零件与毛坯的选择
机械零件毛坯的选择ppt
2)载重汽车得变速齿轮得选材 汽车变速箱中得齿轮主要用来调节发动机曲轴 与主轴凸轮得转速比,以改变汽车运行速度,其工作较为繁重,因此在疲劳极限、 耐磨性以及抗冲击作用等性能方面均比机床齿轮要求高。因此,变速齿轮得材 料大多选用合金渗碳钢。
• 对于结构形状较为复杂,且抗冲击能力、抗疲劳强度要求 较高得中小型零件,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得大型零 件,宜选择组合毛坯。
(2)力学性能得要求
• 对于力学性能要求较高,特别就是工作时要承受冲击与交变 载荷得零件,为了提高抗冲击与抗疲劳破坏得能力,一般应 选择锻造毛坯,如机床、汽车得传动轴与齿轮等;
5、1、4符合生产条件
为兼顾零件得使用要求与生产成本两方面得原则,在选 择毛坯时还必须与本企业得具体生产条件相结合。当对外订 货得价格低于本企业生产成本,且又能满足交货期要求时,应 当向外订货,以降低成本。
此外还要认真分析以下三方面得情况:
• 当代毛坯生产得先进技术与发展趋势,在不脱离我国国情 及本厂实际得前提下,尽量采用比较先进得毛坯生产技术;
• 产品得使用性能与成本方面对毛坯生产得要求;
• 本厂现有毛坯生产能力状况,包括生产设备、技术力量(含 工程技术人员与技术工人)、厂房等方面得情况。
总之,毛坯选择应在保证毛坯质量得前提下,力求选用高效、低成本、制造周 期短得毛坯生产方法。选择毛坯制造方法得考虑因素见图所示。
毛坯制造方法得选择
5、2典型零件得选材及工艺路线
机械零件毛坯的选择
机械零件毛坯的选择1. 引言在机械制造行业中，机械零件的制造是一个关键的环节。
选择合适的毛坯是确保产品质量和性能的重要因素之一。
本文将介绍机械零件毛坯的选择原则和常见的毛坯材料及其适用范围，以帮助读者更好地理解和选择合适的毛坯。
2. 机械零件毛坯的选择原则为了保证机械零件的制造质量和性能，选择合适的毛坯是至关重要的。
以下是机械零件毛坯选择的一些原则：•材料性能符合要求：选择毛坯时，首要考虑的是材料的性能是否符合机械零件的使用要求。
例如，对于耐磨性要求较高的零件，应选择具有较高硬度和耐磨性的材料。
•尺寸和形状适合加工：毛坯的尺寸和形状应尽可能接近最终产品的要求，以减少加工工序和材料浪费。
同时，还要考虑毛坯是否容易加工和定位。
•成本可接受：选择毛坯时，还需要考虑其成本是否可接受。
不同材料的成本相差较大，合理选择可以在不影响产品质量的前提下降低制造成本。
•资源可获取：毛坯的选择还需要考虑资源的可获取性，包括供应稳定性和供应商的信誉度。
确保能够长期稳定地获取所需的毛坯材料。
3. 常见的机械零件毛坯材料及其适用范围3.1 碳钢碳钢是一种常见的毛坯材料，因其具有良好的可加工性、较低的成本和广泛的应用范围而受到广泛的应用。
适用于制造一些强度要求不高的机械零件，如螺栓、轴承和传动齿轮等。
3.2 不锈钢不锈钢具有良好的抗腐蚀性能和耐高温性能，适用于制造对耐腐蚀性能有要求的机械零件，如阀门、管道和食品加工设备等。
3.3 铝合金铝合金具有较低的密度和良好的导热性能，适用于制造轻型零件和具有散热需求的零件，如汽车零件、航空部件和电子设备外壳等。
3.4 铜合金铜合金具有良好的导电性和导热性能，适用于制造电子设备连接器和散热器等。
3.5 高温合金高温合金具有优异的耐高温和耐腐蚀性能，适用于制造具有高温工作环境的零件，如航空发动机零件和炼油设备零件等。
3.6 塑料某些机械零件可以使用塑料毛坯进行制造，特别是对于需要较低重量和较低噪音的零件。
教学课件第8章机械零件毛坯的选择
全面满足零件的使用要求和相关的特殊要求。
一般机械零件，以零件及其材料的力学性能为主 。
力学性能取决于工作条件（受力状态、温度、接触介质）和失效形式。
高速大功率内燃机曲轴一般均采用的合金结构钢锻造成形， 功率较小可采用球墨铸铁铸造成形或采用中碳钢锻造成形。 对于受力不大且为圆形截面的直轴，可采用圆钢下料做为毛坯直接 经切削加工制成。
2)兼顾零件的各项制造成本 考虑到材料价格、毛坯成本、切削加工费用和材料损耗等。
单件、小批生产选投资小、加工费用低的成形方法：砂型铸造 （手工造型）、自由锻和电条电弧焊等；
成批大量生产选生产效率和制品精度高的成形方法：砂型铸造 （机器造型）、 精密铸造、模锻、自动焊。
（4）兼顾现有生产条件原则
保证方便、快捷地制出高质量的产品。 尽量利用现有生产条件完成毛坯任务，若现有生产条件难以满足 要求时，则应考虑改变零件材料和（或）毛坯成形方法，也可通过外 部协作或外购解决。
单件、小批生产时：型钢；焊接结构
航空发动机的缸体、缸盖和曲轴箱： 铝合金（如ZL105、ZL105A等）；铸造成形
8.3.4 机械零件毛坯选择的示例
图示为齿轮减速器，传递功率4kW，试对其主要零件进行毛坯选择。
1-箱体 2-齿轮 3-轴 4-箱盖 5-孔盖 6-螺栓 7-档油盘 8-齿轮轴 9-螺母 10-轴承 11-端盖
高碳钢和合金钢常用于制造模具、量具、刃具、弹簧、重要的机 器零件和耐磨、耐蚀件等。
(3) 变形铝合金： 强度中等或较低，塑性较好；大多数具有高塑性和低
的变形抗力，变形温度较低，塑性成形性好，但焊接性较 差。
变形铝合金适于制造承受轻载的机械零件和电气元件， 如滑动轴承、齿轮、弹簧等
第5章机械零件毛坯的选择
5.3 箱体机架类零件
包括机身、底座、支架、横梁、工作台、齿轮箱、 轴承座、阀体、泵体等，如图10-9所示。 常采用铸铁件、铸钢件或铸—焊结构。
图10-6
轴杆类零件
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图10-7 焊接的汽车排气阀
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图10-8 盘套类零件
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图10-9 箱体机架类零件
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第5章
Байду номын сангаас
机械零件毛坯的选择
5.1 毛坯选择原则 5.2 典型零件毛坯的选择
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机械零件的制造包括毛坯成形和切削加工两个阶段， 大多数零件都是通过铸造、锻造、焊接或冲压等方法制 成毛坯，再经过切削加工制成。因此，正确选择零件毛 坯和合理选择机械加工方法是机械零件生产过程控制的 关键，选择正确与否，不仅影响每个机械零件乃至整个 机械制造的质量和使用性能，而且对于生产周期和成本 也有重大的影响。
2.满足经济性 一个零件的制造成本包括其本身的材料费以及所消耗 的燃料、动力费用，工资和工资附加费，各项折旧费及其 它辅助性费用等分摊到该零件上的份额。要把满足使用要 求和降低制造成本统一起来。同时考虑经济性应从降低整 体的生产成本考虑。 3.考虑实际生产条件
制定生产方案必须与有关企业部门的具体生产条件相 结合，才是合理和切实可行的。在一般的情况下，应充分 利用本企业的现有条件完成生产任务。当生产条件不能满 足产品生产的要求时，可供选择的途径有：
第一，在本厂现有的条件下，适当改变毛坯的生产方 式或对设备条件进行适当的技术改造，以采用合理的生产 方式； 第二，扩建厂房，更新设备，这样做有利于提高企业 的生产能力和技术水平，但往往需要较多的投资； 第三，与厂外进行协作。 究竟采取何种方式，需要结合生产任务的要求，产品 的市场需求状况及远景，本企业的发展规划和外企业的协 作条件等，进行综合的技术经济分析，从中选定经济合理 的方案。
机械加工毛坯选用准则
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重规矩，严要求，少危险。2020年12 月20日 星期日1 2时49 分36秒0 0:49:36 20 December 2020
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好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午12时4 9分36 秒上午1 2时49 分00:49:3620.1 2.20
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焊接要求原材料强度好、塑性好 和液态稳定性好。
焊接件的尺寸、形状一般不受限制， 结构轻便，材料利用率高，生产周期短， 主要用于制造各种金属结构件，也用于 制造零件的毛坯及修复废旧零件等。
二、毛坯选择应考虑的因素
毛坯的选择包括毛坯的材料、种类和成 形方法，具体选择时应考虑以下因素：
(1)生产批量 (2)零件对材料组织和性能以及材料的工艺 性能的要求
第一节机械零件毛坯选择的原则第二节常用机械零件的毛坯种类和选择一毛坯的种类二毛坯选择应考虑的因素三典型机械零件与结构件毛坯的选择第一节机械零件毛坯选择的原则环保性原则上述四项原则是相互联系的考虑时应在保证第一项原则的前提下力求做到质量好成本低制造周期短和环保的原则
第五章 毛坯选用
第一节 机械零件毛坯选择的原则 第二节 常用机械零件的毛坯种类和选择
(2) 型材件
型材件大都是由冶金后轧制成形的。
型材的形状和尺寸品种多样，常 见的形状有圆形、方形、六角形等及 特殊形状的断面。
(3) 锻件
锻件是金属在固态下塑性流动成 形的，锻件形状较铸件简单。
多用于承受重载、动载及复杂载 荷的重要件。它生产成本高，材料利 用率低。
(4) 焊接件
焊接件是借助于金属原子间的扩散 和结合作用，形成永久性连接。
零件材料选择及毛坯成形
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
第3讲 毛坯的选择
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。
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第十章机械零件材料及毛坯的选择与质量检验试题
一、填空题
1、工程上常用的材料主要有__________、__________、__________和__________等。
2、对于机械零件和工程构件最重要的使用性能是__________性能。
3、常用的力学性能指标是__________、__________、__________、__________等。
4、高分子材料，陶瓷材料的工艺路线较简单，而金属材料的工艺路线较复杂，但适应性能很好，常用的加工方法有__________、__________、__________、__________等。
5、根据齿轮的受力状况，齿轮的主要失效形式为：__________、__________和__________。
6、轴类零件在使用过程中的主要失效形式为：__________、__________和__________。
7、机械零件常用毛坯种类有：__________、__________、__________、__________和型材等。
8、常用的机械零件按其形状特征和用途不同，可分为__________、__________和___________三大类。
9、破坏性检验包括___________、___________和___________。
10、为给后续工序提供合格的铸、锻、焊毛坯件，就必须按照国家规定的检验项目和标准对毛坯进行严格质量检验。
毛坯检验可分为___________和___________两类。
二、选择题
1、常用的铸造铝合金中（）和（）最好，（）次之，（）最差。
A、铸造铝合金
B、铸钢
C、铸铁
D、铜合金
2、重要用途的齿轮大都采用锻钢制作，如（）用来制作中、低速和承载不大的中、小型传动齿轮；（）适合于高速、能耐猛烈冲击的重载齿轮；直径较大、形状复杂的齿轮毛坯，采用（）制作；一些轻载、低速、不受冲击、精度要求不高的齿轮，用（）制造。
A、铸铁
B、低碳钢或低碳合金钢
C、铸钢
D、中碳钢或中碳合金钢
3、下面不属于非破坏性检验的是哪一项?（）
A、金相检验
B、外观检验
C、无损探伤检验
D、致密性检验
4、机械中的大多数零件都是通过（）、（）、（）等方法获得毛坯，再经过（）制成。
A、铸造
B、切削加工
C、锻压
D、焊接
5、下列不属于铸件中常见缺陷的是（）
A、缩孔
B、疏松
C、成分偏析
D、折叠
6、以下几项不属于锻件中常见缺陷的是（）
A、锻造裂纹
B、过热和过烧
C、冷成形件中缺陷
D、气孔
7、下列不属于焊接件常见缺陷的是（）
A、气孔
B、成分偏析
C、热裂纹
D、冷裂纹
8、无损探伤检验不包括（）
A、超声波检验
B、气密性检验
C、射线检验
D、磁粉检验
三、简答题
1、零件的失效形式主要有哪些？
2、零件失效的主要原因是什么？
3、选择零件材料应遵循哪些原则？在利用手册上的力学性能数据时应注意哪些问题？
4、选择零件毛坯应遵循哪些原则？
5、毛坯质量检验常用方法有哪几种？
6、零件的使用要求包括哪些？
7、生产批量对毛坯加工方法的选择有何影响？
8、为什么轴杆类零件一般采取锻件，而机架类零件多采用铸件？
参考答案
一、填空题
1、金属材料高分子材料陶瓷材料复合材料
2、力学性能
3、强度硬度塑性韧性
4、铸造压力加工焊接切削加工
5、齿面磨损齿面疲劳剥落齿根疲劳断裂
6、疲劳断裂过量变形局部过渡磨损
7、铸件锻件焊接件冲压件
8、轴杆类零件盘套类零件机架箱体类零件
9、力学性能测试化学成分分析金相检验
10、破坏性检验非破坏性检验
二、选择题
1、AD、C、B
2、D、B、C、A
3、A
4、A、C、D、B
5、D
6、D
7、B
8、B
三、简答题
1、答：零件的失效形式主要有以下四种类型：
（1）过量变形失效；
（2）断裂失效；
（3）表面损伤失效；
（4）裂纹失效。
2、答：零件失效的主要原因是：
（1）结构设计不合理。
零件的结构形状、尺寸设计不合理易引起失效。
（2）材料选取不当。
所选用的材料性能未达到使用要求，或材质较差，这些都容易造成零件的失效。
（3）加工工艺问题。
在零件的加工工艺过程中，由于工艺方法或参数不当，会产生一系列缺陷，这些缺陷的存在，往往导致构件过早破坏。
（4）使用维护不正确。
超载运行，润滑条件不良，零件磨损增加等均可造成零件早期失效。
3、答：（1）选择零件材料应遵循的原则为以下三个：
①使用性能。
①零件服役条件分析；②常用力学性能指标在选材中的应用。
②工艺性能。
材料工艺性能的好坏，对零件加工的难易程度，生产效率高低，生产成本大小等起着重要作用。
③经济性。
保证零件的生产和使用的总成本最低。
总成本与零件的寿命、重量、加工、研究和维修费用以及材料价格等有关。
选材时要尽量积累和利用各种资料，作出定量分析，时所选材料最经济并产生最大经济效益。
（2）在利用手册上的力学性能数据时应注意的问题是：应充分考虑试验条件与实际工作条件的差别；热处理工艺改变组织后对性能指标的影响；形状尺寸效应等带来实际情况与试验数据之间的偏差。
4、答：选择零件毛坯应遵循的原则是下面三个：
（1）满足零件的使用要求。
机械装置中各零部件的功能不同，其使用要求也会有很大差异。
（2）降低生产成本。
进行毛坯选择时，可在保证零件使用性能的条件下，把可供选择的方案从经济上进行分析比较，从中选择出成本最低的最佳方案。
（3）结合具体生产条件。
选定毛坯制造方法时，首先应分析本企业的设备条件和技术水平，实施切实可行的生产方案。
5、答：毛坯质量检验常用方法有以下六种：
（1）外观检验。
（2）无损探伤检验。
（3）致密性检验。
（4）化学成分分析。
（5）力学性能的测试。
（6）金相组织试验。
6、答：零件的使用要求包括零件形状、尺寸、加工精度和表面粗糙度等的外部质量要求，以及具体工作条件下对零件成分、组织、性能的内部质量要求。
7、答：生产批量对毛坯加工方法的选择的影响为：
一般规律是单件小批量生产时，采用通用设备和普通生产工艺，如铸件选择手工砂型铸造，锻件采用自由锻工艺等；而批量生产时，选用专门的工艺装备和先进的生产工艺，如可分别选用机器造型和模型锻造工艺，可以大大提高生产效率，反而能够降低生产成本。
8、为什么轴杆类零件一般采取锻件，而机架类零件多采用铸件？
答：因为轴类零件大多要求具有高的综合力学性能，轴上阶梯较多，直径相差较大；而机架、箱体类零件一般结构形状复杂体积较大，壁厚不均匀的特点，所以轴杆类零件一般采取锻件，而机架类零件多采用铸件。