毛坯成型方法选择共23页
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毛坯的制造方法
智能化制造
01
随着智能化技术的发展，毛坯制造将更加自动化和智能化，提
高生产效率和产品质量。
绿色制造
02
环保意识的提高，促使毛坯制造向绿色、低碳方向发展，减少
对环境的污染。
个性化定制
03
随着个性化消费需求的增加，毛坯制造将更加注重个性化定制，
满足消费者的多样化需求。
THANK YOU
新材料对毛坯制造的影响
毛坯制造工艺的变革
新材料的出现和应用，促使毛坯制造工艺不断改进和创新，以满 足更高的性能要求。
毛坯质量的提升
新材料的应用有助于提高毛坯的精度、表面质量和力学性能，从而 提高产品的整体性能。
降低生产成本
新材料的应用可以降低生产成本，提高生产效率，为企业带来更大 的经济效益。
新材料与毛坯制造技术的发展趋势
它通常作为机械加工的原材料， 需要进一步加工才能成为成品零 件或产品。
毛坯的种类
锻造毛坯
通过锻造工艺制成的毛坯，常 见有自由锻和模锻等。
热轧毛坯
通过热轧工艺制成的毛坯，常 见有板材和棒材等。
铸造毛坯
通过铸造工艺制成的毛坯，常 见有砂型铸造和金属型铸造等。
焊接毛坯
通过焊接工艺制成的毛坯，常 见有电弧焊和气体保护焊等。
05
毛坯制造的环境影响与可持续 发展
毛坯制造的环境影响
1 2 3
资源消耗
毛坯制造过程中需要大量原材料，如金属、木材 等，这些资源的开采和加工过程会消耗大量能源 并产生环境污染。
排放污染
毛坯制造过程中会产生废气、废水、废渣等污染 物，这些排放物如未经处理直接排放，会对环境 造成严重污染。
能源消耗
毛坯制造需要大量能源，如电力、燃料等，这些 能源的消耗会产生温室气体排放，加剧全球气候 变化。
课题10+毛坯成型方法共55页
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
课题0+毛坯成型方法
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
课题0+毛坯成型方法
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
毛坯选择
如：整铸件改为铸－焊结构，铸件改为锻件或焊 接件。
6. 当毛坯用几种方法制造均可时，选用最经济的方 案
一般，工业生产中选用“以铁代钢”、“以铸代 锻”及“少切削余量、无余量的精密件”。
检验毛坯选择是否合理的依据
(1) 使用性：首先必须满足零件使用要求。 (2) 工艺性：加工方便，易获优质产品。 (3) 经济性：成本最低，消耗最少。
其它特点与冷挤压类似，但其精度和表面质量不 如冷挤压。
热挤压的特点：
❖T加工 > T再，挤压力较小。 ❖挤压件表面较冷挤压的粗糙。 ❖主要用于有色金属材料的型材、管材生产。
四. 冲压件
主要用于小于6mm塑性良好的金属板料、条料的 生产。冲压模具费用昂贵，只适应于大批量生产。
冲压生产的优点：
可生产外形复杂的冲压件； 表面质量高，尺寸精度高，不必再机械加工； 机械性能较高； 生产率高； 成品合格率、材料利用率高，成本较低。
能全部通过水压试验；不 需特殊设备；最节省材料；工 艺准备时间最短。但此规格的 无缝钢管不易获得。
焊接件
结论
结合生产批量与现实条件，以选择胎模锻件最为 合理。如果能够有此规格（或接近）的无缝钢管，也 可以选择焊接件。
3 两端法兰盘用铸钢件，轴筒用厚钢板弯成两个半 圆，再焊成筒体，最后与法兰盘焊成毛坯(c)
本方案用钢102 t , 焊成的毛坯重量53 t；材料利 用率46.4%； 切削加工只需1000台时。 三种方案的直接成本之比为：
a : b : c = 2.2 : 1.4 : 1
六.型材
形状简单的小件在大批量生产时，直接应用型材 加工，有时更为经济。
因此，铸件是优先选用的毛坯。
3 废品率高
铸造生产工序多，影响因素多，质量不易控制， 内部缺陷较多；材料的利用率低。
6. 当毛坯用几种方法制造均可时，选用最经济的方 案
一般，工业生产中选用“以铁代钢”、“以铸代 锻”及“少切削余量、无余量的精密件”。
检验毛坯选择是否合理的依据
(1) 使用性：首先必须满足零件使用要求。 (2) 工艺性：加工方便，易获优质产品。 (3) 经济性：成本最低，消耗最少。
其它特点与冷挤压类似，但其精度和表面质量不 如冷挤压。
热挤压的特点：
❖T加工 > T再，挤压力较小。 ❖挤压件表面较冷挤压的粗糙。 ❖主要用于有色金属材料的型材、管材生产。
四. 冲压件
主要用于小于6mm塑性良好的金属板料、条料的 生产。冲压模具费用昂贵，只适应于大批量生产。
冲压生产的优点：
可生产外形复杂的冲压件； 表面质量高，尺寸精度高，不必再机械加工； 机械性能较高； 生产率高； 成品合格率、材料利用率高，成本较低。
能全部通过水压试验；不 需特殊设备；最节省材料；工 艺准备时间最短。但此规格的 无缝钢管不易获得。
焊接件
结论
结合生产批量与现实条件，以选择胎模锻件最为 合理。如果能够有此规格（或接近）的无缝钢管，也 可以选择焊接件。
3 两端法兰盘用铸钢件，轴筒用厚钢板弯成两个半 圆，再焊成筒体，最后与法兰盘焊成毛坯(c)
本方案用钢102 t , 焊成的毛坯重量53 t；材料利 用率46.4%； 切削加工只需1000台时。 三种方案的直接成本之比为：
a : b : c = 2.2 : 1.4 : 1
六.型材
形状简单的小件在大批量生产时，直接应用型材 加工，有时更为经济。
因此，铸件是优先选用的毛坯。
3 废品率高
铸造生产工序多，影响因素多，质量不易控制， 内部缺陷较多；材料的利用率低。
零件材料选择及毛坯成形
材 料 相 对 价 格 1 1.2~1.7 1.4~1.5 2 1.7~1.9 3 2.1~2.9 1.6~1.9 材 料 相 对 价 格 1.4~1.5 2.4~3.7 5.4~7.2 13.5~15 8 20 13 2.4~2.9
碳素结构钢 低合金结构钢 优质碳素结构 钢 易切削钢 合金结构钢 铬镍合金结构 钢 滚动轴承钢 弹簧钢
★仪表齿轮：板材冲压、非铁合金压力铸造。 ★大齿轮（d>500）：铸钢，铸造
2 带轮、飞轮、手轮等：受力不大，结构复杂
一般为灰铸铁铸造，单件生产时，也可采
用低碳钢焊接件。
3 模具毛坯：合金钢锻造
例子：JN – 150型载重汽车变速箱齿轮
一) 工作条件: 1.工作负荷大。 2.高速运转 ( 10～15m/s以上 )。 3.受冲击频繁,磨损较严重。
（二） 选材: 45钢或40Cr。
（三） 加工工艺路线:
下料 锻造 正火 粗加工 调质
半精加工 铣键槽 粗磨
钻中心孔
精车加工
局部淬火(锥孔及外锥体) 花键淬火 精磨
滚铣花键
例2：YJ – 130汽车半轴
一) 工作条件: 1.该轴在上坡或启动时,承受较大扭矩。 2.承受一定的冲击力和具有较高的抗弯能力。 3.承受反复弯曲疲劳应力。
碳素工具钢 低合金工具钢 高合金工具钢 高速钢 铬不锈钢 铬镍不锈钢 普通黄铜 球墨铸铁
二.选择材料的基本过程
三.零件的失效分析 1.定义: 零件不能正常和安全的工作, 即零件失效。
结构或形状设计不合理。
材料的选择不合理。 2.原因
加工工艺不合理。
安装与使用不合理。
过量变形失效
Hale Waihona Puke 过量弹性变形过量塑性变形 韧性断裂 脆性断裂 低应力断裂 疲劳断 裂 蠕变断裂 应力腐蚀断裂
碳素结构钢 低合金结构钢 优质碳素结构 钢 易切削钢 合金结构钢 铬镍合金结构 钢 滚动轴承钢 弹簧钢
★仪表齿轮：板材冲压、非铁合金压力铸造。 ★大齿轮（d>500）：铸钢，铸造
2 带轮、飞轮、手轮等：受力不大，结构复杂
一般为灰铸铁铸造，单件生产时，也可采
用低碳钢焊接件。
3 模具毛坯：合金钢锻造
例子：JN – 150型载重汽车变速箱齿轮
一) 工作条件: 1.工作负荷大。 2.高速运转 ( 10～15m/s以上 )。 3.受冲击频繁,磨损较严重。
（二） 选材: 45钢或40Cr。
（三） 加工工艺路线:
下料 锻造 正火 粗加工 调质
半精加工 铣键槽 粗磨
钻中心孔
精车加工
局部淬火(锥孔及外锥体) 花键淬火 精磨
滚铣花键
例2：YJ – 130汽车半轴
一) 工作条件: 1.该轴在上坡或启动时,承受较大扭矩。 2.承受一定的冲击力和具有较高的抗弯能力。 3.承受反复弯曲疲劳应力。
碳素工具钢 低合金工具钢 高合金工具钢 高速钢 铬不锈钢 铬镍不锈钢 普通黄铜 球墨铸铁
二.选择材料的基本过程
三.零件的失效分析 1.定义: 零件不能正常和安全的工作, 即零件失效。
结构或形状设计不合理。
材料的选择不合理。 2.原因
加工工艺不合理。
安装与使用不合理。
过量变形失效
Hale Waihona Puke 过量弹性变形过量塑性变形 韧性断裂 脆性断裂 低应力断裂 疲劳断 裂 蠕变断裂 应力腐蚀断裂
零件毛坯成型工艺基础
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9.1 铸造成型工艺
• (3)应用离心铸造广泛用于大口径铸铁管、缸套、双金属轴承、活塞 环、特殊钢无缝管坯等的生产。
• 4.熔模铸造 • 熔模铸造是用易熔材料制成模样，在模样上涂挂若干层耐火涂料，
待硬化后熔出模样形成无分型面的型壳，经高温焙烧后即可浇注获并 获得铸件的方法。由于易熔材料通常采用蜡 • 料，故这种方法又称为“失蜡铸造”。 • (1)工艺过程熔模铸造的主要工艺过程如图9一11所示。说明如下:
• (4)应用范围目前金属型铸造主要用于大批量生产形状简单的铝、 铜、镁等非铁金属及合金铸件，如铝合金活塞、油泵壳体，铜合金轴 瓦、轴套等
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9.1 铸造成型工艺
• 2.压力铸造 • 压力铸造是指熔融金属在高压下被快速压入铸型中，并在压力下凝
固的铸造方法，简称“压铸”。常用的压射压力为5一150 MPa，充 型速度为0. 5一50 m/s，充型时间为0. 01~ 0. 2 s • (1)工艺过程压铸工艺是在专门的压铸机上完成的，压铸机的主要 类型有冷压室压铸机和热压室压铸机两类。图9一8为卧式冷室压铸机 工艺过程示意图，冷室压铸机的熔化炉与压室分开，压室和压射冲头 不浸于熔融金属中，浇注时将定量的熔融金属浇到压室中，然后进行 压射。压铸机主由合型机构、压射机构和顶出机构组成，压铸机的规 格通常以合型力的大小来表示的。
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9.1 铸造成型工艺
• 9.落砂、清理及检验 • (1)落砂用手工或机器使铸件与型砂、砂箱分开的操作 • (2)清理采用铁锤敲击、机械切割或气割等方法清除铸件表面粘砂、
型砂、多余金属(包括浇冒口、飞翅和氧化皮)的过程 • (3)检验用肉眼或借助于尖嘴锤找出铸件表层或皮下的铸造缺陷，
9.1 铸造成型工艺
• (3)应用离心铸造广泛用于大口径铸铁管、缸套、双金属轴承、活塞 环、特殊钢无缝管坯等的生产。
• 4.熔模铸造 • 熔模铸造是用易熔材料制成模样，在模样上涂挂若干层耐火涂料，
待硬化后熔出模样形成无分型面的型壳，经高温焙烧后即可浇注获并 获得铸件的方法。由于易熔材料通常采用蜡 • 料，故这种方法又称为“失蜡铸造”。 • (1)工艺过程熔模铸造的主要工艺过程如图9一11所示。说明如下:
• (4)应用范围目前金属型铸造主要用于大批量生产形状简单的铝、 铜、镁等非铁金属及合金铸件，如铝合金活塞、油泵壳体，铜合金轴 瓦、轴套等
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9.1 铸造成型工艺
• 2.压力铸造 • 压力铸造是指熔融金属在高压下被快速压入铸型中，并在压力下凝
固的铸造方法，简称“压铸”。常用的压射压力为5一150 MPa，充 型速度为0. 5一50 m/s，充型时间为0. 01~ 0. 2 s • (1)工艺过程压铸工艺是在专门的压铸机上完成的，压铸机的主要 类型有冷压室压铸机和热压室压铸机两类。图9一8为卧式冷室压铸机 工艺过程示意图，冷室压铸机的熔化炉与压室分开，压室和压射冲头 不浸于熔融金属中，浇注时将定量的熔融金属浇到压室中，然后进行 压射。压铸机主由合型机构、压射机构和顶出机构组成，压铸机的规 格通常以合型力的大小来表示的。
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9.1 铸造成型工艺
• 9.落砂、清理及检验 • (1)落砂用手工或机器使铸件与型砂、砂箱分开的操作 • (2)清理采用铁锤敲击、机械切割或气割等方法清除铸件表面粘砂、
型砂、多余金属(包括浇冒口、飞翅和氧化皮)的过程 • (3)检验用肉眼或借助于尖嘴锤找出铸件表层或皮下的铸造缺陷，
毛坯的制造方法ppt课件
芯棒拔长是减小空心坯料的壁厚．增加其长度的锻造工序。
拔长用来生产轴杆类锻件或长筒类锻件。
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（3）冲孔 冲孔是在坯料上冲出透孔或不透孔的锻造工序。 冲孔前一般需将坯料镦粗，以减小冲孔高度。 较薄的坯料可单面冲孔，较厚的坏料需双面冲孔。
28
2、模锻 模锻是利用模具使坯料变形而获得锻件的锻造方法。 模锻的特点： ①模锻与自由锻相比，具有生产率高、锻件外形复杂、尺寸精度高、面 粗糙度值小，加工余量小等优点；
砂型的冲击，阻挡熔渣流入型腔。
直浇道：直浇道以其高度产生的静压力使金属液充满型腔的各个部分。 横浇道：横浇道将金属液分配给各个内浇道，并起阻渣作用。 内浇道：控制金属液流入型腔的方向和速度。 冒口：对铸件的最后凝固部位供给金属液，起补缩作用。
18
三、其他铸造方法简介
1、熔模铸造 熔模铸造是利用易熔材料（如蜡料）制成模样，在模样上包覆若干层耐 火涂料，然后制成硬壳，熔去模样后，经高温焙烧即可浇注的铸造方法。
13
③尽量使铸件的全部或大部分处于同一砂箱中，以保证铸件的精度。 ④应考虑下芯、检验和合箱的方便。
上 下
上 下
14
2、主要铸造工艺参数
1）加工余量
为了保证铸件加工面尺寸和零件精度，在铸造工艺设计时应增加在机 械加工时切除的金属层厚度，它等于后续所有加工工序的加工余量之和。
加工余量过大，将增加金属的消耗和切削加工工时；加工余量过小，可能
造成零件报废。 对于某个具体零件，凡图纸上标注有表面粗糙度符号、尺寸公差、螺 纹符号或表面形位公差代号的部位，都应给出加工余量。 零件上的孔、槽是否要铸出，应考虑工艺上的可行性和使用上的必要 性。通常较大的孔和槽应铸出，以节省金属材料和切削加工工时；较小的 孔、槽不必铸出，留待机械加工反而更为经济。
毛坯选择
第十一章 毛坯选择
制造毛坯须先选定毛坯材料，确定 毛坯类型和成型方法，再实施具体 的加工工艺。
第一节 确定毛坯类型及成型方法的 原则
1. 常用的毛坯四种类型： 1）、铸件 2）、锻件 3）、焊接 4）、型材。 2、毛坯材料的影响因素： 材料
确定毛坯类型及成型方法时应考虑 以下几个方面：
1）、满足零件Biblioteka 功能要求 使用性能 零件材料及结构
确定毛坯类型及成型方法时应考虑 以下几个方面：
• 2）、考虑生产批量和经济性
• 简单小批量生产，用自由锻较合理，经济可行。 • 大量生产，则模锻较为合理经济。
确定毛坯类型及成型方法时应考虑 以下几个方面：
• 3）、考虑生产条件 功能要求是首先要满足的，其中，又以 使用性能的要求为首要，因此，选择毛坯 应以零件使用要求为前提，选材与结构为 基础，从毛坯的生产批量和经济性出发， 结合生产毛坯的条件与可能，综合比较多 个方案，最后确定优质高产、经济可行的 方案。
成型工艺
冲击韧性都有不同程度的提高。
(5)金属型制造周期长，费用高：金属型铸造必须 有足够的批量，才能使铸件成本下降，平均周 期缩短，效率提高。
(6)难以生产复杂的铸件
金属型铸造的应用
金属型铸造主要应用于有色金属铸件的
大批量生产。如内燃机铝活塞，汽缸盖，铜
轴瓦，轴套等。飞机和航空发动机上的铝、
镁合金铸件，生产批量较大时用金属型铸造，
铸造方法的选择（1）
铸造方法繁多，每种方法都有各自的 优缺点。应对产品的情况做具体分析。如 零件的形状、尺寸、合金种类，生产量， 精度要求，性能要求，内部质量要求等进 行全面分析，对铸件和零件的总成本，生 产周期等进行综合评价，才能做出合理的 选择。在选择铸造方法时，还应考虑节能 和环境保护。
的工序，又称拉延。
凸模
z
压边圈
r
f1
r
工件 凹模
拉 深 件（一）
拉 深 件（二）
f 47.5
f 52 f 130 (a)
f52
f 130 (b)
冲压的主要特点
1. 由于工件有加工硬化，具有重量轻、刚 度好、结构轻巧等优点。
2. 具有较高的尺寸精度和表面质量，互换 性好。
3. 可生产形状复杂的零件（尤其与焊接工 艺相结合）。
差，难以加工成形状较复杂的工件。
自由锻造
将金属坯料放在铁砧上，用冲击力或压 力使其自由变形获得所需形状的成形方法， 称为自由锻造。自由锻时坯料的变形不受模 具的限制，锻件的形状和尺寸主要靠锻工的 技术来保证，所用设备和工具有很大的通用 性。这种方法主要用于单件生产，锻件重量 可小到1公斤以下，也可大到数百吨，并且是 生产大锻件的唯一方法。
压铸主要用于有色金属，中小型薄壁复 杂铸件的大批量生产。在汽车、摩托车、航 空航天、农机、建筑装饰、医疗器械、电机 电器、仪表、计算机等行业得到广泛应用。
(5)金属型制造周期长，费用高：金属型铸造必须 有足够的批量，才能使铸件成本下降，平均周 期缩短，效率提高。
(6)难以生产复杂的铸件
金属型铸造的应用
金属型铸造主要应用于有色金属铸件的
大批量生产。如内燃机铝活塞，汽缸盖，铜
轴瓦，轴套等。飞机和航空发动机上的铝、
镁合金铸件，生产批量较大时用金属型铸造，
铸造方法的选择（1）
铸造方法繁多，每种方法都有各自的 优缺点。应对产品的情况做具体分析。如 零件的形状、尺寸、合金种类，生产量， 精度要求，性能要求，内部质量要求等进 行全面分析，对铸件和零件的总成本，生 产周期等进行综合评价，才能做出合理的 选择。在选择铸造方法时，还应考虑节能 和环境保护。
的工序，又称拉延。
凸模
z
压边圈
r
f1
r
工件 凹模
拉 深 件（一）
拉 深 件（二）
f 47.5
f 52 f 130 (a)
f52
f 130 (b)
冲压的主要特点
1. 由于工件有加工硬化，具有重量轻、刚 度好、结构轻巧等优点。
2. 具有较高的尺寸精度和表面质量，互换 性好。
3. 可生产形状复杂的零件（尤其与焊接工 艺相结合）。
差，难以加工成形状较复杂的工件。
自由锻造
将金属坯料放在铁砧上，用冲击力或压 力使其自由变形获得所需形状的成形方法， 称为自由锻造。自由锻时坯料的变形不受模 具的限制，锻件的形状和尺寸主要靠锻工的 技术来保证，所用设备和工具有很大的通用 性。这种方法主要用于单件生产，锻件重量 可小到1公斤以下，也可大到数百吨，并且是 生产大锻件的唯一方法。
压铸主要用于有色金属，中小型薄壁复 杂铸件的大批量生产。在汽车、摩托车、航 空航天、农机、建筑装饰、医疗器械、电机 电器、仪表、计算机等行业得到广泛应用。