零件加工工艺之毛坯选择讲解
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毛坯的选择
第十四章 毛坯的选择
➢毛坯的选择原则 ➢零件的结构分析及毛坯选择 ➢毛坯选择实例
引言
在机械零件的制造中，绝大多数零件是由原材料通 过铸造、锻造、冲压或焊接等成形方法先制成毛坯， 再经过切削加工制成的。切削加工只是为了提高毛坯 件的精度和表面质量，它基本上不改变毛坯件的物理、 化学和力学性能，而毛坯的成形方法选择正确与否， 对零件的制造质量、使用性能和生产成本等都有很大 的影响。因此，正确地选择毛坯的种类及成形方法是 机械设计与制造中的重要任务。
锻件主要应用于受力情况复杂、重载、力学性能要求较高的零件及工具模具 的毛坯制造，如常见的锻件有齿轮、连杆、传动轴、主轴、曲轴、吊钩、拨叉、 配气阀、气门阀、摇臂、冲模、刀杆、刀体等。
一、毛坯的种类及成形方法的比较
3.冲压件
绝大多数冲压件是通过常温下对具有良好塑性的金属薄板进行变形或分离 工序制成的。板料冲压件的主要特点是具有足够强度和刚度、有很高的尺寸 精度、表面质量好、少无切削加工性及互换性好，因此，应用十分广泛。但 其模具生产成本高，故冲压件只适于大批量生产条件。
一、毛坯的种类及成形方法的比较
1.铸件
铸造生产方法较多，根据零件的产量、尺寸及精度要求，可以采用不同的铸 造方法。手工砂型铸造一般用于单件小批量生产，尺寸精度和表面质量较差； 机器造型的铸件毛坯生产率较高，适于成批大量生产；熔模铸造适用于生产形 状复杂的小型精密铸钢件；金属型铸造、压力铸造和离心铸造等特种铸造方法 生产的毛坯精度、表面质量、力学性能及生产率都较高，但对零件的形状特征 和尺寸大小有一定的适应性要求。
冲压件所用的材料有碳钢、合金结构钢及塑性较高的有色金属。常见的冲 压件有汽车覆盖件、轮翼、油箱、电器柜、弹壳、链条、滚珠轴承的隔离圈、 消音器壳、风扇叶片、自行车链盘、电机的硅钢片、收割机的滚筒壳、播种 机的圆盘等。
➢毛坯的选择原则 ➢零件的结构分析及毛坯选择 ➢毛坯选择实例
引言
在机械零件的制造中，绝大多数零件是由原材料通 过铸造、锻造、冲压或焊接等成形方法先制成毛坯， 再经过切削加工制成的。切削加工只是为了提高毛坯 件的精度和表面质量，它基本上不改变毛坯件的物理、 化学和力学性能，而毛坯的成形方法选择正确与否， 对零件的制造质量、使用性能和生产成本等都有很大 的影响。因此，正确地选择毛坯的种类及成形方法是 机械设计与制造中的重要任务。
锻件主要应用于受力情况复杂、重载、力学性能要求较高的零件及工具模具 的毛坯制造，如常见的锻件有齿轮、连杆、传动轴、主轴、曲轴、吊钩、拨叉、 配气阀、气门阀、摇臂、冲模、刀杆、刀体等。
一、毛坯的种类及成形方法的比较
3.冲压件
绝大多数冲压件是通过常温下对具有良好塑性的金属薄板进行变形或分离 工序制成的。板料冲压件的主要特点是具有足够强度和刚度、有很高的尺寸 精度、表面质量好、少无切削加工性及互换性好，因此，应用十分广泛。但 其模具生产成本高，故冲压件只适于大批量生产条件。
一、毛坯的种类及成形方法的比较
1.铸件
铸造生产方法较多，根据零件的产量、尺寸及精度要求，可以采用不同的铸 造方法。手工砂型铸造一般用于单件小批量生产，尺寸精度和表面质量较差； 机器造型的铸件毛坯生产率较高，适于成批大量生产；熔模铸造适用于生产形 状复杂的小型精密铸钢件；金属型铸造、压力铸造和离心铸造等特种铸造方法 生产的毛坯精度、表面质量、力学性能及生产率都较高，但对零件的形状特征 和尺寸大小有一定的适应性要求。
冲压件所用的材料有碳钢、合金结构钢及塑性较高的有色金属。常见的冲 压件有汽车覆盖件、轮翼、油箱、电器柜、弹壳、链条、滚珠轴承的隔离圈、 消音器壳、风扇叶片、自行车链盘、电机的硅钢片、收割机的滚筒壳、播种 机的圆盘等。
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。
零件的毛坯选择
（1 ）（ 2）（3 ）（4 ）（5 ）
（ 1）（2 ）（ 3）（4 ）（ 5）
(2) 金属烧损 (4) 夹渣
40
9. 焊条药皮的作用有： (1) 渗合金 (2) 气体保护 (3) 造渣 (4) 脱氧 (5) 脱硫脱磷 10. 常见的快速成形方法有： (1) SLS (2) FDM (3) SLA (4) LOM (5) FDT
不合适结构
1.铸件
改进后结构
改进理由 凸台仿碍起模，将凸台延长
2.铸件
避免交叉及收缩受阻
3. 铸件
侧凹铸件不利于大批生产
33
不合适结构 4.自由锻件
改进后结构
改进理由
相贯线无法锻出，避免两圆 柱体垂直相交
锤 上 模 锻 件 6. 拉 深 件
中心孔未垂直于分型面，孔 无法锻出
底部圆角半径必须大于2t，凸 缘圆角半径必须大于（3~4）t
（ ）（2 ）（3 ）（ ）（5 ）
（ 1）（ ）（3 ）（ ）（5 ）
（ ）（2 ）（3 ）（4 ）（ ）
39
5. 对于低塑性合金和有色金属合金,常采用的锻造方法为（ ）（ 2）（3 ）（ ）（5 ） (1) 锤上模锻 (2) 高速锤模锻 (3) 摩擦压力机上模锻 (4) 平锻机上模锻 (5) 曲柄压力机上模锻 6. 选择锻造温度应考虑的问题有： (1) 提高塑性 (2) 减小变形抗力 (3) 减少锻打火次 (4) 避免过热 (5) 消除加工硬化 熔化焊常见如下几种方法： (1) 电弧焊 (2) 电渣焊 (3) 激光焊 (4) 电子束焊 (5) 等离子弧焊 8. 电弧焊焊接特点为： (1) 金属强烈蒸发 (3) 气体不易排出 (5) 冷脆 （ 1）（2 ）（ 3）（4 ）（5 ）
第3讲 毛坯的选择
造成本（经济性原则）
艺
制造成本——材料费、消耗的燃料和动力费、工资、设备费用等
结合实际生产条件（可行性原则）
常用材料的毛坯生产方法
机 械 制 造 工 艺
三、常用机械零件毛坯分类及制造方法
机
毛坯分类：轴杆类、盘套类、机架箱体类
械
制
造
工
艺
三、常用机械零件毛坯分类及制造方法
度
制
➢ 毛坯的种类：
• 铸件; 锻件; 冲压件; 压制件; 型材; 焊接件
造
工
艺
机 械 制 造 工 艺
一、零件毛坯的类型
毛坯类型 铸件
锻件
型材
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 塑性变形 永久性连接 同锻件
结构特征 工艺性要求
常用材料
组织特征
机械性能 材料利用率 生产周期 生产成本 应用举例
毛坯类型和制造方法
材料及热处理
单件、小批
大批
钢板或铸铁件
冲压件或铸铁件 Q235A,HT150,08钢
铸铁件（手工造型） 铸铁件（机器造型） HT200,退火消除应力
45，4Cr9Si2 阀帽要求耐热
三、常用机械零件毛坯分类及制造方法
机
1、轴杆类零件
械
传动轴、机床主轴、丝杠、光杠、曲轴、偏心轴、凸轮轴等
轴杆零件一般都是各种机械中重要的受力和传动零件，
制
因此，除直径变化较小的轴和力学性能要求不高的轴外，
造
各种轴杆零件几乎都以锻件为毛坯，在满足使用要求的
前提下，某些具有异形断面或弯曲轴线的轴，也可采用
机
1、轴杆类零件
功用:主要起支承传动件和传递转矩的作用。
艺
制造成本——材料费、消耗的燃料和动力费、工资、设备费用等
结合实际生产条件（可行性原则）
常用材料的毛坯生产方法
机 械 制 造 工 艺
三、常用机械零件毛坯分类及制造方法
机
毛坯分类：轴杆类、盘套类、机架箱体类
械
制
造
工
艺
三、常用机械零件毛坯分类及制造方法
度
制
➢ 毛坯的种类：
• 铸件; 锻件; 冲压件; 压制件; 型材; 焊接件
造
工
艺
机 械 制 造 工 艺
一、零件毛坯的类型
毛坯类型 铸件
锻件
型材
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 塑性变形 永久性连接 同锻件
结构特征 工艺性要求
常用材料
组织特征
机械性能 材料利用率 生产周期 生产成本 应用举例
毛坯类型和制造方法
材料及热处理
单件、小批
大批
钢板或铸铁件
冲压件或铸铁件 Q235A,HT150,08钢
铸铁件（手工造型） 铸铁件（机器造型） HT200,退火消除应力
45，4Cr9Si2 阀帽要求耐热
三、常用机械零件毛坯分类及制造方法
机
1、轴杆类零件
械
传动轴、机床主轴、丝杠、光杠、曲轴、偏心轴、凸轮轴等
轴杆零件一般都是各种机械中重要的受力和传动零件，
制
因此，除直径变化较小的轴和力学性能要求不高的轴外，
造
各种轴杆零件几乎都以锻件为毛坯，在满足使用要求的
前提下，某些具有异形断面或弯曲轴线的轴，也可采用
机
1、轴杆类零件
功用:主要起支承传动件和传递转矩的作用。
机械零件毛坯选择
机械零件毛坯选择
机械零件毛坯是机械制造加工领域的基础材料之一。
选择适合的毛坯对于保证零件质量、提高加工效率具有十分重要的意义。
毛坯是指在加工前需要加工成形的原始材料，例如铸造、锻造、压制等。
在选择毛坯时，需要考虑工作条件、要求、材料特性等因素。
首先，需要考虑到加工零件的形状。
选择毛坯时需要考虑到加工成品的形状和尺寸，以及所需加工的特殊形状要求。
例如，圆形、方形、长条形零件等通常选择圆钢、方钢、宽板等毛坯进行加工；而一些复杂的几何形状零件则需要选择浇铸或锻造的毛坯进行加工。
其次，需要考虑到零件的材质。
选择毛坯时需要考虑到零件的材质要求，毛坯材质应与零件材质相似，以避免在加工过程中因为材料不同导致的差异，影响零件的质量。
同样，材料的物理性质、化学性质以及热处理性能等都是需要考虑到的。
另外，还需要考虑到工艺要求。
在选择毛坯时需要考虑到工艺工作的特殊要求。
例如，冲压件、弯曲件等需要选择塑性好的材料毛坯进行加工，而一些装配件则需要选择尺寸精度较高的毛坯进行加工。
最后，还需要综合考虑零件的加工成本。
选择毛坯时要综合考虑零件的加工成本。
一些复杂的工艺加工需要选择结构简单、毛坯尺寸比较大的毛坯进行加工，减少材料的损耗。
总之，选择适合的机械零件毛坯不仅可以提高生产效率，保证零件的质量，而且可以最大限度地降低成本。
因此，在选择毛坯时，需要充分考虑零件的形状、材质、工艺要求以及加工成本等因素，并结合实际情况进行选择。
机械零件加工工艺过程中毛坯的选择
机械零件加工工艺过程中毛坯的选择毛坯是根据零件（或产品）所要求的形状、工艺尺寸等制成的供进一步零件加工用的生产对象。
毛坯的种类、形状、尺寸及精度对机械零件加工工艺过程、产品质量、材料消耗和生产成本有着直接影响。
冈此，在设计工艺规程时必须正确地选择毛坯的种类和确定毛坯的形状。
1) 机械零件加工工艺中毛坯种类的选择机械加工中常用的毛坯种类有：祷件、锻件、焊接件、型材、冲压件、粉末冶金件和工程塑料件等。
根据零件的材料和对材料力学性能的要求，零件结构形状和尺寸大小，零件的生产纲领和现场生产条件以及利用新工艺、新技术的可能性等因素，可参考表1确定毛坯的种类。
表1 机械制造业常用毛坯种类及其特点2) 确定毛坯的形状和尺寸现代机械制造发展的趋势之一是精化毛坯，使其形状和尺寸尽量与零件接近，从而进行少切屑加工甚至无屑加工。
但由于毛坯制造技术和成本的限制，产品零件的机械加工精度和表面质量的要求越来越髙，所以毛坯的某些表面仍需留有一定的零件加工余量，以便通过机械加工达到零件的技术要求。
毛坯制造尺寸与零件相应尺寸的差值称为毛坯加工余量，毛坯制造尺寸的公差称为毛坯公差，二者都与毛坯的制造方法有关，生产中可参阅有关的零件加工工艺手册来选取。
毛坯的零件加工余量确定后，其形状和尺寸的确定，还要考虑到毛坯制造、机械加工及热处理等工艺因素的影响。
下面仅从机械加工工艺角度来分析一下，在确定毛坯形状和尺寸时应注意的几个问题。
(1) 为使零件加工时工件安装稳定，有些铸件毛坯需要铸出工艺凸台，如图7-4所示。
工艺凸台一般在零件加工后再行切除。
图1 具有工艺凸台的刀架毛坯(2) 为了保证零件的加工质量和加工方便，常将一些零件先做成一个整体毛坯，加工到一定阶段后再切割分离。
对于半圆形的零件一般应合并成一个整圆的毛坯;对于一些小的、薄的零件（如轴套、垫圈和螺母等），可以将若干零件合成一件毛坯，待加工到一定阶段后再切割分离。
图2 所示车床进给系统中的开合螺母外壳，就是将其毛坯做成整体，待零件加工到一定阶段后再切割分离。
毛坯选择
3 导杆
圆钢车制
45，表面淬火+低温回火
35-40 HRc
4 活动钳口 铸铁件（手工造型） 铸铁件（机器造型） HT200，去应力退火
5 螺钉
标准件
Q235A
6 钢珠
圆钢车制
Q235A
7 手柄
圆钢车制
Q235A
8 手轮
铸铁件（手工造型） 铸铁件（机器造型） HT150
9 螺杆
圆钢车制
45，表面淬火+低温回火
机械零件毛坯的选择
减 速 器 装 配 图
机械零件毛坯的选择
减速器主要零件的材料和毛坯选择
序 名称 号
1 窥视孔盖 2 箱盖 6 箱体 3,4 螺栓,螺母 5 弹簧垫圈 7 调整环 8 端盖 9 齿轮轴 12 轴 13 齿轮 10 挡油盘 11 滚动轴承
毛坯类型和制造方法
材料及热处理
单件、小批
大批
1、毛坯选择的原则
保证零件的使用要求
外部质量
形状精度 尺寸精度 表面质量
成分、组织 内部质量 力学性能
物理性能、化学性能
降低制造成本
制造成本——材料费、消耗的燃料和动力费、工资、设备费用等 问题：采用手工造型的铸件和自由锻锻件毛坯可降低成本
机械零件毛坯的选择
二、毛坯选择的原则和依据
2、毛坯选择的依据
机械零件 毛坯的选择
机械零件在机器中的作用
机械零件毛坯的选择
机械零件在机器中的作用
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
机械零件毛坯的选择
摩托车发动机
机械零件毛坯的选择
机器人汽车焊接生产线
机械零件毛坯的选择
毛坯制造方法的选择
基体和增 强材料一 同成形
较复 杂
尺寸控 材料利 生产 主要应用
制
用率 率
粉料、 高 模具、 烧结
原料、 较高 模具
高 较高
轴承、齿轮及特殊性能材料制 品
刀具、容器、高温轴承、活塞 环等耐高温、耐腐蚀、高硬度、 绝缘性好的制品
如管道、容器、壳罩及一般结 构零件等耐磨、耐腐蚀等要求 的制品
原料、 模具、 工艺方 法
较高
低较高
高比强度、比模量、化学稳定 性和电性能好，如船、艇、车 身、管道、阀门、储罐、高压 气瓶等
二、毛坯的选用原则
选择毛坯类型及成形方法，应在满足使用要求和可 成形性的前提下，生产成本最低。
1.工艺性原则
零件的使用要求具体体现在对其形状、尺寸、精度、 粗糙度等外部质量和对其成分、组织、性能等内部质量的 要求上。对于不同零件的使用要求，考虑零件材料的工艺 特性来确定采用何种毛坯成形方法。如不能用锻压或焊接 的方法来制造灰铸铁零件；不能用铸造方法来生产流动性 差的薄壁毛坯；不能用锤上模锻的方法来锻造铜合金等。
100mm以下可用圆钢自由锻造毛坯；直径500mm以上的大型齿轮可用铸钢
或球铁作毛坯；在单件时，可用焊接方式制作大型齿轮；低速或粉尘下开式
运转的齿轮可用灰铸铁作毛坯；仪表齿轮可用冲压件 。
三、常用零件的成形方法
2.盘套和饼块类零件
－带轮、飞轮、手轮、垫块
这类零件受力不大或仅承受压力，批量大、尺寸不大时可用粉末 冶金方法制造，小批量时可采用灰铸件、球铁等材料铸造成形；单件 时可采用Q215或Q235等低碳钢型材焊接成形。
三、常用零件的成形方法
2.机架、箱体类零件
特点是形状不规则、结构复杂，工作条件也差别较大。
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铝合金等 金结构钢等 色金属薄板 合金钢等 结构钢等
组织特征 晶粒粗大、 晶粒细小、 拉深时流线 接头组织不 同锻件
疏松
致密
有变化
均匀
机械性能 较差
好
好
降低
较好
材料利用 高
低
高
较高
较低
率
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
单件、小批
大批
钢板或铸铁件
冲压件或铸铁件 Q235A,HT150,08钢
铸铁件（手工造型） 铸铁件（机器造型） HT200,退火消除应力
焊接件（手工电弧焊）
Q235A
标准件（镦、挤件） 标准件（冲压件） 圆钢车制 铸铁件,圆钢车制 锻件(自由锻,胎膜锻) 圆钢车制
Q235A
65Mn,淬火+中温回火
冲压件
特点：组织细，力学性能好。 自由锻件——形状简单。 模锻件——--形状较复杂，但锻模贵，适批量， 尺寸受限。
2. 锻造
一、毛坯种类
2. 锻造
一、毛坯种类
一、毛坯种类
3. 型材
特种压力加工（轧、挤、拉拔等）生产的型材，能利 用型材的直接利用。
钢 管
3. 型材
一、毛坯种类
3. 型材
一、毛坯种类
项目一：典型零件机械加工工艺规程编制
任务二 毛坯选择
设计机械加工工艺规程的步骤和内容
▪ （1）图样分析； ▪ （2）毛坯选择； ▪ （3）定位基准的选择 ▪ （4）工艺路线的拟定（表面加工方法的选择，工序
的划分，加工顺序的安排）； ▪ （5）工序设计（确定各工序所用机床及工艺装备、
加工余量、切削用量和工时定额）； ▪ （6）填写工艺文件。
毛坯的选择
选择毛坯时应考虑的因素 1.零件的材料及力学性能要求 2.零件的结构形状和尺寸 3.生产纲领的大小 4.现有生产条件 5.充分考虑利用好技术、新工艺、新材料 的可能性
二、毛坯选择原则
1、零件材料的工艺性 ：铸造性、可塑性、焊接性等。 2、生产纲领的大小
工艺 特征
单件小批量
中批生产
大批大量
自由锻、 木模手工
造型；
毛坯的选择
毛坯形状与尺寸的确定
毛坯尺寸和零件图上的设计尺寸之差称为加工余量， 又叫毛坯余量。毛坯尺寸的公差、毛坯余量的大小同毛 坯的制造方法有关。
毛坯余量确定后，将毛坯余量附加在零件相应的加 工表面上，即可大致确定毛坯的形状和尺寸，此外还要 考虑毛坯制造、机械加工及热处理等许多工艺因素。 从机械加工工艺接件
特点：大→小 工序简单，工艺准备、生产周期较短，而 且可以实现各种工艺组合（锻、铸、焊），各种材料组合 ，注意焊接变形，质量检验。
焊条电弧焊过程
一、毛坯种类
4. 焊接件
一、毛坯种类
4. 焊接件 ▪ 机器人焊接
一、毛坯种类
4. 焊接件 ▪ 机器人焊接
一、毛坯种类
4. 焊接件 ▪ 机器人焊接
一、毛坯种类
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
结构特征 复杂
简单
轻巧、复杂 轻巧
简单
工艺性要 流动性好， 塑性好，变 塑性好，变 强度高，塑 同锻件
求
收缩率低 形抗力小 形抗力小 性好
常用材料 铸铁、铸钢、中碳钢及合 低碳钢、有 低碳钢、低 碳钢、合金
机械零件在机器中的作用
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
机械零件毛坯的选择
毛坯 ： 根据机器零件所要求的工艺尺寸、形状而制成的坯 料，供进一步加工使用，以获得成品零件。
获得毛坯的生产过程就是毛坯生产。 毛坯生产方法：
铸造、锻造、冲压、焊接、型材等。
毛坯
自由锻、木模 手工造型；精 度低、余量大
模锻、金属 模；
精度和余量 中等
模锻、机器 造型；
精度高，余 量小
二、毛坯选择原则
3、零件的结构形状和尺寸大小。 4、现有生产条件。
零件 的结 构特
点
结构形状 简单
结构形状 复杂
尺寸小
尺寸大
毛坯 制造 方法
自由锻、 木模手工
造型；
模锻、金 属模；
模锻、机 器造型；
(3)铸件组织性能差 铸件晶粒粗大，力学性能差.
1. 铸造
一、毛坯种类
1. 铸造
一、毛坯种类
1. 铸造
一、毛坯种类
一、毛坯种类
1. 铸造
1.1、砂型铸造
砂型铸造是以砂为主要造型材料制备铸型的一种铸造方法。目 前90%以上的铸件是用砂型铸造方法生产的。
1. 铸造
一、毛坯种类
1.1、砂型铸造
一、砂型铸造的工艺过程
⑴ 工艺凸台 ⑵ 一坯多件 ⑶ 组合毛坯
减 速 器 装 配 图
机械零件毛坯的选择
减速器主要零件的材料和毛坯选择
序 名称 号
1 窥视孔盖 2 箱盖 6 箱体 3,4 螺栓,螺母 5 弹簧垫圈 7 调整环 8 端盖 9 齿轮轴 12 轴 13 齿轮 10 挡油盘 11 滚动轴承
毛坯类型和制造方法
材料及热处理
Q235A, 08钢
铸铁件（机器造型） HT150, Q235A
模锻件
45,调质处理
圆钢车制
冲压件
标准件, 内外环用扩孔锻造，滚珠用螺旋斜 轧，保持器为冲压件
机械零件毛坯的选择
Q235A, 08钢
GCr15(内外环，滚珠) 淬火+低温回火,08钢
毛坯选择练习
为下列零件选择毛坯材料： 1.发动机活塞 2.机床主轴 3.大口径铸件污水管 4.子弹弹壳 5.汽车油箱 6. 汽轮机叶片 7. 机床床身 8.锅炉筒体
1. 铸造
一、毛坯种类
将经过熔化的液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型中， 冷却凝固后获得毛坯或零件的一种工艺方法。
铸造的方法： 砂型铸造、特种铸造
铸造的特点
(1)成型方便，适应性强 利用液态成形,适应各种形状、尺寸，不同材料的铸件.
(2)生产成本低，较为经济 节省金属,材料来源广泛，设备简单。
一、金属型铸造 将液态金属注入用金属制成的铸型中，以获得铸件的方法。
一、毛坯种类
1. 铸造 1.2、特种铸造
二、压力铸造
将熔融的金属在高压下，快速压入金属铸型的型腔中，并在压力下 凝固，以得到铸件的一种铸造方法。
1、工艺特点： 多用于非铁合金（如铝、铜、镁等）精密铸件的批量生产。
2. 锻造
一、毛坯种类
造型
工
艺
合箱
浇注
准
备 造芯
配砂、制模
熔炼金属
落砂
清理 检验
一、毛坯种类
1. 铸造 1.2、特种铸造
概念： 特种铸造是指砂型铸造以外的其他铸造方法。
特种铸造的特点：
铸件精度高，力学性能好；生产率高；工人劳动条件好 等。
常用的特种铸造方法：
金属型铸造 压力铸造
熔模铸造 壳型铸造
离心铸造
一、毛坯种类
1. 铸造 1.2、特种铸造
组织特征 晶粒粗大、 晶粒细小、 拉深时流线 接头组织不 同锻件
疏松
致密
有变化
均匀
机械性能 较差
好
好
降低
较好
材料利用 高
低
高
较高
较低
率
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
单件、小批
大批
钢板或铸铁件
冲压件或铸铁件 Q235A,HT150,08钢
铸铁件（手工造型） 铸铁件（机器造型） HT200,退火消除应力
焊接件（手工电弧焊）
Q235A
标准件（镦、挤件） 标准件（冲压件） 圆钢车制 铸铁件,圆钢车制 锻件(自由锻,胎膜锻) 圆钢车制
Q235A
65Mn,淬火+中温回火
冲压件
特点：组织细，力学性能好。 自由锻件——形状简单。 模锻件——--形状较复杂，但锻模贵，适批量， 尺寸受限。
2. 锻造
一、毛坯种类
2. 锻造
一、毛坯种类
一、毛坯种类
3. 型材
特种压力加工（轧、挤、拉拔等）生产的型材，能利 用型材的直接利用。
钢 管
3. 型材
一、毛坯种类
3. 型材
一、毛坯种类
项目一：典型零件机械加工工艺规程编制
任务二 毛坯选择
设计机械加工工艺规程的步骤和内容
▪ （1）图样分析； ▪ （2）毛坯选择； ▪ （3）定位基准的选择 ▪ （4）工艺路线的拟定（表面加工方法的选择，工序
的划分，加工顺序的安排）； ▪ （5）工序设计（确定各工序所用机床及工艺装备、
加工余量、切削用量和工时定额）； ▪ （6）填写工艺文件。
毛坯的选择
选择毛坯时应考虑的因素 1.零件的材料及力学性能要求 2.零件的结构形状和尺寸 3.生产纲领的大小 4.现有生产条件 5.充分考虑利用好技术、新工艺、新材料 的可能性
二、毛坯选择原则
1、零件材料的工艺性 ：铸造性、可塑性、焊接性等。 2、生产纲领的大小
工艺 特征
单件小批量
中批生产
大批大量
自由锻、 木模手工
造型；
毛坯的选择
毛坯形状与尺寸的确定
毛坯尺寸和零件图上的设计尺寸之差称为加工余量， 又叫毛坯余量。毛坯尺寸的公差、毛坯余量的大小同毛 坯的制造方法有关。
毛坯余量确定后，将毛坯余量附加在零件相应的加 工表面上，即可大致确定毛坯的形状和尺寸，此外还要 考虑毛坯制造、机械加工及热处理等许多工艺因素。 从机械加工工艺接件
特点：大→小 工序简单，工艺准备、生产周期较短，而 且可以实现各种工艺组合（锻、铸、焊），各种材料组合 ，注意焊接变形，质量检验。
焊条电弧焊过程
一、毛坯种类
4. 焊接件
一、毛坯种类
4. 焊接件 ▪ 机器人焊接
一、毛坯种类
4. 焊接件 ▪ 机器人焊接
一、毛坯种类
4. 焊接件 ▪ 机器人焊接
一、毛坯种类
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
结构特征 复杂
简单
轻巧、复杂 轻巧
简单
工艺性要 流动性好， 塑性好，变 塑性好，变 强度高，塑 同锻件
求
收缩率低 形抗力小 形抗力小 性好
常用材料 铸铁、铸钢、中碳钢及合 低碳钢、有 低碳钢、低 碳钢、合金
机械零件在机器中的作用
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
机械零件毛坯的选择
毛坯 ： 根据机器零件所要求的工艺尺寸、形状而制成的坯 料，供进一步加工使用，以获得成品零件。
获得毛坯的生产过程就是毛坯生产。 毛坯生产方法：
铸造、锻造、冲压、焊接、型材等。
毛坯
自由锻、木模 手工造型；精 度低、余量大
模锻、金属 模；
精度和余量 中等
模锻、机器 造型；
精度高，余 量小
二、毛坯选择原则
3、零件的结构形状和尺寸大小。 4、现有生产条件。
零件 的结 构特
点
结构形状 简单
结构形状 复杂
尺寸小
尺寸大
毛坯 制造 方法
自由锻、 木模手工
造型；
模锻、金 属模；
模锻、机 器造型；
(3)铸件组织性能差 铸件晶粒粗大，力学性能差.
1. 铸造
一、毛坯种类
1. 铸造
一、毛坯种类
1. 铸造
一、毛坯种类
一、毛坯种类
1. 铸造
1.1、砂型铸造
砂型铸造是以砂为主要造型材料制备铸型的一种铸造方法。目 前90%以上的铸件是用砂型铸造方法生产的。
1. 铸造
一、毛坯种类
1.1、砂型铸造
一、砂型铸造的工艺过程
⑴ 工艺凸台 ⑵ 一坯多件 ⑶ 组合毛坯
减 速 器 装 配 图
机械零件毛坯的选择
减速器主要零件的材料和毛坯选择
序 名称 号
1 窥视孔盖 2 箱盖 6 箱体 3,4 螺栓,螺母 5 弹簧垫圈 7 调整环 8 端盖 9 齿轮轴 12 轴 13 齿轮 10 挡油盘 11 滚动轴承
毛坯类型和制造方法
材料及热处理
Q235A, 08钢
铸铁件（机器造型） HT150, Q235A
模锻件
45,调质处理
圆钢车制
冲压件
标准件, 内外环用扩孔锻造，滚珠用螺旋斜 轧，保持器为冲压件
机械零件毛坯的选择
Q235A, 08钢
GCr15(内外环，滚珠) 淬火+低温回火,08钢
毛坯选择练习
为下列零件选择毛坯材料： 1.发动机活塞 2.机床主轴 3.大口径铸件污水管 4.子弹弹壳 5.汽车油箱 6. 汽轮机叶片 7. 机床床身 8.锅炉筒体
1. 铸造
一、毛坯种类
将经过熔化的液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型中， 冷却凝固后获得毛坯或零件的一种工艺方法。
铸造的方法： 砂型铸造、特种铸造
铸造的特点
(1)成型方便，适应性强 利用液态成形,适应各种形状、尺寸，不同材料的铸件.
(2)生产成本低，较为经济 节省金属,材料来源广泛，设备简单。
一、金属型铸造 将液态金属注入用金属制成的铸型中，以获得铸件的方法。
一、毛坯种类
1. 铸造 1.2、特种铸造
二、压力铸造
将熔融的金属在高压下，快速压入金属铸型的型腔中，并在压力下 凝固，以得到铸件的一种铸造方法。
1、工艺特点： 多用于非铁合金（如铝、铜、镁等）精密铸件的批量生产。
2. 锻造
一、毛坯种类
造型
工
艺
合箱
浇注
准
备 造芯
配砂、制模
熔炼金属
落砂
清理 检验
一、毛坯种类
1. 铸造 1.2、特种铸造
概念： 特种铸造是指砂型铸造以外的其他铸造方法。
特种铸造的特点：
铸件精度高，力学性能好；生产率高；工人劳动条件好 等。
常用的特种铸造方法：
金属型铸造 压力铸造
熔模铸造 壳型铸造
离心铸造
一、毛坯种类
1. 铸造 1.2、特种铸造