金属工艺学教学课件作者张兆隆第二篇第十二章.ppt

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1、第十二章毛坯分析与选择12第一节毛坯分析第二节毛坯选择返回第一节毛坯分祈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，特种铸造常用于生产

2、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祈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;模锻的锻件较为复杂，

3、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祈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生裂

4、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祈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。冲压可获得各种尺寸且形状较为复杂的零

5、件，材料利用率和生产率高。上一页下一页返回第一节毛坯分祈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。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

6、济中得到了广泛的应用。上一页返回第二节毛坯选择一、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。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。下一页返回第二节毛坯选择(1)结构形状和尺寸的要求机械零件由于使用功能不同，其结构形状和尺寸往往差异较大，各种毛坯生产方法对

7、零件结构形状和尺寸的适应能力也不相同，所以选择毛坯时应认真分析零件的结构形状和尺寸特点，选择与之相适应的毛坯制造方法。对于结构形状复杂的中、小型零件，为了使毛坯形状与零件较为接近，应先确定以铸件作为毛坯，然后再根据使用性能要求等选择砂型铸造、金属型铸造或熔模铸造。对于结构形状很复杂且轮廓尺寸不大的零件，宜选择熔模铸造;对于结构形状较为复杂，且抗冲击能力、抗疲劳强度要求较高的中、小型零件，宜选择模锻件毛坯;对于那些结构形状相当复杂且轮廓尺寸又较大的零件，宜选择组合毛坯。上一页下一页返回第二节毛坯选择(2)

8、力学性能的要求对于力学性能要求较高，特别是工作时要承受冲击和交变载荷的零件，为了提高抗冲击和抗疲劳破坏的能力，一般应选择锻件，如机床、汽车的传动轴和齿轮等;对于由于其他方面原因需采用铸件的，但又要求零件的金相组织致密、承载能力较强的零件，应选择相应的能满足要求的铸造方法，如压力铸造、金属型铸造和离心铸造等。(3)表面质量的要求为降低生产成本，现代机械产品上的某些非配合表面有尽量不加工的趋势，即实现少、无切削加工。上一页下一页返回第二节毛坯选