复件 第8章 机械零件毛坯选择

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1、第8章机械零件毛坯的选择毛坯成形方法选择的合理与否直接影响到零件的质量、使用性能、成本和生产率；而零件的材料选定以后，其毛坯成形方法也大致确定了。8.1机械零件毛坯选择的原则前提：既满足零件的使用要求，又使零件在制造过程中具有良好的工艺性和经济性，以利于降低成本和提高生产率。所以，毛坯的选择是一个全面分析，认真比较，各方面知识综合应用的过程。（1）适用性原则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。（2）工艺性原则使零件的结构、材料与所选择的毛坯成

2、形方法相适应，亦即具有良好的工艺性。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。形状复杂、尺寸较大的零件铸造成形：灰铸铁、球墨铸铁焊接成形：如低碳钢、低合金结构钢形状不太复杂、力学性能要求较高的零件塑性成形：低、中碳钢及低合金结构钢（3）经济性原则（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

3、协作或外购解决。1)在满足使用要求的前提下，使制造成本尽可能降低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、小批生产的投资小、加工费用低：砂型铸造（手工造型）、自由锻和电条电弧焊等；成批大量生产生产效率和制品精度高：砂型铸造（机器造型）、精密铸造、模锻、自动焊。8.2常用毛坯的选择结合考虑零件的结构，利于简化工艺和满足毛坯的质量要求8.2.1常用毛坯材料的比较1．铸造合金(1)铸铁：应用最多。有良好的耐磨性、减振性和低的缺口敏感性，且价格较低。1）灰铸铁：铸造性能好，但焊接性差，力学性能较差；常用于制造受力较小的

4、零件，尤其是承压件，如机座、箱体和机床床身等。2）球墨铸铁：力学性能较好，铸造性能略低，焊接性差；适于制造受力较大或较复杂以及承受冲击的零件，如内燃机曲轴、连杆、齿轮和轧钢机轧辊等。3）可锻铸铁力学性能较好，铸造性能及焊接性差，生产周期长；适于制造受力较大或较复杂以及承受冲击的薄壁小件，如壳体、齿轮、摇臂和小轴等(2)铸钢综合力学性能远优于铸铁，低碳铸钢还具有良好的焊接性；适于制造承受重载荷、复杂载荷或冲击的零件，如曲拐、齿轮和机架等(3)铸造非铁合金常用的有铸造铝合金和铸造铜合金。强度一般不太高，除铝硅合金外，其余的铸造性能均较差，焊接性较差，价格较

5、高。一般均具有较好的耐磨性和耐蚀性，还有一定的耐热性，故常用于要求耐热、耐蚀或导热性良好的零件，如内燃机活塞、蜗轮和滑动轴承等。2．塑性成形用金属材料(1)低、中碳钢和低合金结构钢低碳钢塑性成形性较好，且有良好的焊接性。中碳钢综合力学性能好，热成形时塑性成形性好，但焊接性较差。低碳钢适于制造型材、板材及一般机械零件中碳钢适于制造重要一些的机械零件如曲轴、齿轮和转轴等。(2)高碳钢和合金钢强度高，塑性差，热成形时变形抗力也较大，锻造温度范围窄，焊接性也差。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

6、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(4)变形铜合金：强度中等，塑性较好；绝大多数塑性高，变形抗力较低，塑性成形性好，但锻造温度范围窄，焊接性较差。变形铜合金适于制造机械零件、仪表零件和电气元件，尤其是耐蚀件和耐磨件，如散热器管和片、蜗轮、轴承和弹簧等。8.2.2常用毛坯成形方法的比较铸造：制造各种尺寸且形状较复杂尤其是具有复杂内腔的零件：箱体、壳体、机床床身、支座锻造：制造受力较大或较复杂的零件。转轴、齿轮、曲轴

7、和叉杆冲压：制造质轻、壁薄而刚性好的零件及形状较复杂的壳体：箱体、壳体、仪表板和容器焊接：形状复杂件或大型构件的连接成形、异种材料的连接和零件的修补：粉末冶金：适于制造形状较复杂的中、小型零件，如皮带轮、齿轮、链轮等；也适于制造有特殊性能要求的材料和零件，如含油轴承、金刚石工具、硬质合金、活塞环等。8.3常用零件的材料和成形方法8.3.1轴杆类零件轻载时：用中碳钢（如35、40、45等）重载时：用中碳合金钢（如40Cr等）并经调质处理。受较大冲击且受摩擦时：用渗氮钢（38CrMoA1等）制造并经渗氮处理。或用渗碳钢（如20CrMnTi、20Cr等）制造

8、并经渗碳、淬火处理。曲轴铸造时：可采用铸钢（如ZG270—500等）或球墨铸铁