第四毛坯的选择与质量检测

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,热加工基础 张虎,*,热加工基础,第四章毛坯的选择与质量检验,三院制造系,张虎,热加工基础 张虎,第四章毛坯,的,的选择与质,量,量检验,毛坯选择重,要,要性：,正确地选择,毛,毛坯，不仅,直,直接影响零,件,件的力学性,能,能、尺寸精,度,度及表面质,量,量，而且会,涉,涉及到其工,艺,艺过程、生,产,产周期，乃,至,至整部机器,的,的使用性能,、,、制造成本,及,及市场竞争,能,能力。,热加工基础,张虎,第一节毛坯,选,选择应考虑,的,的问题,选择毛坯的,三,三项原则是零件的使用,性,性原则、材,料,料的工艺性,原,原则、经济,性,性原则,一、零件的,使,使用功能及,质,质量要求,1.零件使,用,用功能的要,求,求,选择毛坯时,应,应考虑零件,功,功能，不同,的,的机械零件,在,在机器中所,起,起的作用不,同,同。如轴类,零,零件传递扭,矩,矩，齿轮传,递,递运动，螺,栓,栓用于联接,，,，而机身、,底,底座等则以,承,承受压力为,主,主，要求有,较,较好的刚性,和,和减振性，,工,工作台及导,轨,轨还应具有,耐,耐磨性能。,另,另外，各种,不,不同结构形,状,状、尺寸及,其,其接触介质,、,、工作温度,条,条件，对毛,坯,坯的物理、,化,化学、力学,等,等性能的要,求,求差异很大,。,。毛坯的选择,在,在选材和制,造,造方法上首,先,先必须满足,其,其使用功能,的,的要求。,热加工基础,张虎,2.零件质,量,量的要求,零件质量高,相,相应要求毛,坯,坯的质量也,高,高，可选用,不,不同的毛坯,制,制造方法来,获,获得不同质,量,量的毛坯，,以,以满足零件,质,质量的要求,。,。,如用精密模,锻,锻、压力铸,造,造和冷冲压,方,方法制,造高质量的,毛,毛坯。,热加工基础,张虎,二、毛坯制,造,造方法与零,件,件的使用性,能,能和工艺适,应,应性,机器零件的毛坯类型有五种；型材、铸件,、,、锻压件、,焊,焊接件、铸,焊,焊组合。,毛坯的制造,方,方法不同，,能,能够满足零,件,件的形状、,尺,尺寸及其对,物,物理、化学,、,、力学性能,的,的要求也不,一,一样。,1.型材,选用与零件,的,的形状和尺,寸,寸相近的型,材,材，可直接,进,进行切削加,工,工，即节约,材,材料，又降,低,低工时。轧,制,制型材组织,致,致密、力学,性,性能好。,热加工基础,张虎,2.锻件,锻造可改变,型,型材的流线,组,组织方向，,使,使零件受力,合,合理。用于受重载、动,载,载及复杂载,荷,荷的重要零件,。,。但要求原,材,材料塑性好,、,、变形抗力,小,小，一般采,用,用低、中碳,钢,钢和合金结,构,构钢。,3.铸件,铸造能满足形状复杂的大中型零,件,件毛坯的成,形,形要求，但,铸,铸件晶粒粗,大,大，组织疏,松,松，成分不,匀,匀，有内应,力,力，力学性,能,能差，但铸,件,件减振性能,、,、耐磨性好,，,，可用于受,力,力不大或以,承,承受压应力,为,为主的零件,。,。,热加工基础,张虎,4.焊接件,焊接借助金,属,属原子间的,扩,扩散和结合,可,可连接各种,结,结构件，尺,寸,寸、形状不,受,受太大限制,。,。另外，铸,焊，锻,焊,焊、冲压,焊,焊结合可以,弥,弥补相应毛,坯,坯制造方法,的,的不足。,5冲压件,在机械零件,中,中，冲压件,所,所占的成分,有,有增大的趋,势,势，很多薄壁零件大都是用冲,压,压方法制造,出,出来的。冲,压,压毛坯尺寸,偏,偏差为0.05mm0.5mm,表面,粗,粗糙度可达Ra3.21,m，,热加工基础,张虎,以不再进行,机,机械加工或,只,只进行精加,工,工，精度较,高,高，生产率,也,也很高。适,于,于加工形状,复,复杂、批量,较,较大的板料,零,零件。,6.冷挤压,件,件,冷挤压零件,的,的精度可达IT7-IT6公差等,级,级，表面粗,造,造度可达Ra 3.2,m,热加工基础,张虎,Ra0.4um,许,多,多零件不需,再,再经切削加,工,工便可使用,，,，适用于批,量,量大、形状,简,简单、尺寸,小,小的零件或,半,半成品,7.粉末冶,金,金制件,粉末冶金是,以,以金属粉末,为,为原料，用,压,压制成形和,高,高温烧结而,成,成。尺寸精,度,度可达IT6级，表面,粗,粗糙度为Ra0.4,m-Ra0.2,m,零件成,形,形后无需切,削,削，节省材,料,料，工艺设,备,备较简单，,适,适用于大批,大,大量生产。,但,但对结构复,杂,杂及薄壁、,锐,锐角等零件,成,成形困难。,。,。,热加工基础,张虎,新工艺造毛,坯,坯,1）以精铸,件,件代替模锻,件,件；,2)以粉末,冶,冶金精锻件,代,代替模锻件,优点是可以,利,利用废料、,工,工序简单、,生,生产率高，,可,可生产异形,零,零件和多孔,耐,耐磨零件。,目,目前轴套、,离,离合器摩擦,片,片、机油泵,齿,齿轮等多采,用,用此种毛坯,。,。但因粉末,冶,冶金件强度,较,较低，为提,高,高力学性能,，,，粉末冶金,预,预制件再进,行,行精锻，已,成,成功地用于,制,制造行星齿,轮,轮和连杆等,零,零件；,3)以球墨,铸,铸铁代替锻,钢,钢件；,4)以工程,塑,塑料代替金,属,属件。,工程塑料具,有,有良好的耐,磨,磨、耐腐蚀,、,、润滑、电,气,气绝缘性能,、,、易加工成,形,形、力学性,能,能好等优点,。,。如播种机,排,排种轮、汽,车,车里程表齿,轮,轮、汽车球,头,头钢碗等均,已,已改用工程,塑,塑料制品。,热加工基础,张虎,三、技术经,济,济效益,毛坯的制造,成,成本是机器,成,成本的组成,部,部分,单件小批生,产,产时，应选,常,常用廉价材,料,料、通用设,备,备和工具、,低,低生产率的,毛,毛坯成形方,法,法。,尽管这样消,耗,耗的材料和,工,工时多，但,节,节约了生产,准,准备时间和,工,工艺装备的,设,设计制造费,用,用。总的成,本,本较低。,铸件应选灰,铸,铸铁材料和,手,手工造型砂,型,型铸造的方,法,法；,其它件选碳,素,素结构钢型,材,材或自由锻,造,造方法、用,焊,焊条电弧焊,法,法制造毛坯,等,等。,热加工基础,张虎,大批量生产,时,时，应选专,用,用工艺设备,和,和工具以保,证,证毛坯成型,的,的高精度和,高,高生产率。,虽然增加了,设,设计制造专,用,用工装的费,用,用，但进一,步,步加工工作,量,量大量降低,，,，节约工时,，,，使总成本,较,较低。所以,，,，铸件应选,机,机器造型砂,型,型铸造或金,属,属型压铸，,相,相应的材料,；,；,锻件选模型,锻,锻造方法；,焊接结构应,选,选易焊材料,和,和自动焊；,薄壁件则可,考,考虑选生产,率,率高、精度,高,高的冲压方,法,法、压铸方,法,法等制造毛,坯,坯。,热加工基础,张虎,第二节常用,机,机械零件毛,坯,坯的成形方,法,法,常用机械零,件,件按形状和,用,用途不同，,可,可分为轴杆,、,、饼块、机,架,架等类型,毛坯的加工,方,方法分为：,铸,铸造、锻压,、,、焊接、型,材,材毛坯加工,常用毛坯成,行,行的特点与,应,应用见表4-1,热加工基础,张虎,毛坯内在质,量,量的比较,成型方法,组织特征,性能特点,改善方法,铸造,铸态组织，晶粒粗大,较差,增加过冷度，变质处理等,锻造,再结晶组织，有锻造流线,较好,焊接,熔焊,接头组织复杂,不均匀,选择合适焊条、焊丝及热处理等,压焊,接头具有再结晶或加工硬化组织,较好或不均匀,钎焊,接头具有和金铸态组织,不均匀,增加搭接面积，提高承载能力,热加工基础,张虎,毛坯内在成,型,型工艺的比,较,较,成型方法,工艺设计的基本问题,依据,铸造,确定浇铸位置，选择分型面,保证质量,锻造,确定锻造基本工序，确定分模面,简化工艺,焊接,熔焊,确定接头、坡口形式，选择焊条、焊丝或焊剂等,压焊,确定接头形式,钎焊,确定接头形式，选择钎剂等,热加工基础,张虎,热加工基础,张虎,热加工基础,张虎,热加工基础,张虎,一、轴杆类,常见的轴杆,类,类零件有光,轴,轴、阶梯轴,、,、空心轴、,曲,曲轴和杆件,等,等。,按承载类型,不,不同，轴又,可,可 分为,转,转轴工作,时,时既承受弯,矩,矩且又传递,转,转矩的轴，,如,如车床主轴,，,，带轮的轴,等,等；传动轴,主要,传,传动转矩而,不,不承受或承,受,受很小弯矩,的,的轴；心轴,仅承受弯,矩,矩而不传递,转,转矩的轴，,如,如自行车、,汽,汽车的前轴,等,等。,热加工基,础,础,张,张虎,轴杆类零,件,件一般均,为,为重要的,受,受力和传,动,动用零件,。,。中等载荷,的,的轴主要,选,选用调质,钢,钢，承受重载,及,及冲击载,荷,荷、要求,耐,耐磨的轴,主,主要选用,合,合金调质,钢,钢,轴类零件毛坯成形,均,均为锻造；,某些异形,断,断面或弯,曲,曲轴，如,凸,凸轮轴、,曲,曲轴等，,亦,亦可采用,球,球墨铸铁,铸,铸造成形,。,。,毛坯选用,锻,锻焊、,铸,铸焊结,合,合的方法。,如,如汽车排,气,气阀零件,，,，可将合,金,金耐热钢,的,的阀帽与,普,普通碳素,钢,钢的阀杆,焊,焊成一体,，,，以节约,耐,耐热钢材,。,。,又如我国,设,设计制造,的,的万吨水,压,压机立柱,长,长18m,直径1m,壁厚300mrn,重,重80t,采用ZG270-500,分,分六段铸,造,造，再焊,接,接成整体,毛,毛坯。,热加工基,础,础,张,张虎,二、饼块,类,类（盘套,类,类）,常见该类,零,零件有齿,轮,轮、飞轮,、,、手轮、,法,法兰、套,环,环、垫圈,等,等盘套类,零,零件。,这类零件,在,在机械中,的,的功能要,求,求、力学,性,性能要求,具,具有很大,差,差异。其,材,材料的选,择,择及成形,方,方法也各,不,不相同。,齿轮中小,齿,齿轮一般,选,选用锻件,齿轮运转,过,过程中主,要,要受力部,分,分是轮齿,，,，齿根承,受,受弯曲应,力,力，齿面,承,承受接触,应,应力和摩,擦,擦力，有,时,时还有冲,击,击力，因,此,此，要求,齿,齿轮表面,具,具有足够,的,的强度和,硬,硬度，齿,轮,轮本体要,有,有一定的,强,强度和韧,性,性。所以,，,，中小齿,轮,轮一般选,用,用锻件以,使,使其流线,组,组织适应,受,受力要求,，,，,热加工基,础,础,张,张虎,材料一般,为,为中碳结,构,构钢，重要齿,轮,轮应选合,金,金渗碳钢,。,。结构复,杂,杂的大型,齿,齿轮可用,铸,铸钢或球,墨,墨铸铁为,毛,毛坯。,单件生产,也,也可用焊,接,接方法制,造,造大型齿,轮,轮。速度,低,低受力小,的,的齿轮，,也,也可用灰,铸,铸铁为毛,坯,坯。要求,传,传,动精确、,结,结构小巧,的,的仪表齿,轮,轮，用板,材,材冲压成,形,形。高速,轻,轻载的小,齿,齿轮，为,减,减小噪声,亦,亦可用尼,龙,龙等非金,属,属材料制,造,造。有些,齿,齿轮也可,用,用压力铸,造,造、粉末,冶,冶金等方,法,法制成。,热加工基,础,础,张,张虎,带轮、手,轮,轮、飞轮,、,、垫铁和,刀,刀架等受力不大,或,或承压为,主,主的饼块,零,零件毛坯,，,，一般采,用,用铸铁件，单件生,产,产时，亦,可,可采用低,碳,碳钢焊接,件,件。,法兰、气,缸,缸套、导,向,向套、轴,承,承等零件,毛,毛坯一般,为,为钢、铸,铁,铁、铜合,金,金等材料,制,制成。成,形,形方法可,用,用砂型铸,造,造、离心,铸,铸造或锻,造,造；亦可,采,采用无缝,管,管材。大,批,批量时亦,采,采用冷挤,压,压及粉末,冶,冶金等方,法,法，小孔,径,径时也用,轧,轧制或锻,造,造的实心,棒,棒材作毛,坯,坯。,垫圈类零,件,件一般采,用,用低碳钢,板,板冲压件。,热加工基,础,础,张,张虎,三、机架,、,、箱体类,常见的此,类,类零件包,括,括各种机,械,械的机身,、,、机座、,工,工作台、,轴,轴承座及,齿,齿轮箱、,阀,阀体、泵,体,体等。,这类零件结构复杂,，,，具有不,规,