金属工艺学（第2版）教学课件作者张兆隆第12章.ppt

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1、第十二章　毛坯分析与选择第一节　毛坯分析第二节　毛坯选择返回第一节　毛坯分析常见的毛坯种类有以下几种。１.铸件铸造是液态金属充填型腔后凝固成型的成型方法，要求熔融金属流动性、收缩性好，铸造材料利用率高，适用于制造各种尺寸和批量且形状复杂尤其是具有复杂内腔的零件，如支座、壳体、箱体和机床床身等。目前大多数铸件采用砂型铸造，砂型铸造是单件、小批量生产铸件的常用方法；大批量生产常采用机器造型；对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造成和离心铸造等，特种铸造常用于生

2、产特殊要求或有色金属铸件。各种铸造方法及工艺特点见表１２－１。下一页返回第一节　毛坯分析２.锻件锻造是固态金属在压力下塑性变形的成型方法，要求金属的塑性较好、变形抗力小。锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此，锻件的力学性能较好，适用于制造受力较大、组织致密、质量均匀的锻件，如转轴、齿轮、曲轴和叉杆等。自由锻锻造工装简单、准备周期短，但产品形状简单，是单件生产和大型锻件的唯一锻造方法；胎模锻是在自由锻设备上采用胎模进行锻造的方法，可锻造较为复杂，中、小批量的中、小型锻件；模锻的锻件较为复

3、杂，材料利用率和生产率远高于自由锻，但只能锻造批量较大的中、小型锻件。其锻造方法及工艺特点见表１２－１。上一页下一页返回第一节　毛坯分析３.型材型材主要有板材、棒材、线材等，常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。就其制造方法的不同，型材又可分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大、精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小、精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。４.焊接件焊接是通过加热和（或）加压使被焊材料产生共同熔池或塑性变形或原子扩散而实现连接的，要求材料在焊接时的淬硬倾向以及产

4、生裂纹和气孔等缺陷的倾向较小。上一页下一页返回第一节　毛坯分析焊接可获得各种尺寸且形状较复杂的零件，其材料利用率高，采用自动化焊接可达到很高的生产率，适用于形状复杂或大型构件的连接成型，也可用于异种材料的连接和零件的修补。其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。但其抗振性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。５.其他毛坯其他毛坯包括冲压件、粉末冶金件、冷挤件和塑料压制件等。冲压是借助冲模使金属产生分离或变形的成型方法，要求金属塑性成型时塑性好、变形抗力小。上一页下一页返回第一节　毛坯分析

5、冲压可获得各种尺寸且形状较为复杂的零件，材料利用率和生产率高。冲压广泛应用于汽车、仪表行业，是大批量制造质量轻、刚度好的零件和形状复杂的壳体的首选成型方法。粉末冶金是通过成型、烧结等工序，利用金属粉末和（或）非金属粉末间的原子扩散、机械契合、再结晶等获得零件或毛坯的。要求粉料的流动性好，压缩性大。粉末冶金材料利用率和生产率高，制品精度高，适合于制造有特殊性能要求的材料和形状较复杂的中、小型零件，如制造减磨材料、结构材料、摩擦材料、硬质合金、难熔金属材料、特殊电磁性材料、过滤材料等板、带、棒、管、丝各种型材

6、，以及齿轮、链轮、棘轮、轴套类等各种零件；可以制造重量仅百分之几克的小制品，也可制造近两吨重的大型坯料。上一页下一页返回第一节　毛坯分析塑料成型可在较低的温度下（一般在４００℃以下）采用注射、挤出、模压、浇注、烧结、真空成型和吹塑等方法制成制品。由于塑料的原料来源丰富易得，制取方便，成型加工简单，可以少无切削加工，成本低廉，性能优良，所以塑料在国民经济中得到了广泛的应用。上一页返回第二节　毛坯选择每种类型的毛坯都可以有多种成型方法，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、低成本、制造

7、周期短的毛坯生产方法。一般毛坯选择步骤首先是由设计人员提出毛坯材料和加工后要达到的质量要求，然后再由工艺人员根据零件图和生产批量，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合适的毛坯生产方法。一、毛坯的选择原则１.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型的重要因素，表１２－２给出了常用金属材料所适用的毛坯生产方法。下一页返回第二节　毛坯选择２.满足零件的使用要求零件的使用要求主要包括零件的结构形状和尺寸要求、零件的工作条件（通常指

8、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。３.满足降低生产成本的要求要降低毛坯的生产成本，必须认真分析零件的使用要求及所用材料的价格、结构工艺性和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，再根据零件的结构形状、尺寸大小和毛坯的结构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成本。上一页下一页返回第二节　毛坯选择４.符合生产条