機(jī)械零件毛坯的選擇.ppt

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1、機(jī)械制造基礎(chǔ)第5章機(jī)械零件毛坯的選擇5.1毛坯選擇的原則5.1.1滿足材料的工藝性能要求零件材料的選擇與毛坯的選擇關(guān)系密切，零件材料的工藝性能直接影響著毛坯生產(chǎn)方法的選擇。按加工工藝方法的不同，金屬材料可分為鑄造合金和壓力加工合金兩大類。各種材料與毛坯生產(chǎn)方法的關(guān)系表5.1.2滿足零件的使用要求機(jī)械產(chǎn)品都是由若干零件組成的，保證零件的使用要求是保證產(chǎn)品使用要求的基礎(chǔ)。因此，毛坯選擇首先必須保證滿足零件的使用性能要求。零件的使用要求主要包括：零件的工作條件（通常指零件的受力情況、工作環(huán)境和接觸介質(zhì)等）零件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的要求零件性能的要求。（1）結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的要求機(jī)械零件由于使用

2、功能的不同,其結(jié)構(gòu)形狀和尺寸往往差異較大,各種毛坯制造方法對零件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的適應(yīng)能力也不相同。所以，選擇毛坯時，應(yīng)認(rèn)真分析零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸特點，選擇與之相適應(yīng)的毛坯制造方法。對于結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的中小型零件,應(yīng)選擇鑄件毛坯?？蛇x擇砂型鑄造、金屬型鑄造或熔模鑄造等；對于結(jié)構(gòu)形狀很復(fù)雜且輪廓尺寸不大的零件，宜選擇熔模鑄造。對于結(jié)構(gòu)形狀較為復(fù)雜，且抗沖擊能力、抗疲勞強(qiáng)度要求較高的中小型零件，宜選擇模鍛件毛坯；對于那些結(jié)構(gòu)形狀相當(dāng)復(fù)雜且輪廓尺寸又較大的大型零件，宜選擇組合毛坯。（2）力學(xué)性能的要求對于力學(xué)性能要求較高，特別是工作時要承受沖擊和交變載荷的零件，為了提高抗沖擊和抗疲勞破壞

3、的能力，一般應(yīng)選擇鍛造毛坯，如機(jī)床、汽車的傳動軸和齒輪等；對于由于其它方面原因需采用鑄件，但又要求零件的金相組織致密、承載能力較強(qiáng)的零件，應(yīng)選擇相應(yīng)的能滿足要求的鑄造方法，如壓力鑄造、金屬型鑄造和離心鑄造等。（3）表面質(zhì)量的要求為降低生產(chǎn)成本，現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品上的某些非配合表面有盡量不加工的趨勢，即實現(xiàn)少、無切屑加工。對于尺寸較小的非鐵金屬件，宜選擇金屬型鑄造、壓力鑄造或精密模鍛；對于尺寸較小的鋼鐵件，則宜選擇熔模鑄造（鑄鋼件）或精密模鍛（結(jié)構(gòu)鋼件）。（4）其它方面的要求對于具有某些特殊要求的零件，必須結(jié)合毛坯材料和生產(chǎn)方法來滿足這些要求。如果零件選材為鋼材，則宜選擇型材（如液壓油缸

4、常采用無縫鋼管）；如果零件選材為鑄鐵，則宜選擇離心鑄造（如內(nèi)燃機(jī)的汽缸套，其材料為QT600－2，毛坯即為離心鑄造鑄件）；對于在自動機(jī)床上進(jìn)行加工的中小型零件，由于要求毛坯精度較高，故宜采用冷拉型材（如微型軸承的內(nèi)、外圈是在自動車床上加工的，其毛坯采用冷拉圓鋼）。5.1.3滿足降低生產(chǎn)成本的要求要降低毛坯的生產(chǎn)成本，在選擇毛坯時，必須認(rèn)真分析零件的使用要求及所用材料的價格、結(jié)構(gòu)工藝性、生產(chǎn)批量的大小等各方面情況。首先，應(yīng)根據(jù)零件的選材和使用要求確定毛坯的類別，再根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小和毛坯生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)工藝性及生產(chǎn)批量大小確定具體的制造方法，必要時還可按有關(guān)程序?qū)υO(shè)計提出修改

5、意見，以利于降低毛坯生產(chǎn)成本。（1）生產(chǎn)批量較小時的毛坯選擇生產(chǎn)批量較小時，毛坯生產(chǎn)的生產(chǎn)率不是主要問題，材料利用率的矛盾也不太突出，這時應(yīng)主要考慮的總是是減少設(shè)備、模具等方面的投資，即使用價格比校便宜的設(shè)備和模具，以降低生產(chǎn)成本。如使用型材、砂型鑄造件、自由鍛件、胎模鍛件、焊接結(jié)構(gòu)件等作為毛坯。（2）生產(chǎn)批量較大時的毛坯選擇生產(chǎn)批量較大時，提高生產(chǎn)率和材料的利用率，降低廢品率，對降低毛坯的單件生產(chǎn)成本將具有明顯的經(jīng)濟(jì)意義。因此，應(yīng)采用比較先進(jìn)的毛坯制造方法來生產(chǎn)毛坯。盡管此時的設(shè)備造價昂貴、投資費用高，但分?jǐn)偟絾蝹€毛坯上的成本是較低的，并由于工時消耗、材料消耗及后續(xù)加工費用的減

6、少和毛坯廢品率的降低，從而有效地降低毛坯生產(chǎn)成本。5.1.4符合生產(chǎn)條件為兼顧零件的使用要求和生產(chǎn)成本兩方面的原則，在選擇毛坯時還必須與本企業(yè)的具體生產(chǎn)條件相結(jié)合。當(dāng)對外訂貨的價格低于本企業(yè)生產(chǎn)成本，且又能滿足交貨期要求時，應(yīng)當(dāng)向外訂貨，以降低成本。此外還要認(rèn)真分析以下三方面的情況：當(dāng)代毛坯生產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)與發(fā)展趨勢，在不脫離我國國情及本廠實際的前提下，盡量采用比較先進(jìn)的毛坯生產(chǎn)技術(shù)；產(chǎn)品的使用性能和成本方面對毛坯生產(chǎn)的要求；本廠現(xiàn)有毛坯生產(chǎn)能力狀況，包括生產(chǎn)設(shè)備、技術(shù)力量（含工程技術(shù)人員和技術(shù)工人）、廠房等方面的情況?？傊鬟x擇應(yīng)在保證毛坯質(zhì)量的前提下，力求選用高效、低成本、

7、制造周期短的毛坯生產(chǎn)方法。選擇毛坯制造方法的考慮因素見圖所示。毛坯制造方法的選擇5.2典型零件的選材及工藝路線5.2.1軸桿類零件的毛坯選擇軸桿類零件是機(jī)械產(chǎn)品中支承傳動件、承受載荷、傳遞扭矩和動力的常見典型零件，其結(jié)構(gòu)特征是軸向（縱向）尺寸遠(yuǎn)大于徑向（橫向）尺寸，包括各種傳動軸、機(jī)床主軸、絲杠、光杠、曲軸、偏心軸、凸輪軸、齒輪軸、連桿、搖臂、螺栓、銷子等，如圖所示。（1）軸桿類零件的毛坯軸類零件最常用的毛坯是型材和鍛件，對于某些大型的、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的軸也可用鑄件或焊接結(jié)構(gòu)件。對