毛坯制造方法的选择

1、目的目的通过讲解，了解常用毛坯制造方法和选用原则。毛坯成形方法毛坯成形方法的选择的选择要求要求了解常用毛坯制造方法；各种毛坯制造方法的特点；选用原则；常用零件的成形方法。一、常用毛坯成形方法二、毛坯的选用原则三、常用零件的成形方法四、典型坯件成形设计一、常用毛坯成形方法一、常用毛坯成形方法 毛坯是指根据零件（或产品）所要求的形状、工艺尺寸等制成的为提供进一步加工用的生产对象。毛坯的选择对机械制造质量、成本、使用性能有重要影响，是机械设计和制造中的关键环节之一。 毛坯成形方法有铸造、锻造 、冲压、焊接、粉末冶金、非金属材料成形等。一、常用毛坯成形方法一、常用毛坯成形方法成形方法成形原理对材料的工

2、艺要求结构特点尺寸控制材料利用率生产率主要应用铸造液态金属填充型腔流动性好较复杂模样放大收缩余量较高低-高如箱体、壳体、床身、支座等复杂制件。锻压自由锻固态金属塑性变形变形抗力小，塑性好简单坯料质量、尺寸较低低传动轴、齿轮坯、炮筒等。模锻较复杂模膛放收缩量较高较高如齿轮、阀体、叉杆、曲轴等受力大且复杂，形状较复杂制件。冲压较复杂材料、模具间隙较高较高重量轻且刚度好的零件以及形状较复杂的壳体，如箱体、罩壳、汽车覆盖件、仪表板、容器等。焊接熔焊结晶淬硬、裂纹、气孔等倾向小可特别大焊件及其装配较高较低形状复杂或大型构件的连接，异种材料间的连接，零件的修补等压焊塑性变形较简单焊件及其装配高较高汽车制造

3、、薄壁容器、钢筋、车圈、管道 、轴等钎焊结晶原子扩散可很复杂焊件及其装配高较低硬质合金刀头及电子工业、电机、航空航天工业等。常用材料成形方法比较一、常用毛坯成形方法一、常用毛坯成形方法常用材料成形方法比较成形方法成形原理对材料的工艺要求结构特点尺寸控制材料利用率生产率主要应用粉末冶金制粉、配料、成形、烧结获得制品粉料流动性、成形性和压缩性较好较复杂粉料、模具、烧结高高轴承、齿轮及特殊性能材料制品陶瓷成形刀具、容器、高温轴承、活塞环等耐高温、耐腐蚀、高硬度、绝缘性好的制品塑料成形注射、挤出、模压、吹塑等方法制成制品流动性好、热敏性小，收缩性小等较复杂原料、模具较高较高如管道、容器、壳罩及一般结构

4、零件等耐磨、耐腐蚀等要求的制品复合材料成形基体和增强材料一同成形较复杂原料、模具、工艺方法较高低-较高高比强度、比模量、化学稳定性和电性能好，如船、艇、车身、管道、阀门、储罐、高压气瓶等二、毛坯的选用原则二、毛坯的选用原则1.工艺性原则零件的使用要求具体体现在对其形状、尺寸、精度、粗糙度等外部质量和对其成分、组织、性能等内部质量的要求上。对于不同零件的使用要求，考虑零件材料的工艺特性来确定采用何种毛坯成形方法。如不能用锻压或焊接的方法来制造灰铸铁零件；不能用铸造方法来生产流动性差的薄壁毛坯；不能用锤上模锻的方法来锻造铜合金等。选择毛坯类型及成形方法，应在满足使用要求和可成形性的前提下，生产成本

5、最低。二、毛坯的选用原则二、毛坯的选用原则2.适应性原则 选用适宜的毛坯成形方法。对于形状复杂（难以切削加工）、批量很大的中小型零件可选择粉末冶金的方法来成形；形状复杂、壁薄的毛坯零件可选择压力铸造的方法成形；尺寸较大的毛坯多数采用自由锻、砂型铸造和焊接的方法来成形。对于台阶轴类零件，当各台阶直径相差不大时，可用棒料加工；若相差较大，则宜采用锻造毛坯。机床的主轴和手柄都是轴类零件，但机床主轴是关键零件，形状及尺寸要求高，且要有好的综合力学性能，需用45或40cr经锻、加工、热处理制成；手柄采用低碳钢棒料车成或用普通灰铸铁加工制成。再如燃汽轮机叶片和风扇叶片，前者要用合金钢，经精密铸造、严格的切

6、削加工和热处理制成；而风扇叶片用低碳钢薄板冲压成形。二、毛坯的选用原则二、毛坯的选用原则3.经济性原则在满足使用要求的前提下，成本最低。选择毛坯的种类和成形方法时，应使毛坯的尺寸、形状尽量与成品零件相近，从而减少加工余量，提高材料利用率，但是毛坯越精确，制造就越困难，费用就越高。因此在单件小批量生产时，可采用手工砂型铸造、自由锻造、手工电弧焊、钣金钳工等成形方法；在批量生产时，可采用机器造型、模锻、埋弧自动焊或其他自动焊、板料冲压、粉末冶金等全自动模压成形方法。除此以外，毛坯的成形方案要根据现有生产条件来选择。还应考虑环保、节能问题。三、常用零件的成形方法三、常用零件的成形方法1.轴杆类零件各

7、种实心轴、空心轴、曲轴、杆件等。用来传递运动和动力。常用零件的成形方法可根据零件形状进行分类选择。焊接汽车排气阀水压机立柱铸焊结构对于光轴、直径变化小和性能要求不高的轴，用圆钢作毛坯加工而成；对于锻造轴，受力小时用中碳钢制造；承载较大时采用中碳合金钢调质制造；受较大冲击且承受摩擦时采用氮化钢或渗碳钢制造；某些异形截面或弯曲轴线的轴，如凸轮轴、曲轴用铸钢；或球墨铸铁；对于特殊性能或大型构件，可采用锻焊或铸焊相结合的方式制造。如汽车排气阀用锻造的耐热钢和轧制的碳素钢焊成；如水压机立柱毛坯用铸焊结构。三、常用零件的成形方法三、常用零件的成形方法2.盘套和饼块类零件齿轮锻造毛坯铸造毛坯焊接毛坯粉末冶金

8、注塑ba10 8在各种机械中的工作条件和使用要求差异很大，毛坯制造的方法很多。在各种机械中的工作条件和使用要求差异很大，毛坯制造的方法很多。精度和负荷低、批量大时可用塑料齿轮；中等负荷和精度、大批量时用粉末冶金齿轮；较高负荷、批量大时热轧齿轮；在单件或小批量、直径在100mm以下可用圆钢自由锻造毛坯；直径500mm以上的大型齿轮可用铸钢或球铁作毛坯；在单件时，可用焊接方式制作大型齿轮；低速或粉尘下开式运转的齿轮可用灰铸铁作毛坯；仪表齿轮可用冲压件 。三、常用零件的成形方法三、常用零件的成形方法2.盘套和饼块类零件带轮、飞轮、手轮、垫块法兰、套环、垫圈模具这类零件受力不大或仅承受压力，批量大、尺

9、寸不大时可用粉末冶金方法制造，小批量时可采用灰铸件、球铁等材料铸造成形；单件时可采用q215或q235等低碳钢型材焊接成形。可根据其受力情况及零件形状，分别采用粉末冶金、铸、锻、冲压件。热锻模要求高强度、高韧性，常用5crmnmo、5crnimo等合金工具钢并经淬火和较高温度回火；冲模及粉末冶金模具要求高硬度和高耐磨性，常用cr12、c12mov等合金工具钢制造并经淬火和低温回火。以上模具的毛坯均采用锻件。塑料模具选材与成形用塑料特性有关，类别有碳素、渗碳、预硬、时效硬化、耐蚀等塑料模具钢。三、常用零件的成形方法三、常用零件的成形方法2.机架、箱体类零件一般基础件一般基础件受力复杂件受力复杂件

10、要求比强度、比模量较高件要求比强度、比模量较高件特点是形状不规则、结构复杂，工作条件也差别较大。如床身、底座等，以承压为主，要求有较好的刚度和减振性，如工作台、导轨等，还要求有较好的耐磨性，常用灰铸件铸造成形。有些机械的床身、支架往往同时承受压、拉和弯曲力作用，或还有冲击载荷，要求有较高的综合力学性能，常用铸钢铸造成形。如航空发动机的缸体、缸盖和曲轴，轿车发动机机壳等。要求比强度、比模量较高且有良好的导热和耐蚀性，常采用铝合金或铝镁合金铸造成形。四、典型坯件成形设计四、典型坯件成形设计1.螺旋起重器在车辆检修时，起支承作用。支座支座是起重器的基础零件，承受静载荷压应力。支座具有锥度和内腔，结构

11、比较复杂，选用ht200铸件。托杯手柄螺母螺杆支座螺杆螺杆工作时沿轴线方向承受弯曲应力及摩擦力，受力比较复杂。但螺杆结构形状比较简单，选用45钢锻件。螺母螺母受力与螺杆相似，但为了保护螺杆，用材质较软的青铜zcusn10pb1铸件。托杯托杯承受压应力，形状较复杂，选用ht200铸件。手柄手柄承受弯曲应力，受力不大，形状简单，可直接q235a圆钢。螺旋起重器四、典型坯件成形设计四、典型坯件成形设计2.同一零件毛坯选择比较40钢制作，200件。工作压力为1.5mpa，水压试验为3mpa，两端法兰结合面及内孔要求机加工。承压液压缸圆钢：圆钢：选用直径150mm圆钢制作能全部通过水压试验，但材料利用率

12、不高。四、典型坯件成形设计四、典型坯件成形设计2.同一零件毛坯选择比较砂型铸造：砂型铸造：选用zg270-500铸钢砂型铸造成形，可水平或垂直浇注。水平浇注，工艺方案简单，节省材料，切削加工量少，但内孔质量较差，水压试验合格率低。垂直浇注，内孔质量得到提高，但工艺复杂，也不能全部通过水压试验。水平浇注垂直浇注四、典型坯件成形设计四、典型坯件成形设计2.同一零件毛坯选择比较模锻：模锻：选用40钢模锻成形，可立放、卧放。立放时，能锻出孔，但不能锻出法兰，外圆切削量大；卧放能锻出外形，但不能锻出孔，内孔加工量大。锻件质量好，全部通过水压试验。立放卧放四、典型坯件成形设计四、典型坯件成形设计2.同一零件毛坯选择比较胎模锻：胎模锻：选用40钢经镦粗、冲孔、带芯棒拔长等自由锻工序完成初步成形，然