毛坯材料的選擇

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1、第二節(jié)?常用機(jī)械零件的毛坯成形方法選擇常用機(jī)械零件的毛坯成形方法有：鑄造、鍛造、焊接、沖壓、直接取自型材等，各零件的形狀特征和用途不同，其毛坯成形方法也不同，下面分述軸桿類、盤套類、機(jī)架箱座類零件的毛坯成形方法選擇。一、軸桿類零件軸、桿類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是其軸向（縱向）尺寸遠(yuǎn)大于徑向（橫向）尺寸，如各種傳動(dòng)軸、機(jī)床主軸、絲杠、光杠、曲軸、偏心軸、凸輪軸、齒輪軸、連桿、撥叉、錘桿、搖臂以及螺栓、銷子等，如圖6-4所示。在各種機(jī)械中，軸桿類零件一般都是重要的受力和傳動(dòng)零件。圖6-4?軸桿類零件軸桿類零件材料大都為鋼。其中，除光滑軸、直徑變化較小的軸、力學(xué)性能要求不高的軸，其毛坯一般采用軋

2、制圓鋼制造外，幾乎都采用鍛鋼件為毛坯。階梯軸的各直徑相差越大，采用鍛件越有利。對(duì)某些具有異形斷面或彎曲軸線的軸，如凸輪軸、曲軸等，在滿足使用要求的前提下，可采用球墨鑄鐵的鑄造毛坯，以降低制造成本。在有些情況下，還可以采用鍛-焊或鑄-焊結(jié)合的方法來制造軸、桿類零件的毛坯。圖6-5所示的汽車排氣閥，將鍛造的耐熱合金鋼閥帽與軋制的碳素結(jié)構(gòu)鋼閥桿焊成一體，節(jié)約了合金鋼材料。圖6-6所示的我國60年代初期制造的12000t水壓機(jī)立柱，長18m，凈重80t，采用ZG270-500，分成6段鑄造，粗加工后采用電渣焊焊成整體毛坯。圖6-5?汽車排氣閥鍛-焊結(jié)構(gòu)圖6-6?水壓機(jī)立柱鑄-焊結(jié)構(gòu)?二、盤

3、套類零件盤套類零件中，除套類零件的軸向尺寸有部分大于徑向尺寸外，其余零件的軸向尺寸一般小于徑向尺寸、或兩個(gè)方向尺寸相差不大。屬于這一類的零件有齒輪、帶輪、飛輪、模具、法蘭盤、聯(lián)軸節(jié)、套環(huán)、軸承環(huán)以及螺母、墊圈等，如圖6-7所示。圖6-7?盤套類零件?這類零件在機(jī)械中的使用要求和工作條件有很大差異，因此所用材料和毛坯各不相同。1.齒輪?這是各類機(jī)械中的重要傳動(dòng)零件，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)齒面承受接觸應(yīng)力和摩擦力，齒根要承受彎曲應(yīng)力，有時(shí)還要承受沖擊力。故要求齒輪具有良好的綜合力學(xué)性能，一般選用鍛鋼毛坯，如圖6-8a所示。大批量生產(chǎn)時(shí)還可采用熱軋齒輪或精密模鍛齒輪，以提高力學(xué)性能。在單件或小批量生產(chǎn)的

4、條件下，直徑100mm以下的小齒輪也可用圓鋼棒為毛坯，如圖6-8b所示。直徑大于400～500mm的大型齒輪，鍛造比較困難，可用鑄鋼或球墨鑄鐵件為毛坯，鑄造齒輪一般以幅條結(jié)構(gòu)代替模鍛齒輪的幅板結(jié)構(gòu)，如圖6-8c所示。在單件生產(chǎn)的條件下，也可采用焊接方式制造大型齒輪的毛坯，如圖6-8d所示。在低速運(yùn)轉(zhuǎn)且受力不大或者在多粉塵的環(huán)境下開式運(yùn)轉(zhuǎn)的齒輪，也可用灰鑄鐵鑄造成形。受力小的儀器儀表齒輪在大量生產(chǎn)時(shí)，可采用板材沖壓或非鐵合金壓力鑄造成形，也可用塑料（如尼龍）注塑成形。圖6-8?不同類型的齒輪a)鍛造毛坯?b)圓鋼毛坯?c)鑄造毛坯?d)焊接毛坯?2.帶輪、飛輪、手輪和墊塊等?這些零件

5、受力不大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜或以承壓為主的零件，通常采用灰鑄鐵件，單件生產(chǎn)時(shí)也可采用低碳鋼焊接件。3.法蘭、墊圈、套環(huán)、聯(lián)軸節(jié)等?根據(jù)受力情況及形狀、尺寸等不同，此類零件可分別采用鑄鐵件、鍛鋼件或圓鋼棒為毛坯。厚度較小、單件或小批量生產(chǎn)時(shí)，也可用鋼板為坯料。墊圈一般采用板材沖壓成形。4.鉆套、導(dǎo)向套、滑動(dòng)軸承、液壓缸、螺母等?這些套類零件，在工作中承受徑向力或軸向力和摩擦力，通常采用鋼、鑄鐵、非鐵合金材料的圓棒材、鑄件或鍛件制造，有的可直接采用無縫管下料。尺寸較小、大批量生產(chǎn)時(shí)，還可采用冷擠壓和粉末冶金等方法制坯。5.模具毛坯，一般采用合金鋼鍛造成形。三、機(jī)架、箱座類零件機(jī)架、箱座類零件包括

6、各種機(jī)械的機(jī)身、底座、支架、橫梁、工作臺(tái)，以及齒輪箱、軸承座、缸體、閥體、泵體、導(dǎo)軌等，如圖6

7、<<<<<>>　　-9所示。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)通常比較復(fù)雜，有不規(guī)則的外形和內(nèi)腔。重量從幾千克至數(shù)十噸，工作條件也相差很大。其中，如機(jī)身、底座等一般的基礎(chǔ)零件，主要起支承和連接機(jī)械各部件的作用，而非運(yùn)動(dòng)的零件，以承受壓力和靜彎曲應(yīng)力為主，為保證工作的穩(wěn)定性，要求有較好的剛度和減振性；但有些機(jī)械的機(jī)身、支架還往往同時(shí)承受壓、拉和彎曲應(yīng)力的聯(lián)合作用，或者還有沖擊載荷；工作臺(tái)和導(dǎo)軌等零件，則要求有較好的耐磨性；箱體零件一般受力不大，但要求有良好的剛度和密封性。圖6-9?機(jī)架箱座類零件鑒于這類零件的結(jié)

8、構(gòu)特點(diǎn)和使用要求，通常都以鑄件為毛坯，且以鑄造性良好，價(jià)格便宜，并有良好耐壓、減磨和減振性能的灰鑄鐵為主；少數(shù)受力復(fù)雜或受較大沖擊載荷的機(jī)架類零件，如軋鋼機(jī)、大型鍛壓機(jī)等重型機(jī)械的機(jī)架，可選用鑄鋼件毛坯，不易整體成形的特大型機(jī)架可采用連接成形結(jié)構(gòu)；在單件生產(chǎn)或工期要求急迫的情況下，也可采用型鋼—焊接結(jié)構(gòu)。航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的箱體零件，為減輕重量，通常采用鋁合金鑄件。5.3毛坯的選擇????毛坯的確定，不僅影響毛坯制造的經(jīng)濟(jì)性，而且影響機(jī)械加工的經(jīng)濟(jì)性。所以在確定毛坯時(shí)，既要