机械零件毛坯选择.doc

第 5 章 机械零件毛坯的选择 机械零件的制造包括毛坯成形和切削加工两个阶段，毛坯成形不仅对后续的切削加工产生很大的影响，而且对零件乃至机械产品的质量、使用性能、生产周期和本钱等都有影响。因此，正确选择毛坯的类型和生产方法对于机械制造具有重要意义。本章将着重介绍毛坯选择的原则及典型机械零件毛坯的选择。 5.1 毛坯选择的原则 机械零件常用的毛坯类型有铸件、锻件、轧制型材、挤压件、冲压件、焊接件、粉末冶金件和注射成型件等，每种类型的毛坯都可以有多种成形方法，在选择时我们遵循的原则是：在保证毛坯质量的前提下，力求选用高效、低本钱、制造周期短的毛坯生产方法。一般毛坯选择步骤是：首先由设计人员提出毛坯材料和加工后要到达的质量要求，然后再由工艺人员根据零件图、生产批量，并综合考虑交货期限及现有可利用的设备、人员和技术水平等选定适宜的毛坯生产方法。具体要考虑的因素有以下几方面： 满足材料的工艺性能要求 金属是制造机械零件的主要材料，一旦材料确定后，其材料的工艺性能就是影响毛坯成形的重要因素，表5.1. 表常用材料的毛坯生产方法 材料 毛坯 生产方法 低 碳 钢 中 碳 钢 高 碳 钢 灰 铸 铁 铝 合 金 铜 合 金 不 锈 钢 工模 具具 钢钢 塑料 橡胶 砂型铸造 ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ 金属型铸造 ⊙ ⊙ ⊙ 压力铸造 ⊙ ⊙ 熔模铸造 ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ 锻造 ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ 冷冲压 ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ 粉末冶金 ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ 焊接 ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ 挤压型材 ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ 冷拉型材 ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ 备注 可压制及吹塑 可压制 注：表中“⊙〞表示材料适宜或可以采用的毛坯生产方法。 满足零件的使用要求 零件的使用要求主要包括零件的构造形状和尺寸要求、零件的工作条件〔通常指零件的受力情况、工作环境和接触介质等〕以及对零件性能的要求等。 1. 构造形状和尺寸的要求 机械零件由于使用功能不同，其构造形状和尺寸往往差异较大，各种毛坯生产方法对零件构造形状和尺寸的适应能力也不一样，所以选择毛坯时，应认真分析零件的构造形状和尺寸特点，选择与之相适应的毛坯制造方法。对于构造形状复杂的中小型零件，为了使毛坯形状与零件较为接近，应先确定以铸件作为毛坯，然后再根据使用性能要求等选择砂型铸造、金属型铸造或熔模铸造。对于构造形状很复杂且轮廓尺寸不大的零件，宜选择熔模铸造；对于构造形状较为复杂，且抗冲击能力、抗疲劳强度要求较高的中小型零件，宜选择模锻件毛坯；对于那些构造形状相当复杂且轮廓尺寸又较大的零件，宜选择组合毛坯。 2. 力学性能的要求 对于力学性能要求较高，特别是工作时要承受冲击和交变载荷的零件，为了提高抗冲击和抗疲劳破坏的能力，一般应选择锻件，如机床、汽车的传动轴和齿轮等；对于由于其它方面原因需采用铸件的，但又要求零件的金相组织致密、承载能力较强的零件，应选择相应的能满足要求的铸造方法，如压力铸造、金属型铸造和离心铸造等。 3. 外表质量的要求 为降低生产本钱，现代机械产品上的*些非配合外表有尽量不加工的趋势，即实现少、无切屑加工。为保证这类外表的外观质量，对于尺寸较小的有色金属件，宜选择金属型铸造、压力铸造或精细模锻；对于尺寸较小的钢铁件，则宜选择熔模铸造〔铸钢件〕或精细模锻〔构造钢件〕。 4. 其它方面的要求 对于具有*些特殊要求的零件，必须结合毛坯材料和生产方法来满足这些要求。例如，*些有耐压要求的套筒零件，要求零件金相组织致密，不能有气孔、砂眼等缺陷，则宜选择型材〔如液压油缸常采用无缝钢管〕；如果零件选材为铸铁，则宜选择离心铸造〔如燃机的汽缸套，其材料为QT600－2，毛坯即为离心铸造铸件〕，对于在自动机床上进展加工的中小型零件，由于要求毛坯精度较高，故宜采用冷拉型材，如微型轴承的、外圈是在自动车床上加工的，其毛坯采用冷拉圆钢。 满足降低生产本钱的要求 要降低毛坯的生产本钱，必须认真分析零件的使用要求及所用材料的价格、构造工艺性、生产批量等各方面情况。首先，应根据零件的选材和使用要求确定毛坯的类型，再根据零件的构造形状、尺寸大小和毛坯的构造工艺性及生产批量大小确定具体的生产方法，必要时还可按有关程序对原设计提出修改意见，以利于降低毛坯生产本钱。 1. 生产批量较小时的毛坯选择 生产批量较小，毛坯生产的生产率不是主要问题，材料利用率的矛盾也不太突出，这时应主要考虑的是减少设备、模具等方面的投资，即使用价格比校廉价的设备和模具，以降低生产本钱。如使用型材、砂型铸造件、自由锻件、胎模锻件、焊接构造件等作为毛坯。 2. 生产批量较大时的毛坯选择 生产批量较大，提高生产率和材料的利用率，降低废品率，对降低毛坯的单件生产本钱将具有明显的经济意义。因此，应采用比拟先