§5毛坯的选择 毛坯的选择是零件设计中的重要一环。 合理选择毛坯的类型,会使零件制造工艺简 单、生产率高、质量稳定、成本降低。为能 合理选择毛坯,需要了解和掌握各种毛坯的 特点、适用范围及选用原则等
毛坯的选择是零件设计中的重要一环。 合理选择毛坯的类型，会使零件制造工艺简 单、生产率高、质量稳定、成本降低。为能 合理选择毛坯，需要了解和掌握各种毛坯的 特点、适用范围及选用原则等。 §5 毛坯的选择
§5.1各种毛坯的特点。⑥ 毛坯 特 点 生产方法应用 ①对材料适应性广,铸件价格低廉,应砂型铸造|在各行各业都 用广泛,在设备中比例大,可制不同复金属型铸造应用广泛。 铸杂程度的各类大小铸件,适合各种北量熔模铸造|如,活塞环、 生产。 件②合金组织粗大,内有缺陷;力学性能压力铸造气缸套、气缸 不高,尤其抗冲击性能较低;工序较多, 低压铸造/体、机床床身 机架、机座 废品率较高;精度低、加工余量大。 离心铸造等泵等等。 锻适应性较广,锻压件力学性能较好强自由锻在各行各业都 度、冲击性和抗疲劳性高),合金组织较模锻常应用。如光 压细,内部缺陷较少,精度较高。 挤压轴、阶梯轴、 件|②难以获得大型件和复杂的形状,尤其 轧制曲轴、连杆等 是内腔。 冲压等等。 ①可以小拼大,气密性好,生产周期短,手弧焊广泛应用于石 焊件焊件强度和刚度较高,材料利用率高。气体保护焊油化工、船舶、 ②抗震性差,易变形。 电阻焊等航空等上。 型材可直接使用精度高,性能较高,成本槽钢工字建筑桥梁等
§5.1 各种毛坯的特点 毛坯 特 点 生产方法 应 用 铸 件 ① 对材料适应性广，铸件价格低廉，应 用广泛，在设备中比例大，可制不同复 杂程度的各类大小铸件，适合各种批量 生产。 ② 合金组织粗大，内有缺陷；力学性能 不高，尤其抗冲击性能较低；工序较多， 废品率较高；精度低、加工余量大。 砂型铸造 金属型铸造 熔模铸造 压力铸造 低压铸造 离心铸造等 在各行各业都 应用广泛。 如，活塞环、 气缸套、气缸 体、机床床身、 机架、机座、 泵等等。 锻 压 件 ① 适应性较广，锻压件力学性能较好(强 度、冲击性和抗疲劳性高)，合金组织较 细，内部缺陷较少，精度较高。 ② 难以获得大型件和复杂的形状，尤其 是内腔。 自由锻 模锻 挤压 轧制 冲压等 在各行各业都 常应用。如光 轴、阶梯轴、 曲轴、连杆等 等。 焊件 ① 可以小拼大，气密性好，生产周期短， 焊件强度和刚度较高，材料利用率高。 ② 抗震性差，易变形。 手弧焊 气体保护焊 电阻焊等 广泛应用于石 油化工、船舶、 航空等上。 型材 可直接使用，精度高，性能较高，成本 较低，便于自动化加工。 槽钢、工字 钢、角钢等 建筑、桥梁等 工程结构
§5.2毛坯选择原则 使用要求原则 使用要求具体体现在零件的工作条件、受力情况及形状、 尺寸、精度等,只有满足使用要求的毛坯,才有实际价值。 保证使用要求是选择毛坯的首要原则。 如最常用的齿轮零件,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。 (1)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铸造,简单加 工或不加工后即可使用。 (2)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,并经热处理后才使用。 (3)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如 20CrMnTi 等材料。绎锻诰、机加 徐磁、溶竿外后伸用
§5.2 毛坯选择原则 一. 使用要求原则 使用要求具体体现在 零件的工作条件、受力情况及形状、 尺寸、精度等，只有满足使用要求的毛坯，才有实际价值。 保证使用要求是选择毛坯的首要原则。 如最常用的齿轮零件，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。 ⑴ 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铸造，简单加 工或不加工后即可使用。 ⑵ 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，并经热处理后才使用。 ⑶ 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如 20CrMnTi 等材料，经锻造、机加工、渗碳、淬火等处理后使用
二.经济性原则 在保证使用要求的前提下,尽量减少消 耗、减低毛坯成本,满足市场竞争的要求 降低毛坯成本的途径有: 1.选择合适的毛坯生产工艺 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。同时应尽量采用 先进工艺,提高质量和生产率,降低成本。 如图5-1的拖拉机半轴零件,材料为45 钢、年产量1万件
二. 经济性原则 在保证使用要求的前提下，尽量减少消 耗、减低毛坯成本，满足市场竞争的要求。 降低毛坯成本的途径有： 1. 选择合适的毛坯生产工艺 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。同时应尽量采用 先进工艺，提高质量和生产率，降低成本。 如图5-1的拖拉机半轴零件，材料为45 钢、年产量1万件
B A B A一A B-B 花键孔 花键轴 图5-1拖拉机半轴
b) 图5-2拖拉机半轴毛坯
2.选择合适的材料 ③⑥ 毛坯材料是其成本的组成部分。改变材料,毛坯 生产工艺也要改变,同时成本也变化。 如图5-3的套筒扳手,原选材 为45钢,经车削、钻孔、插齿, 最后经调质处理制成。插齿需设 退刀槽,调质处理时存在变形和 脱碳等缺陷。故成本较高。 后改用塑性良好的20钢,经 预冲后一次挤压成形,再经淬火 处理制造。改用材料和改进工艺 后,不需机加工,淬火处理又能 满足使用性能要求,合格率和生 产率大大提高,成本也大幅度降 低 图5-3套筒扳手
2. 选择合适的材料 毛坯材料是其成本的组成部分。改变材料，毛坯 生产工艺也要改变，同时成本也变化。 如图5-3的套筒扳手，原选材 为45钢，经车削、钻孔、插齿， 最后经调质处理制成。插齿需设 退刀槽，调质处理时存在变形和 脱碳等缺陷。故成本较高。 后改用塑性良好的20钢，经 预冲后一次挤压成形，再经淬火 处理制造。改用材料和改进工艺 后，不需机加工，淬火处理又能 满足使用性能要求，合格率和生 产率大大提高，成本也大幅度降 低
3.批量和生产周期 生产批量和生产周期对选择毛坯的种类有很大 影响。 般单件、小批量生产,且生产周期短时,应 选用常用材料、通用设备和工具、低精度和低生产 率的毛坯生产方法。 在大批量生产条件下,应选用专用设备和工具 及高生产率的毛坯生产方法。虽使用专用设备和工 具增加了费用,但由于材料消耗与切削加工量等大 幅度降低,生产率提高,故总成本比较低
3. 批量和生产周期 生产批量和生产周期对选择毛坯的种类有很大 影响。 一般单件、小批量生产，且生产周期短时，应 选用常用材料、通用设备和工具、低精度和低生产 率的毛坯生产方法。 在大批量生产条件下，应选用专用设备和工具 及高生产率的毛坯生产方法。虽使用专用设备和工 具增加了费用，但由于材料消耗与切削加工量等大 幅度降低，生产率提高，故总成本比较低
实际生产条件原则 根据使用要求和经济性所确定的毛坯 生产方案是否能实现,还必须考虑企业的实 际生产条件。只有实际生产条件能够实现的 生产方案才是切实可行的。 实际生产条件主要指企业的设备条件 技术水平、厂房情况及原材料供应情况等。 如这些条件不能满足生产要求,就应考虑某 些零件的毛坯生产或毛坯生产中的部分工序 与其他企业协作
三. 实际生产条件原则 根据使用要求和经济性所确定的毛坯 生产方案是否能实现，还必须考虑企业的实 际生产条件。只有实际生产条件能够实现的 生产方案才是切实可行的。 实际生产条件主要指企业的设备条件、 技术水平、厂房情况及原材料供应情况等。 如这些条件不能满足生产要求，就应考虑某 些零件的毛坯生产或毛坯生产中的部分工序 与其他企业协作
§53常用零件的毛坯选择也。國 常用机械零件按其结构用途和形状特点,可分为轴类、 盘套类、箱体类等几种。 轴类零件 轴类零件由回旋体构成,其长度大于直径,常用的有 光轴、阶梯轴、凸轮轴及曲轴等。主要用以支承传动零件 (如齿轮、带轮等)和传递动力,是机械中重要的受力零件。 轴类零件常采用钢或铸铁,并用锻造或铸造毛坯,经 机加工成形。 光轴毛坯一般采用热轧或冷轧圆钢。阶梯轴采用圆钢 (尺寸及受力较小时)或锻件(尺寸及受力较大时)作毛坯 凸轮轴及曲轴一般采用球墨铸铁作毛坯,有时采用锻 件毛坯。 在特殊情况下,采用锻-焊或铸-焊方法制造轴类零件 的毛坯
常用机械零件按其结构用途和形状特点，可分为轴类、 盘套类、箱体类等几种。 一. 轴类零件 轴类零件由回旋体构成，其长度大于直径，常用的有 光轴、阶梯轴、凸轮轴及曲轴等。主要用以支承传动零件 (如齿轮、带轮等)和传递动力，是机械中重要的受力零件。 轴类零件常采用钢或铸铁，并用锻造或铸造毛坯，经 机加工成形。 光轴毛坯一般采用热轧或冷轧圆钢。阶梯轴采用圆钢 (尺寸及受力较小时)或锻件(尺寸及受力较大时)作毛坯。 凸轮轴及曲轴一般采用球墨铸铁作毛坯，有时采用锻 件毛坯。 在特殊情况下，采用锻-焊或铸-焊方法制造轴类零件 的毛坯。 §5.3 常用零件的毛坯选择