第5章

毛坯成形方法選擇

毛坯--通常是形狀和尺寸與成品相接近、且通常比成品大出加工量的待加工件。2022/12/101第5章

毛坯成形方法選擇毛坯--通常是形狀和尺寸與成1常見毛坯類型（鑄鍛焊型材）2022/12/102鑄件毛坯鍛件毛坯常見毛坯類型（鑄鍛焊型材）2022/12/102鑄件毛坯鍛件2產品制造工藝流程2022/12/103原材料毛坯零件產品制造工藝流程2022/12/103原材料毛坯零件3學習目的和要求:1.了解毛坯成形方法的選擇原則和所要考慮的因素。2.初步掌握常用典型零件的毛坯選擇。教學內容：1.毛坯的特點2.毛坯成形方法的選擇原則。3.常用毛坯成形方法重點：毛坯成形方法選擇原則和需要考慮因素。難點：毛坯成形方法的選用。學習目的和內容2022/12/104學習目的和要求:學習目的和內容2022/12/10445.1毛坯的特點１、按用途分類（１）結構毛坯件：包括機械毛坯件及工程結構毛坯件；（２）工具毛坯件；（３）其它毛坯件：日常制品、藝術制品等。２、按加工方法分類分為鑄件、鍛件、沖壓件、焊接件等。

3、其形狀分類軸（桿）類、機架箱體類、盤套類。2022/12/1055.1毛坯的特點１、按用途分類2022/12/1055表11-3常用毛坯制造方法比較

2022/12/106表11-3常用毛坯制造方法比較2022/12/10665.1、不同毛坯的應用特征2022/12/1075.1、不同毛坯的應用特征2022/12/10775.1毛坯選擇的內容１、毛坯材料的選用根據零件使用性能、工作條件、材質性質、成本等選取。如鑄鐵、鑄鋼、鑄銅、鑄鋁合金等。２、毛坯加工方法的選取采用鑄造、鍛壓、沖壓、粉末冶金、擠壓、軋制、焊接、粘接工程塑料等加工方法。2022/12/1085.1毛坯選擇的內容１、毛坯材料的選用２、毛坯加工方法的選85.2毛坯選擇的基本原則原則：根據零件的結構類型、使用性能、生產批量和生產條件進行選擇。一、保證零件的使用性能

零件的使用性能：零件為適應工作條件而應具備的形狀、尺寸、力學性能及物理和化學性能等。如耐熱、耐蝕、耐磨等特性。

2022/12/1095.2毛坯選擇的基本原則原則：根據零件的結構類型、使用性95.2.1、保證零件的使用性能2、不同結構的零件毛坯生產方法的選用重量超過100Kg的毛坯，采用砂型鑄造、自由鍛造或拼焊；質量超過1.5t的鍛件需要水壓機進行鍛造。2022/12/10105.2.1、保證零件的使用性能2、不同結構的零件毛坯生產方法105.2.1、保證零件的使用性能２、不同內在質量的零件毛坯生產方法的選用鍛件和焊接件力學性能優于鑄件。３、不同條件下工作的零件毛坯生產方法的選用工作條件不同，性能要求也不同，相應的毛坯材料及生產方法必須滿足這些要求（如防腐、抗氧化、耐高溫等）。2022/12/10115.2.1、保證零件的使用性能２、不同內在質量的零件毛坯生產115.2.2、滿足材料的工藝性能要求工藝性能要求：（1）可行性：毛坯的加工方法能把毛坯制造出來；（2）簡便性：毛坯的加工方法能容易把毛坯制造出來（成形難易程度）；

（3）可靠性：生產的毛坯能保證質量（尺寸精度、表面質量）。

2022/12/10125.2.2、滿足材料的工藝性能要求工藝性能要求：2022/1125.2.2、滿足材料的工藝性能要求毛坯材料的工藝性能：（１）鑄造性能鑄造時的流動性及收縮率，偏析、縮孔、氣孔等缺陷的傾向；（２）鍛壓性能鍛壓時的塑性、變形抗力，可加工溫度范圍、抗氧化性，熱脆、冷裂傾向等。2022/12/10135.2.2、滿足材料的工藝性能要求毛坯材料的工藝性能：202135.2.2、滿足材料的工藝性能要求（３）焊接性能

a）接合性能

一定工藝條件下所獲得優質接頭的能力，常用抗裂性及接頭性能下降程度衡量；b)使用性能

接頭所具有的性能在使用條件下安全運行的能力（抗拉、抗疲勞、抗沖擊韌性等）。2022/12/10145.2.2、滿足材料的工藝性能要求（３）焊接性能2022/14零件的制造成本：包括所消耗的材料的費用、燃料和動力費、工資、設備與工藝裝備的折舊費和修理費、廢品損失費及其他輔助費用。經濟、高效、環保、節能。5.2.3、毛坯成形要適應經濟性2022/12/1015在滿足零件使用要求和工藝要求的前提下，選擇總成本較低的方案。零件批量大時采用高生產率的生產方法；批量小時，采用自由鍛造、砂型鑄造。零件的制造成本：包括所消耗的材料的費用、燃料和動力費、工資、155.2.3、毛坯成形要適應經濟性2022/12/10165.2.3、毛坯成形要適應經濟性2022/12/1016165.2.4、符合生產條件

量體裁衣選用毛坯生產方法時，必須分析本單位的設備條件和技術水平、工人的技術能力等。充分考慮外協的可能性（專業化生產企業協同生產），降低成本、減少投入、保證質量。2022/12/10175.2.4、符合生產條件量體裁衣2022/12/1017175.3常用零件的毛坯成形方法

一、零件的結構類型１、按形狀分類（１）軸類零件；（２）盤類零件；（３）箱架類零件。排氣閥鑄-焊結合2022/12/10185.3常用零件的毛坯成形方法一、零件的結構類型排氣閥鑄-185.3.2零件的結構分析及毛坯選擇２、按尺寸及質量分類（１）小型或輕型零件；（２）中型或一般零件；（３）大型或重型零件。

2022/12/10195.3.2零件的結構分析及毛坯選擇２、按尺寸及質量分類20195.3.1、零件的結構類型３、按復雜程度分類（１）簡單零件；（２）比較復雜零件；（３）復雜零件。４、按受力狀況分類（１）受力較小或不重要零件；（２）受力中等或一般零件；（３）受力大的或重要零件。2022/12/10205.3.1、零件的結構類型３、按復雜程度分類2022/12/205.3.1、軸桿件分析與毛坯選擇（一）桿件分類１、按形狀分類：實心軸、空心軸、直軸、彎軸、同心軸、偏心軸及管件、桿件。2022/12/10215.3.1、軸桿件分析與毛坯選擇（一）桿件分類2022/12215.3.1、軸桿件分析與毛坯選擇２、按受力分類（１）轉軸：受彎矩、扭矩；（２）心軸：受彎矩；（３）傳動軸：受扭矩。2022/12/10225.3.1、軸桿件分析與毛坯選擇２、按受力分類2022/12225.3.1、軸桿件分析與毛坯選擇（二）工作條件１、分別承受彎、扭、拉、壓等多種應力，并多為循環應力，有時有沖擊應力。２、局部頸部、滑動表面承受摩擦，會產生各種斷裂、磨損及塑性變形失效。2022/12/10235.3.1、軸桿件分析與毛坯選擇（二）工作條件2022/12232022/12/1024臺階齒輪軸類零件2022/12/1024臺階齒輪軸類零件243.對軸類零件的要求１、整體綜合力學性能好；２、有高的抗疲勞強度；３、局部要求高硬度、高耐磨性；４、刀具類軸桿件，要求高硬度、高耐磨性和一定的韌性及足夠的強度。

2022/12/10253.對軸類零件的要求１、整體綜合力學性能好；2022/12/255.3.4.軸類零件毛坯加工方法1、一般軸采用鍛件毛坯加工制造；2、小尺寸、斷面直徑差異不大用圓鋼；3、曲軸、凸輪軸等用鍛件或球鐵鑄件；4、大型重型或復雜軸類用鍛件或鑄件。2022/12/10265.3.4.軸類零件毛坯加工方法1、一般軸采用鍛件毛坯加工制265.3.2、輪盤類零件毛坯選擇（一）工具類，選用硬度和耐磨性高、強韌性適當的碳鋼和合金鋼。（二）一般盤套件，要求具有一定的強韌性，而局部耐磨性高。一般選用中、低碳鋼或合金結構鋼。2022/12/10275.3.2、輪盤類零件毛坯選擇（一）工具類，選用硬度和耐磨性27圖12JN-150汽車變速齒輪圖圖11機床傳動齒輪2022/12/1028傳動齒輪圖12JN-150汽車變速齒輪圖圖11機床傳動齒輪2028（三）齒輪零件，齒部承受交變彎曲應力和沖擊力，齒面承受接觸應力和摩擦力。易發生接觸疲勞、磨損、折斷和局部變形失效。要求心部有足夠的強度和韌性，齒部有高的彎曲疲勞強度、接觸疲勞強度。齒面有較高的硬度和耐磨性。

5.3.2、輪盤類零件毛坯選擇2022/12/1029（三）齒輪零件，齒部承受交變彎曲應力和沖擊力，齒面承受接觸應29（四）齒輪毛坯選擇１、軋材毛坯：制造形狀簡單、尺寸不大的齒輪的大批量生產；２、鍛鋼毛坯：制造機器中的大部分齒輪，力學性能較好；如錐齒輪３、鑄鐵毛坯：制造受力不大、無沖擊、低速齒輪（質量大的大型齒輪）。5.3.2、輪盤類零件毛坯選擇2022/12/1030（四）齒輪毛坯選擇5.3.2、輪盤類零件毛坯選擇2022/130輪轂類零件2022/12/1031齒輪毛坯A--鍛造B--圓鋼C--鑄造D--焊接件輪轂類零件2022/12/1031齒輪毛坯315.3.3、箱架件分析與毛坯選擇

箱架件受力不大要求有較好的剛度和密封性。一般采用鑄鐵。受力復雜的可采用鑄鋼。單件、短周期可選用焊接件。2022/12/10325.3.3、箱架件分析與毛坯選擇箱架件受力不大要求有較好的325.4毛坯質量及其控制常見毛坯成形缺陷及其預防措施（前面各章已講述）高質量的毛坯是加工高品質產品的重要條件和保證，毛坯質量檢驗很有必要。一、外觀質量檢驗

1、尺寸和形狀檢驗

2、近表面質量檢驗2022/12/10335.4毛坯質量及其控制常見毛坯成形缺陷及其預防措施一、外335.4毛坯質量及其控制一、外觀質量檢驗1）著色試驗采用低黏度的染色液處理毛坯表面，再將毛坯表面洗干凈、干燥。缺陷處留有色跡。3）磁力探傷在被測表面上均勻地撒上鐵粉，將被檢件放于磁力探傷機的磁鐵兩級，當毛坯有缺陷時磁感線將繞過發生彎曲現象。2）化學腐蝕采用酸或酸－鹽混合溶液將毛坯浸泡，然后取出漂凈并烘干，局部色斑和由腐蝕產生的無光澤表面對比使缺陷顯示出來。但試驗后需將過剩的酸中和并漂凈。2022/12/10345.4毛坯質量及其控制一、外觀質量檢驗1）著色試驗3）345.4毛坯質量及其控制二、內部缺陷檢驗

1、射線照相法將毛坯件暴露在合適的放射源（X或γ）的輻射下毛坯件內的缺陷處射線強度大，膠片感光強，在缺陷處顯示處黑色條紋和斑點。

2、超聲波檢測超聲波具有被固體傳輸和被內表面存在處反射的性能。有缺陷處反射波波形及波長發生變化。

2022/12/10355.4毛坯質量及其控制二、內部缺陷檢驗1、射線照355.4毛坯質量及其控制三、成分和顯微組織檢驗

包括化學成分內部缺陷四、毛坯件力學性能檢驗包括硬度、塑性、韌性、疲勞、高溫蠕變等。

五、密封性檢驗

1、水壓試驗（1.5倍工作壓力）

2、氣壓試驗

2022/12/10365.4毛坯質量及其控制三、成分和顯微組織檢驗四、毛坯件力36第5章

毛坯成形方法選擇

毛坯--通常是形狀和尺寸與成品相接近、且通常比成品大出加工量的待加工件。2022/12/1037第5章

毛坯成形方法選擇毛坯--通常是形狀和尺寸與成37常見毛坯類型（鑄鍛焊型材）2022/12/1038鑄件毛坯鍛件毛坯常見毛坯類型（鑄鍛焊型材）2022/12/102鑄件毛坯鍛件38產品制造工藝流程2022/12/1039原材料毛坯零件產品制造工藝流程2022/12/103原材料毛坯零件39學習目的和要求:1.了解毛坯成形方法的選擇原則和所要考慮的因素。2.初步掌握常用典型零件的毛坯選擇。教學內容：1.毛坯的特點2.毛坯成形方法的選擇原則。3.常用毛坯成形方法重點：毛坯成形方法選擇原則和需要考慮因素。難點：毛坯成形方法的選用。學習目的和內容2022/12/1040學習目的和要求:學習目的和內容2022/12/104405.1毛坯的特點１、按用途分類（１）結構毛坯件：包括機械毛坯件及工程結構毛坯件；（２）工具毛坯件；（３）其它毛坯件：日常制品、藝術制品等。２、按加工方法分類分為鑄件、鍛件、沖壓件、焊接件等。

3、其形狀分類軸（桿）類、機架箱體類、盤套類。2022/12/10415.1毛坯的特點１、按用途分類2022/12/10541表11-3常用毛坯制造方法比較

2022/12/1042表11-3常用毛坯制造方法比較2022/12/106425.1、不同毛坯的應用特征2022/12/10435.1、不同毛坯的應用特征2022/12/107435.1毛坯選擇的內容１、毛坯材料的選用根據零件使用性能、工作條件、材質性質、成本等選取。如鑄鐵、鑄鋼、鑄銅、鑄鋁合金等。２、毛坯加工方法的選取采用鑄造、鍛壓、沖壓、粉末冶金、擠壓、軋制、焊接、粘接工程塑料等加工方法。2022/12/10445.1毛坯選擇的內容１、毛坯材料的選用２、毛坯加工方法的選445.2毛坯選擇的基本原則原則：根據零件的結構類型、使用性能、生產批量和生產條件進行選擇。一、保證零件的使用性能

零件的使用性能：零件為適應工作條件而應具備的形狀、尺寸、力學性能及物理和化學性能等。如耐熱、耐蝕、耐磨等特性。

2022/12/10455.2毛坯選擇的基本原則原則：根據零件的結構類型、使用性455.2.1、保證零件的使用性能2、不同結構的零件毛坯生產方法的選用重量超過100Kg的毛坯，采用砂型鑄造、自由鍛造或拼焊；質量超過1.5t的鍛件需要水壓機進行鍛造。2022/12/10465.2.1、保證零件的使用性能2、不同結構的零件毛坯生產方法465.2.1、保證零件的使用性能２、不同內在質量的零件毛坯生產方法的選用鍛件和焊接件力學性能優于鑄件。３、不同條件下工作的零件毛坯生產方法的選用工作條件不同，性能要求也不同，相應的毛坯材料及生產方法必須滿足這些要求（如防腐、抗氧化、耐高溫等）。2022/12/10475.2.1、保證零件的使用性能２、不同內在質量的零件毛坯生產475.2.2、滿足材料的工藝性能要求工藝性能要求：（1）可行性：毛坯的加工方法能把毛坯制造出來；（2）簡便性：毛坯的加工方法能容易把毛坯制造出來（成形難易程度）；

（3）可靠性：生產的毛坯能保證質量（尺寸精度、表面質量）。

2022/12/10485.2.2、滿足材料的工藝性能要求工藝性能要求：2022/1485.2.2、滿足材料的工藝性能要求毛坯材料的工藝性能：（１）鑄造性能鑄造時的流動性及收縮率，偏析、縮孔、氣孔等缺陷的傾向；（２）鍛壓性能鍛壓時的塑性、變形抗力，可加工溫度范圍、抗氧化性，熱脆、冷裂傾向等。2022/12/10495.2.2、滿足材料的工藝性能要求毛坯材料的工藝性能：202495.2.2、滿足材料的工藝性能要求（３）焊接性能

a）接合性能

一定工藝條件下所獲得優質接頭的能力，常用抗裂性及接頭性能下降程度衡量；b)使用性能

接頭所具有的性能在使用條件下安全運行的能力（抗拉、抗疲勞、抗沖擊韌性等）。2022/12/10505.2.2、滿足材料的工藝性能要求（３）焊接性能2022/50零件的制造成本：包括所消耗的材料的費用、燃料和動力費、工資、設備與工藝裝備的折舊費和修理費、廢品損失費及其他輔助費用。經濟、高效、環保、節能。5.2.3、毛坯成形要適應經濟性2022/12/1051在滿足零件使用要求和工藝要求的前提下，選擇總成本較低的方案。零件批量大時采用高生產率的生產方法；批量小時，采用自由鍛造、砂型鑄造。零件的制造成本：包括所消耗的材料的費用、燃料和動力費、工資、515.2.3、毛坯成形要適應經濟性2022/12/10525.2.3、毛坯成形要適應經濟性2022/12/1016525.2.4、符合生產條件

量體裁衣選用毛坯生產方法時，必須分析本單位的設備條件和技術水平、工人的技術能力等。充分考慮外協的可能性（專業化生產企業協同生產），降低成本、減少投入、保證質量。2022/12/10535.2.4、符合生產條件量體裁衣2022/12/1017535.3常用零件的毛坯成形方法

一、零件的結構類型１、按形狀分類（１）軸類零件；（２）盤類零件；（３）箱架類零件。排氣閥鑄-焊結合2022/12/10545.3常用零件的毛坯成形方法一、零件的結構類型排氣閥鑄-545.3.2零件的結構分析及毛坯選擇２、按尺寸及質量分類（１）小型或輕型零件；（２）中型或一般零件；（３）大型或重型零件。

2022/12/10555.3.2零件的結構分析及毛坯選擇２、按尺寸及質量分類20555.3.1、零件的結構類型３、按復雜程度分類（１）簡單零件；（２）比較復雜零件；（３）復雜零件。４、按受力狀況分類（１）受力較小或不重要零件；（２）受力中等或一般零件；（３）受力大的或重要零件。2022/12/10565.3.1、零件的結構類型３、按復雜程度分類2022/12/565.3.1、軸桿件分析與毛坯選擇（一）桿件分類１、按形狀分類：實心軸、空心軸、直軸、彎軸、同心軸、偏心軸及管件、桿件。2022/12/10575.3.1、軸桿件分析與毛坯選擇（一）桿件分類2022/12575.3.1、軸桿件分析與毛坯選擇２、按受力分類（１）轉軸：受彎矩、扭矩；（２）心軸：受彎矩；（３）傳動軸：受扭矩。2022/12/10585.3.1、軸桿件分析與毛坯選擇２、按受力分類2022/12585.3.1、軸桿件分析與毛坯選擇（二）工作條件１、分別承受彎、扭、拉、壓等多種應力，并多為循環應力，有時有沖擊應力。２、局部頸部、滑動表面承受摩擦，會產生各種斷裂、磨損及塑性變形失效。2022/12/10595.3.1、軸桿件分析與毛坯選擇（二）工作條件2022/12592022/12/1060臺階齒輪軸類零件2022/12/1024臺階齒輪軸類零件603.對軸類零件的要求１、整體綜合力學性能好；２、有高的抗疲勞強度；３、局部要求高硬度、高耐磨性；４、刀具類軸桿件，要求高硬度、高耐磨性和一定的韌性及足夠的強度。

2022/12/10613.對軸類零件的要求１、整體綜合力學性能好；2022/12/615.3.4.軸類零件毛坯加工方法1、一般軸采用鍛件毛坯加工制造；2、小尺寸、斷面直徑差異不大用圓鋼；3、曲軸、凸輪軸等用鍛件或球鐵鑄件；4、大型重型或復雜軸類用鍛件或鑄件。2022/12/10625.3.4.軸類零件毛坯加工方法1、一般軸采用鍛件毛坯加工制625.3.2、輪盤類零件毛坯選擇（一）工具類，選用硬度和耐磨性高、強韌性適當的碳鋼和合金鋼。（二）一般盤套件，要求具有一定的強韌性，而局部耐磨性高。一般選用中、低碳鋼或合金結構鋼。2022/12/10635.3.2、輪盤類零件毛坯選擇（一）工具類，選用硬度和耐磨性63圖12JN-150汽車變速齒輪圖圖11機床傳動齒輪2022/12/1064傳動齒輪圖12JN-150汽車變速齒輪圖圖11機床傳動齒輪2064（三）齒輪零件，齒部承受交變彎曲應力和沖擊力，齒面承受接觸應力和摩擦力。易發生接觸疲勞、磨損、折斷和局部變形失效。要求心部有足夠的強度和韌性，齒部有高的彎曲疲勞強度、接觸疲勞強度。齒面有較高的硬度和耐磨性。

5.3.2、輪盤類零件毛坯選擇2022/12/1065（三）齒輪零件，齒部承受交變彎曲應力和沖擊力，齒面承受接觸應65（四）齒輪毛坯選擇１、軋材毛坯：制造形狀簡單、尺寸不大的齒輪的大批量生產；２、鍛鋼毛坯：制造機器中的大部分齒輪，力學性能較好；如錐齒輪３、鑄鐵毛坯：制造受力不大、無沖擊、低速齒輪（質量大的大型齒輪）。5.3.2、輪盤類零件毛坯選擇2022/12/1066（四）齒輪毛坯選擇5.3.2、輪盤類零件毛坯選擇2022/166輪轂類零件2022/12/1067齒輪毛坯A--鍛造B--圓鋼C--鑄造D--焊接件輪轂類零件2022/12/1031齒輪毛坯675.3.3、箱架件分析與毛坯選擇

箱