、到的主要资料和辅助资料，进行技术分析。 首先要选定技术经济指标，作为评定成形技术生产经济效首先要选定技术经济指标，作为评定成形技术生产经济效 果及其技术先进性程度的主要依据。果及其技术先进性程度的主要依据。 价值指标：价值指标：生产成本（成形件成本、零件成本）生产成本（成形件成本、零件成本） 基建（新建或改建）基建（新建或改建） 投资及回收期投资及回收期 年度利润等年度利润等 实物指标：实物指标：金属材料利用率金属材料利用率 成形件（零件）的劳动消耗量（台时或工时）成形件（零件）的劳动消耗量（台时或工时） 燃料或动力消耗等燃料或动力消耗等 （3 3）技术分析）技术分析 第二章第二章 概述概述

7、技术经济指标技术经济指标 指标名称指标反映的特性指标名称指标反映的特性 锻件重锻件精化程度成本生产的经济性 坯料重 材料消耗量、锻 件技术水平 投资回收 期 简单的效益概念、评 价投资效果 废品率 生产稳定性、生 产管理水平 内部收益 率 动态的投资经济效果、 投资的收益率 投资一次性资金需求 盈亏平衡 点 敏感性分析、投资风 险 例如，对于固态材料的锻造方案，分析所用的技术经济指标例如，对于固态材料的锻造方案，分析所用的技术经济指标 如下表：如下表： 第二章第二章 概述概述 技术参数技术参数 技术分析的最后一步是计算技术参数。技术分析的最后一步是计算技术参数。 材料利用率 变形力或变形功 主

8、要设备的型号规格 技术参数 配套设备、生产率 模具尺寸和消耗量 动力和燃料消耗量 各种辅助材料的消耗量 生产工人、生产面积、废品等。 （4 4）经济分析）经济分析 在技术分析以后进行经济分析，首先计算在技术分析以后进行经济分析，首先计算 经济参数，从而确定经济效益。经济参数，从而确定经济效益。 利润率利润率 投资回收期投资回收期 经济参数经济参数 内部收益率内部收益率 劳动生产率劳动生产率 出口创汇能力等。出口创汇能力等。 第二章第二章 概述概述 （5 5）优化）优化 最简单的优化方法是排队、选优。 敏感性分析是利用改变敏感因素的设定值，计算技 术经济指标参数，说明如该因素发生变化时，评价 结

9、论相应发生的变化情况。 成形技术经济分析的敏感因素有：生产批量、材料 消耗量、材料价格、生产率、模具价格、模具寿命 和设备价格等。 第二章第二章 概述概述 （6）结论或决策 经过上述技术经济分析的全过程，就能得到一个较为科学、 较为全面、较为切实可行的技术方案。 一般而言，成本最低的方案，其经济效果自然较好。成本最 低的含义为成形件成本最低或零件成本最低。通常在进行成 形件技术分析、设备选择、能源选用、生产经济批量的确定 等工作时，计算成形件成本、比较成本高低即可鉴别方案的 优劣。 第二章第二章 概述概述 大批量生产车轴时，生产方法对生产成本的影响 第二章第二章 概述概述 8.3 成形件的品质

10、控制 用铸造、锻造或焊接加工成形的毛坯件，其质量会影 响到零件的质量，要依据技术要求进行相关的检验。 8.3.1 成形件质量检验 1、破坏性检验。 从成形件上切取试样，或以产品的整体做破坏性试验以 检查其各项力学性能。 多用于新材料、新技术、新产品试制阶段的检验。 第二章第二章 概述概述 2、无损检验和评价。 在不损坏被检对象的性能和完整性的情况下，对 被检对象的缺陷、性能和加工等状况进行检测。作出失 效程度的评价。 这是一种新兴的应用技术，可以有效地保护被检产 品的质量。 8.3 成形件的品质控制 第二章第二章 概述概述 8.3.2 常用成形件的检测方法 1、外观检测。 用肉眼或放大镜观察，

11、可以发现成形件的一些表面缺 陷。 * 铸造件的冷隔、气孔、黏砂、裂纹、错箱等； * 锻造件的外形折叠、重复、裂纹、错模等； * 焊接结构件的气孔、咬边、裂纹、夹渣、未焊透等。 常用成形件的检测方法 2、内部质量检验。 气密性检验。 用压缩空气充入容器内，用来检查容器有无泄漏。 耐压检验。 将液体充入容器内缓慢加压，以检查其泄漏、耐压、 破坏等缺陷。 常用成形件的检测方法 第二章第二章 概述概述 常用成形件的检测方法 探伤检验。 1）磁粉探伤检验。 用磁力线通过缺陷会发生变化的 现象，探测内部缺陷。 2）超声波探伤检验。 利用超声波探测 成形件的内部缺陷。 3）射线探伤检验。 用X射线照射焊接 成形件的焊接接头， 检查其内部有无陷。 常用成形件的检测方法 8.4 8.4 再制造技术再制造技术 由于磨损、腐蚀、疲劳由于磨损、腐蚀、疲劳等，对机械设备及资产造成巨等，对机械设备及