第十八章 机械制造工艺过程概述课件

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1、第十八章机械制造工艺过程概述1本章重点讨论如何根据零件结构、技术要求、生产批量和生产条件选择毛坯材料，并制定经济可行的加工方案。制定零件机械加工工艺方案时要考虑和解决的主要问题典型零件的加工工艺过程分析2机械制造工艺过程的基本概念几个基本概念生产过程工艺过程机械加工工艺过程工艺规程3机械制造过程是将原材料转变为成品的全过程，也就是产品生产过程，它分为工艺过程和辅助过程两部分。生产过程包括原材料购买、运输、管理、生产准备、毛坯制造、机械加工、热处理、检验、装配、试车、油漆、包装等。工艺过程是指改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性能等，使其

2、变为成品或半成品的过程。例如，铸造、锻压、焊接、热处理、机械加工、装配等，均属于工艺过程。采用机械加工方法直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使之成为产品零件，则此过程称为机械加工工艺过程。辅助过程是指与原材料改变为成品间接有关的过程，如运输、保管、检验、设备维修、购销等。4第一节毛坯材料及其加工方法的选择5机械零件毛坯的选择机械零件制造：毛坯成形切削加工毛坯选择影响：制造质量使用性能生产周期制造成本机械零件在机器中的作用6一、零件毛坯的类型机械零件毛坯的选择毛坯类型铸件锻件冲压件焊接件轧材成形特点液态下成形塑性变形塑性变形永久性连接同锻件结

3、构特征复杂简单轻巧、复杂轻巧简单工艺性要求流动性好，收缩率低塑性好，变形抗力小塑性好，变形抗力小强度高，塑性好同锻件常用材料铸铁、铸钢、铝合金等中碳钢及合金结构钢等低碳钢、有色金属薄板低碳钢、低合金钢等碳钢、合金结构钢等组织特征晶粒粗大、疏松晶粒细小、致密拉深时流线有变化接头组织不均匀同锻件机械性能较差好好降低较好材料利用率高低高较高较低生产周期长短/长长较短短生产成本较低较高较低中——应用举例机架、床身轴、齿轮油箱、车身，船体丝杠、螺栓7机械零件毛坯的选择二、毛坯材料选择的一般原则材料的实用性形状精度尺寸精度表面质量材料的工艺性制造成本——

4、消耗的燃料和动力费、工资、设备费用等成分、组织力学性能物理性能、化学性能外部质量内部质量材料的经济性材料购置费用—包括材料本身的价格、运费等8机械零件毛坯的选择二、零件毛坯成型方法的选择铸造,是用来获得箱体类、支座类及大型零件（如大型齿轮、机床床身等）、结构复杂零件的毛坯。锻造，是用于获得结构比较简单、工作应力较大的零件毛坯,如重载荷作用下的轴类、齿轮类、凸轮、杆等。焊接，是用来制造一些结构复杂、受力较大的箱体类、支座类零件，当生产批量不大，或采用铸造方法不能满足其力学性能要求时，常用焊接方式来获得毛坯。直接从型材上截取，对于轴类、中小型齿轮

5、类及盘类、板类零件，也可直接从型材上截取一部分材料来充当其毛坯。9第二节材料的合理使用一、铸铁与钢的合理使用铸铁在耐磨性、减震性等方面优于钢，几何形状复杂，中空的壳体零件、汽缸盖、汽缸体、变速箱体等多采用铸铁制造。钢在强度、塑性、韧性等方面均优于铸铁，故轴类、齿轮类及其它在重载荷下工作的零件或构件多采用钢材制造。10二、碳钢、低合金钢和合金钢的合理使用碳钢价格低廉，在使用性能能够满足要求的前提下应优先选用碳钢，尽量不采用合金钢。如下列情况下尽量选择碳钢：（1）小截面零件（2）在退火或正火状态下使用的零件（3）承受纯弯曲或纯扭转的零件当零件尺寸

6、较大，载荷复杂，碳钢不能满足使用要求时，再选择合金钢。11三、非全属材料的合理使用非金属材料具有多种特殊的性能，对于载荷不大，有特殊性能要求的零件可考虑选择塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料。12第三节典型零件选材实例13机械零件毛坯的选择一、齿轮类零件的选材齿轮毛坯应用材料热处理及工艺锻件机床齿轮45，40Cr调质处理，轮齿高频淬火+低温回火汽车齿轮20CrMnTi轮齿渗碳处理，淬火+低温回火圆钢小齿轮（d<100）（单件,小批量）45调质处理铸件大齿轮（d>500）ZG35QT600-2调质处理受力小，低速齿轮HT200仪器仪表齿轮ZL108压

7、力铸造冲压件仪器仪表齿轮08，1014机械零件毛坯的选择二、轴杆类零件的选材功用:主要起支承传动件和传递转矩的作用。15机械零件毛坯的选择传动轴、机床主轴、丝杠、光杠、曲轴、偏心轴、凸轮轴等轴类毛坯应用材料热处理及工艺锻件机床主轴45，40Cr调质处理，轴颈高频淬火高速柴油机曲轴38CrMoAl调质处理，轴颈氮化铸件解放汽车柴油机曲轴QT600-2轴颈高频淬火锻焊结合件汽车排气阀45，4Cr9Si2分段锻造，粗加工，对焊铸焊结合件万吨水压机立柱（80t）ZG35分段铸造，粗加工，电渣焊拼焊16机械零件毛坯的选择3、机架、箱体类零件MB2000

8、版辊磨床17机械零件毛坯的选择3、机架、箱体类零件特点：结构复杂，重量从几千克到数十吨，工作条件相差很大。箱体毛坯应用性能及特点材料铸铁件机床床身，齿轮箱，阀体，泵