北京交通大学：《材料成型技术基础》课程教学资源（课件讲稿）第五章 毛坯和成形方法的选择

第五章毛坏和成形方法的选择

1 第五章 毛坯和成形方法的选择

第一节毛坏的选择原则机械零件的制造包括毛坏成形和切削加工两个阶段大多数零件都是通过铸造、锻造、焊接或冲压等方法制成毛坏，再经过切削加工制成。因此，正确选择零件毛坏和合理选择机械加工方法是机械零件生产过程控制的关键，选择正确与否，不仅影响每个机械零件乃至整个机械制造的质量和使用性能，而且对于生产周期和成本也有重大的影响

2 第一节 毛坯的选择原则 机械零件的制造包括毛坯成形和切削加工两个阶段， 大多数零件都是通过铸造、锻造、焊接或冲压等方法制 成毛坯，再经过切削加工制成。因此，正确选择零件毛 坯和合理选择机械加工方法是机械零件生产过程控制的 关键，选择正确与否，不仅影响每个机械零件乃至整个 机械制造的质量和使用性能，而且对于生产周期和成本 也有重大的影响

毛坏的种类（1）铸造毛坏：适用于各种形状复杂的零件，铸件材料有铸铁、铸钢及钢等有色金属；（2）锻造毛坏：自由锻件毛坏精度低、加工余量大、生产率低，适用于单件小批量生产以及大型零件毛坏。模锻件毛坏精度高、加工余量小生产率高，适用于中批以上生产的中小型毛坏。常用的锻件材料为中低碳钢及低合金钢：（3）轧制件毛坏：主要包括各种热轧和冷轧圆钢、方钢、六角钢、八角钢等型材，热轧毛坏精度较低，冷轧毛坏精度较高（4）焊接毛坏：是将型材或板料等焊接成所需的毛坏，简单方便，但需经过时效处理消除应力后才能进行机械加工；（5）其它毛坏：如冲压件、粉末冶金和塑料压制件等：3

3  毛坯的种类 （1）铸造毛坯：适用于各种形状复杂的零件，铸件材料有铸铁、铸钢 及钢等有色金属； （2）锻造毛坯：自由锻件毛坯精度低、加工余量大、生产率低，适用 于单件小批量生产以及大型零件毛坯。模锻件毛坯精度高、加工余量 小生产率高，适用于中批以上生产的中小型毛坯。常用的锻件材料为 中低碳钢及低合金钢； （3）轧制件毛坯：主要包括各种热轧和冷轧圆钢、方钢、六角钢、八 角钢等型材，热轧毛坯精度较低，冷轧毛坯精度较高 （4）焊接毛坯：是将型材或板料等焊接成所需的毛坯，简单方便，但 需经过时效处理消除应力后才能进行机械加工； （5）其它毛坯：如冲压件、粉末冶金和塑料压制件等；

毛坏选择的原则（适用性原则）保证使用要求就是满足零件的使用要求。体现在对其形状、尺寸、精度、表面质量等外部质量，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。满足经济性一个零件的制造成本包括其本身的材料费以及所消耗的燃料、动力费用，工资和工资附加费，各项折旧费及其它辅助性费用等分摊到该零件上的份额。要把满足使用要求和降低制造成本统一起来。同时考虑经济性应从降低整体的生产成本考虑。考虑实际生产条件（技术性原则）制定生产方案必须与有关企业部门的具体生产条件相结合，才是合理和切实可行的。在一般的情况下，应充分利用本企业的现有条件完成生产任务

4  保证使用要求（适用性原则） 就是满足零件的使用要求。体现在对其形状、尺寸、精度、表面质量 等外部质量，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。  满足经济性 一个零件的制造成本包括其本身的材料费以及所消耗的燃料、动力费用， 工资和工资附加费，各项折旧费及其它辅助性费用等分摊到该零件上的份额。 要把满足使用要求和降低制造成本统一起来。同时考虑经济性应从降低整体 的生产成本考虑。  考虑实际生产条件（技术性原则） 制定生产方案必须与有关企业部门的具体生产条件相结合，才是合理和 切实可行的。在一般的情况下，应充分利用本企业的现有条件完成生产任务。  毛坯选择的原则

服役条件失效形式分析材料的工艺性材料的主要材料的经济性造抗力指标材料的预选毛亥能设计计算：强度校核评估材料的变形结构尺寸合理性材料的耐用性和抗断裂能力材料的最终选用5

5  毛坯选择的影响因素 1.零件的材料及力学性能要求，基本决定了毛坯种类 2.零件的结构形状和尺寸，基本决定了毛坯的制造工艺方法 3.生产纲领的大小，对于大批大量生产，应选择高精度的毛坯制造 方法，以减少机械加工，节省材料。 4.现有生产条件，要考虑现有的毛坯制造水平和设备能力。 5.企业现有的设备条件、技术力量及生产能力，可以改变原定的毛 坯选定方案 。当采用几种工艺方法皆可以制造该种毛坯时，应该 选用最佳经济方案。充分考虑利用好技术、新工艺、新材料的可能 性

第二节 材料成形方法的选择原则锻造、冲压、焊接等成形方法：铸造、如何选择成形方法：>产品的质量要求；>产品的使用性能；>制造成本；>成形的材料、形状、尺寸、结构和生产批量。6

6 成形方法：铸造、锻造、冲压、焊接等 第二节 材料成形方法的选择原则 如何选择成形方法： 产品的质量要求； 产品的使用性能； 制造成本； 成形的材料、形状、尺寸、结构和生产批量

第二节 材料成形方法的选择原则适应使用性能原则使用要求不同，成形方法不同a)机床主轴：受力复杂，精度高b)手柄：受力小，尺寸要求不严精密优质中碳钢低碳钢棒料，一般切削加工切削加工

7 一、适应使用性能原则 使用要求不同，成形方法不同 第二节 材料成形方法的选择原则 a)机床主轴：受力复杂，精度高 b)手柄：受力小，尺寸要求不严 优质中碳钢，锻造，精密 切削加工 低碳钢棒料，一般 切削加工

第三节材料成形方法的选择原则适应使用性能原则使用要求不同，成形方法不同b）通风机叶片：受力小，尺寸要求不严a)发动机叶片：受力复杂，精度高耐高温材料低碳钢板成形精密切削加工8

8 一、适应使用性能原则 使用要求不同，成形方法不同 a)发动机叶片：受力复杂，精度高 b)通风机叶片：受力小，尺寸要求不严 耐高温材料，精密铸造， 精密切削加工 低碳钢板，冲压 成形 第三节 材料成形方法的选择原则

二、适应工艺性能原则注意零件结构与材料的成形工艺性铸造/焊接，锻例：形状复杂，尺寸较大的，a)铸件b)焊接件适合单件、小批生产更适合批量生产

9 二、适应工艺性能原则 注意零件结构与材料的成形工艺性 例：形状复杂，尺寸较大的，铸造/焊接，锻× a)铸件 b)焊接件 更适合批量生产 适合单件、小批生产

二、适应工艺性能原则注意零件结构与材料的成形工艺性成形；例：形状不太复杂，力学性能要求较高，b)a适合单件、小批生产更适合批量生产10

10 二、适应工艺性能原则 注意零件结构与材料的成形工艺性 例：形状不太复杂，力学性能要求较高，锻造成形； a)自由锻件 b)模锻件 适合单件、小批生产 更适合批量生产