机械零件毛坯的选择.docx
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1、机械零件毛坯的选择机械零件的制造包含毛坯成形与切削加工两个阶段,毛坯成形不仅对后续的切削加工产生很大的影响,而且对零件乃至机械产品的质量、使用性能、生产周期与成本等都有影响。因此,正确选择毛坯的类型与生产方法关于机械制造具有重要意义。本章将着重介绍毛坯选择的原则及典型机械零件毛坯的选择。5.1 毛坯选择的原则机械零件常用的毛坯类型有铸件、锻件、轧制型材、挤压件、冲压件、焊接件、粉末冶金件与注射成型件等,每种类型的毛坯都能够有多种成形方法,在选择时我们遵循的原则是:在保证毛坯质量的前提下,力求选用高效、低成本、制造周期短的毛坯生产方法。通常毛坯选择步骤是:首先由设计人员提出毛坯材料与加工后要达到
2、的质量要求,然后再由工艺人员根据零件图、生产批量,并综合考虑交货期限及现有可利用的设备、人员与技术水平等选定合适的毛坯生产方法。具体要考虑的因素有下列几方面:5.1.1 满足材料的工艺性能要求金属是制造机械零件的要紧材料,一旦材料确定后,其材料的工艺性能就是影响毛坯成形的重要因素,表5.1.1给出了常用金属材料所适用的毛坯生产方法。表5.1.1常用材料的毛坏生产方法才料低中高灰铝铜不工模毛碳碳碳铸合合锈具具塑料橡胶生产方钢钢钢铁金金钢钢钢砂型铸造OOO金属型铸造O压力铸造熔模铸造OOOO锻造OOO冷冲压OO粉末冶金OG)O焊接OOO挤压型材OOO冷拉型材OOO备注可压制及吹塑可压制5.1.2
3、注:表中“。”表示材料适宜或者能够使用的毛坯生产方法。5.1.3 满足零件的使用要求零件的使用要求要紧包含零件的结构形状与尺寸要求、零件的工作条件(通常指零件的受力情况、工作环境与接触介质等)与对零件性能的要求等。1 .结构形状与尺寸的要求机械零件由于使用功能不一致,其结构形状与尺寸往往差异较大,各类毛坯生产方法对零件结构形状与尺寸的习惯能力也不相同,因此选择毛坏时,应认真分析零件的结构形状与尺寸特点,选择与之相习惯的毛坯制造方法。关于结构形状更杂的中小型零件,为了使毛坯形状与零件较为接近,应先确定以铸件作为毛坯,然后再根据使用性能要求等选择砂型铸造、金属型铸造或者熔模铸造。关于结构形状很复杂
4、且轮廓尺寸不大的零件,宜选择熔模铸造;关于结构形状较为复杂,且抗冲击能力、抗疲劳强度要求较高的中小型零件,宜选择模锻件毛坯;关于那些结构形状相当复杂且轮廓尺寸又较大的零件,宜选择组合毛坯。2 .力学性能的要求关于力学性能要求较高,特别是工作时要承受冲击与交变载荷的零件,为了提高抗冲击与抗疲劳破坏的能力,通常应选择锻件,如机床、汽车的传动轴与齿轮等;关于由于其它方面原因需使用铸件的,但又要求零件的金相组织致密、承载能力较强的零件,应选择相应的能满足要求的铸造方法,如压力铸造、金属型铸造与离心铸造等。3 .表面质量的要求为降低生产成本,现代机械产品上的某些非配合表面有尽量不加工的趋势,即实现少、无
5、切屑加工。为保证这类表面的外观质量,关于尺寸较小的有色金属件,宜选择金属型铸造、压力铸造或者精密模锻;关于尺寸较小的钢铁件,则宜选择熔模铸造(铸钢件)或者精密模锻(结构钢件)。4 .其它方面的要求关于具有某些特殊要求的零件,务必结合毛坯材料与生产方法来满足这些要求。比如,某些有耐压要求的套筒零件,要求零件金相组织致密,不能有气孔、砂眼等缺陷,则宜选择型材(如液压油缸常使用无缝钢管):假如零件选材为铸铁,则宜选择离心铸造(如内燃机的汽缸套,其材料为QT60()-2,毛坯即为离心铸造铸件),关于在自动机床上进行加工的中小型零件,由于要求毛坯精度较高,故宜使用冷拉型材,如微型轴承的内、外圈是在自动车
6、床上加工的,其毛坯使用冷拉圆钢。5.1.4 满足降低生产成本的要求要降低毛坯的生产成本,务必认真分析零件的使用要求及所用材料的价格、结构工艺性、生产批量等各方面情况。首先,应根据零件的选材与使用要求确定毛坯的类型,再根据零件的结构形状、尺寸大小与毛坯的结构工艺性及生产批量大小确定具体的生产方法,必要时还可按有关程序对原设计提出修改意见,以利于降低毛坯生产成本。1 .生产批量较小时的毛坯选择生产批量较小,毛坯生产的生产率不是要紧问题,材料利用率的矛盾也不太突出,这时应要紧考虑的是减少设备、模具等方面的投资,即使用价格比校便宜的设备与模具,以降低生产成本。如使用型材、砂型铸造件、自由锻件、胎模锻件
7、、焊接结构件等作为毛坯。2 .生产批量较大时的毛坯选择生产批量较大,提高生产率与材料的利用率,降低废品率,对降低毛坯的单件生产成本将具有明显的经济意义。因此,应使用比较先进的毛坯制造方法来生产毛坯。尽管如今的设备造价昂贵、投资费用高,但分摊到单个毛坯上的成本是较低的,并由于工时消耗、材料消耗及后续加工费用的减少与毛坯废品率的降低,从而有效地降低毛坯生产成本。5. 14符合生产条件为了兼顾零件的使用要求与生产成本两个方面,在选择毛坯时还务必与本企业的具体生产条件相结合。当对外订货的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。还要认真分析下列三方面的情况:1. 当代毛
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