毛坯成型方法选择课件
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5. 可持续性发展原则
环境恶化和能源枯竭已是21世纪人类必须解决的重大问题，在发展工业生产的同 时，必须考虑环保和节能问题，不能干圈一块厂房，毁一片山林的蠢事。在工艺流程 设计中应考虑可持续发展的原则，应保护子孙后代的生存环境。必须做到：
毛坯成型方法选择
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(1)尽量减少能源消耗，在制定工艺流程中应考虑选择能耗小的成形方案，并尽量 选用低能耗成形方法的材料，合理进行工艺设计，尽量采用净成形、净终成形的新工 艺。
2. 适应性原则
在毛坯成形方案的选择中，还要考虑适应性原则。既根据零件的结构形状、外形 尺寸和工作条件要求，选择适应的毛坯方案。
例如，对于阶梯轴类零件，当各台阶直径相差不大时，可用棒料；若相差较大， 则宜采用锻造毛坯。
形状复杂和薄壁的毛坯，一般不应采用金属型铸造；尺寸较大的毛坯，通常 不采用模锻、压力铸造和熔模铸造，多数采用自由锻、砂型铸造和焊接等方法制坯。
目录
第7章 零件的毛坯选择
7.1 毛坯选择的原则 7.2 常用毛坯成形方法的比较 7.3 常用零件的成形方法 7.3.1 轴杆类零件 7.3.2 盘套类零件 7.3.3 机架、箱体类零件 7.4 毛坯成形方法选择实例 7.4.1 V带轮零件成形方法的选择 7.4.2 单级齿轮减速器组件成形方法的选择
3. 生产条件兼顾原则
毛坯的成形方案要根据现场生产条件选择。现场生产条件主要包括现场毛坯制造 的实际工艺水平、设备状况以及外协的可能性和经济性，但同时也要考虑因生产发展 而采用较先进的毛坯制造方法。
为此，毛坯选择时，应分析本企业现有的生产条件，如设备能力和员工技术水平， 尽量利用现有生产条件完成毛坯制造任务。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，也可通过外协加工或外购解决。
(2)不使用对环境有害和会产生对环境有害物质的材料，采用加工废弃物少、容 易再生处理、能够实现回收利用的材料。
(3)少用或不用煤、石油等直接作为加热燃料，避免排出大量CO2气体，导致地球 温度升高。
毛坯成型方法选择
5. 可持续性发展原则续
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7.2 常用毛坯成形方法的比较
(1) 铸造 铸造是液态金属充填型腔后凝固成形的成形方法，要求熔融金属流 动性好、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 其具有复杂内腔的零件，如支座、壳体、箱体、机床床身等。手工砂型铸造是单件、 小批生产铸件的常用方法；大批大量生产常采用机器造型；特种铸造常用于生产特 殊要求或有色金属铸件。
毛坯成型方法选择
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零件的工作条件不同，选择的毛坯类型也不同。如机床主轴和手柄都是轴类零件， 但主轴是机床的关键零件，尺寸形状和加工精度要求很高，受力复杂且在长期使用过 程中只允许发生很微小的变形，因此要选用具有良好综合力学性能的45钢或40Cr，经 锻造制坯及严格切削加工和热处理制成；而机床手柄则采用低碳钢圆棒料或普通灰铸 铁件为毛坯，经简单的切削加工即可完成，不需要热处理。再如内燃机曲轴在工作过 程中承受很大的拉伸、弯曲和扭转应力，应具有良好的综合力学性能，故高速大功率 内燃机曲轴一般采用强度和韧性较好的合金结构钢锻造成形，功率较小时可采用球墨 铸铁铸造成形或用中碳钢锻造成形。对于受力不大且为圆形曲面的直轴，可采用圆钢 下料直接切削加工成形。
毛坯成型方法选择
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第7章 零件的毛坯选择
材料的成形过程是机械制造的重要工艺过程。机器制造中，大部分零件是先通过 铸造成形、锻压成形、焊接成形或非金属材料成形方法制得毛坯，再经过切削加工制 成的。毛坯的选择对机械制造质量、成本、使用性能和产品形象有重要的影响，是机 械设计和制造中的关键环节之一。
通常，零件的材料一旦确定，其毛坯成形方法也大致确定了。例如，零件采用 ZL202、HT200、QT600-2等，显然其毛坯应选用铸造成形；齿轮零件采用45钢、LD7等 常采用锻压成形；零件采用Q235、08钢等板、带材，则一般选用切割、冲压或焊接成 形；零件采用塑料，则选用合适的塑料成形方法；反之，在选择毛坯成形方法时，除 了考虑零件结构工艺性之外，还要考虑材料的工艺性能能否符合要求。
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例如，不能采用锻压成形的方法和避免采用焊接成形的方法来制造灰铸铁零件； 避免采用铸造成形方法制造流动性较差的薄壁毛坯；不能采用普通压力铸造的方法 成形致密度要求较高或铸后需热处理的毛坯；不能采用锤上模锻的方法锻造铜合金 等再结晶速度较低的材料；不能用埋弧自动焊焊接仰焊位置的焊缝；不能采用电阻 焊方法焊接铜合金构件；不能采用电渣焊焊接薄壁构件，等。选择毛坯成形方法的 同时，也要兼顾后续机加工的可加工性。如对于切削加工余量较大的毛坯就不能采 用普通压力铸造成形，否则将暴露铸件表皮下的孔洞；对于需要切削加工的毛坯尽 量避免采用高牌号珠光体球墨铸铁和簿壁灰铸铁，否则难以切削加工。一些结构复 杂，难以采用单种成形方法成形的毛坯，既要考虑各种成形方案结合的可能性，也 需考虑这些结合是否会影响机械加工的可加工性。
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4. 经济性原则 经济性原则就是使零件的制造材料费、能耗费、工资费用等成本最低。在选择坯 件的类型和具体的制造方法时，应在满足零件使用要求的前提下，把几个预选方案做 经济性比较，从中选出整体生产成本低廉的方案。一般来说，选择毛坯的种类和制造 方法时，应使毛坯尺寸、形状尽量与成品零件相近，从而减少加工余量，提高材料的 利用率，减少机械加工工作量。但是毛坯越精确，制造就越困难，费用也越高。因此， 生产纲领大时，应采用精度高、生产率高的毛坯制造方法，这时虽然一次投资较大， 但增大的毛坯制造费用可由减少的材料消耗及机械加工费用得到补偿。一般的规律是， 单件小批生产时，可采用手工砂型铸造、自由锻造、手工电弧焊、钣金钳工等成形方 法，在批量生产时可采用机器造型、模锻、埋弧自动焊或其他自动焊接方法和板料冲 压等成形方法制造毛坯。
7.1 毛坯选择的原则
1. 工艺性原则 零件的使用要求决定了毛坯的形状特点，各种不同的使用要求和形状特点，形 成了相应的毛坯成形工艺要求。零件的使用要求具体体现在对其形状、尺寸、加工 精度、表面粗糙度等外部质量和对其化学成分、金属组织、力学性能、物理性能和 化学性能等内部质量的要求上。对于不同零件的使用要求，必须考虑零件材料的工 艺特性（如铸造性能、锻造性能、焊接性能等）来确定采用何种毛坯成形方法。
环境恶化和能源枯竭已是21世纪人类必须解决的重大问题，在发展工业生产的同 时，必须考虑环保和节能问题，不能干圈一块厂房，毁一片山林的蠢事。在工艺流程 设计中应考虑可持续发展的原则，应保护子孙后代的生存环境。必须做到：
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(1)尽量减少能源消耗，在制定工艺流程中应考虑选择能耗小的成形方案，并尽量 选用低能耗成形方法的材料，合理进行工艺设计，尽量采用净成形、净终成形的新工 艺。
2. 适应性原则
在毛坯成形方案的选择中，还要考虑适应性原则。既根据零件的结构形状、外形 尺寸和工作条件要求，选择适应的毛坯方案。
例如，对于阶梯轴类零件，当各台阶直径相差不大时，可用棒料；若相差较大， 则宜采用锻造毛坯。
形状复杂和薄壁的毛坯，一般不应采用金属型铸造；尺寸较大的毛坯，通常 不采用模锻、压力铸造和熔模铸造，多数采用自由锻、砂型铸造和焊接等方法制坯。
目录
第7章 零件的毛坯选择
7.1 毛坯选择的原则 7.2 常用毛坯成形方法的比较 7.3 常用零件的成形方法 7.3.1 轴杆类零件 7.3.2 盘套类零件 7.3.3 机架、箱体类零件 7.4 毛坯成形方法选择实例 7.4.1 V带轮零件成形方法的选择 7.4.2 单级齿轮减速器组件成形方法的选择
3. 生产条件兼顾原则
毛坯的成形方案要根据现场生产条件选择。现场生产条件主要包括现场毛坯制造 的实际工艺水平、设备状况以及外协的可能性和经济性，但同时也要考虑因生产发展 而采用较先进的毛坯制造方法。
为此，毛坯选择时，应分析本企业现有的生产条件，如设备能力和员工技术水平， 尽量利用现有生产条件完成毛坯制造任务。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，也可通过外协加工或外购解决。
(2)不使用对环境有害和会产生对环境有害物质的材料，采用加工废弃物少、容 易再生处理、能够实现回收利用的材料。
(3)少用或不用煤、石油等直接作为加热燃料，避免排出大量CO2气体，导致地球 温度升高。
毛坯成型方法选择
5. 可持续性发展原则续
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7.2 常用毛坯成形方法的比较
(1) 铸造 铸造是液态金属充填型腔后凝固成形的成形方法，要求熔融金属流 动性好、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 其具有复杂内腔的零件，如支座、壳体、箱体、机床床身等。手工砂型铸造是单件、 小批生产铸件的常用方法；大批大量生产常采用机器造型；特种铸造常用于生产特 殊要求或有色金属铸件。
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零件的工作条件不同，选择的毛坯类型也不同。如机床主轴和手柄都是轴类零件， 但主轴是机床的关键零件，尺寸形状和加工精度要求很高，受力复杂且在长期使用过 程中只允许发生很微小的变形，因此要选用具有良好综合力学性能的45钢或40Cr，经 锻造制坯及严格切削加工和热处理制成；而机床手柄则采用低碳钢圆棒料或普通灰铸 铁件为毛坯，经简单的切削加工即可完成，不需要热处理。再如内燃机曲轴在工作过 程中承受很大的拉伸、弯曲和扭转应力，应具有良好的综合力学性能，故高速大功率 内燃机曲轴一般采用强度和韧性较好的合金结构钢锻造成形，功率较小时可采用球墨 铸铁铸造成形或用中碳钢锻造成形。对于受力不大且为圆形曲面的直轴，可采用圆钢 下料直接切削加工成形。
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第7章 零件的毛坯选择
材料的成形过程是机械制造的重要工艺过程。机器制造中，大部分零件是先通过 铸造成形、锻压成形、焊接成形或非金属材料成形方法制得毛坯，再经过切削加工制 成的。毛坯的选择对机械制造质量、成本、使用性能和产品形象有重要的影响，是机 械设计和制造中的关键环节之一。
通常，零件的材料一旦确定，其毛坯成形方法也大致确定了。例如，零件采用 ZL202、HT200、QT600-2等，显然其毛坯应选用铸造成形；齿轮零件采用45钢、LD7等 常采用锻压成形；零件采用Q235、08钢等板、带材，则一般选用切割、冲压或焊接成 形；零件采用塑料，则选用合适的塑料成形方法；反之，在选择毛坯成形方法时，除 了考虑零件结构工艺性之外，还要考虑材料的工艺性能能否符合要求。
毛坯成型方法选择
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例如，不能采用锻压成形的方法和避免采用焊接成形的方法来制造灰铸铁零件； 避免采用铸造成形方法制造流动性较差的薄壁毛坯；不能采用普通压力铸造的方法 成形致密度要求较高或铸后需热处理的毛坯；不能采用锤上模锻的方法锻造铜合金 等再结晶速度较低的材料；不能用埋弧自动焊焊接仰焊位置的焊缝；不能采用电阻 焊方法焊接铜合金构件；不能采用电渣焊焊接薄壁构件，等。选择毛坯成形方法的 同时，也要兼顾后续机加工的可加工性。如对于切削加工余量较大的毛坯就不能采 用普通压力铸造成形，否则将暴露铸件表皮下的孔洞；对于需要切削加工的毛坯尽 量避免采用高牌号珠光体球墨铸铁和簿壁灰铸铁，否则难以切削加工。一些结构复 杂，难以采用单种成形方法成形的毛坯，既要考虑各种成形方案结合的可能性，也 需考虑这些结合是否会影响机械加工的可加工性。
毛坯成型方法选择
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4. 经济性原则 经济性原则就是使零件的制造材料费、能耗费、工资费用等成本最低。在选择坯 件的类型和具体的制造方法时，应在满足零件使用要求的前提下，把几个预选方案做 经济性比较，从中选出整体生产成本低廉的方案。一般来说，选择毛坯的种类和制造 方法时，应使毛坯尺寸、形状尽量与成品零件相近，从而减少加工余量，提高材料的 利用率，减少机械加工工作量。但是毛坯越精确，制造就越困难，费用也越高。因此， 生产纲领大时，应采用精度高、生产率高的毛坯制造方法，这时虽然一次投资较大， 但增大的毛坯制造费用可由减少的材料消耗及机械加工费用得到补偿。一般的规律是， 单件小批生产时，可采用手工砂型铸造、自由锻造、手工电弧焊、钣金钳工等成形方 法，在批量生产时可采用机器造型、模锻、埋弧自动焊或其他自动焊接方法和板料冲 压等成形方法制造毛坯。
7.1 毛坯选择的原则
1. 工艺性原则 零件的使用要求决定了毛坯的形状特点，各种不同的使用要求和形状特点，形 成了相应的毛坯成形工艺要求。零件的使用要求具体体现在对其形状、尺寸、加工 精度、表面粗糙度等外部质量和对其化学成分、金属组织、力学性能、物理性能和 化学性能等内部质量的要求上。对于不同零件的使用要求，必须考虑零件材料的工 艺特性（如铸造性能、锻造性能、焊接性能等）来确定采用何种毛坯成形方法。