南京航空航天大學(xué)工程材料及熱加工工藝課程設(shè)計(jì)有關(guān)事項(xiàng)

1、第一章工程材料及熱加工工藝課程設(shè)第一章工程材料及熱加工工藝課程設(shè)計(jì)的有關(guān)事項(xiàng)計(jì)的有關(guān)事項(xiàng)1.1 課程設(shè)計(jì)的目的課程設(shè)計(jì)的目的 工程材料與熱加工基礎(chǔ)工程材料與熱加工基礎(chǔ)是工程類專業(yè)必修的一門工是工程類專業(yè)必修的一門工藝性、實(shí)踐性很強(qiáng)的綜合性技術(shù)基礎(chǔ)課，其內(nèi)容包括工程材藝性、實(shí)踐性很強(qiáng)的綜合性技術(shù)基礎(chǔ)課，其內(nèi)容包括工程材料學(xué)、鑄造、鍛壓、焊接等。為提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和料學(xué)、鑄造、鍛壓、焊接等。為提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析解決實(shí)際問題的能力，在學(xué)習(xí)該課程綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析解決實(shí)際問題的能力，在學(xué)習(xí)該課程后進(jìn)行為期一周的課程設(shè)計(jì)，其目的是：后進(jìn)行為期一周的課程設(shè)計(jì)，其目的是：1

2、實(shí)用精品課件ppt1 1. .通過課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐，使學(xué)生進(jìn)一步加深了解和通過課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐，使學(xué)生進(jìn)一步加深了解和鞏固課程所學(xué)的有關(guān)知識，提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)鞏固課程所學(xué)的有關(guān)知識，提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析解決實(shí)際問題的能力。知識分析解決實(shí)際問題的能力。2 2. .通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生初步達(dá)到在一般機(jī)械設(shè)計(jì)中通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生初步達(dá)到在一般機(jī)械設(shè)計(jì)中能能合理選擇材料、選擇毛坯的生產(chǎn)方法，并能合理合理選擇材料、選擇毛坯的生產(chǎn)方法，并能合理安排典型零件的熱處理工藝、零件制造工藝流程及安排典型零件的熱處理工藝、零件制造工藝流程及結(jié)構(gòu)工藝性分析。結(jié)構(gòu)工藝性分析。2實(shí)用精品課件ppt1.21.2課程設(shè)

3、計(jì)的選題、內(nèi)容及步驟課程設(shè)計(jì)的選題、內(nèi)容及步驟1 1. . 課設(shè)題目的選定：指導(dǎo)教師與學(xué)生自選相結(jié)合課設(shè)題目的選定：指導(dǎo)教師與學(xué)生自選相結(jié)合 供選零件供選零件 設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中提供的典型零件設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中提供的典型零件 選題要求選題要求 要求有要求有3個零件如：軸、齒類；底座、減速箱蓋；一個個零件如：軸、齒類；底座、減速箱蓋；一個容器類零件。容器類零件。3實(shí)用精品課件ppt2. 2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟1 1) )學(xué)生根據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中規(guī)定的零件或由任課教師指學(xué)生根據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中規(guī)定的零件或由任課教師指定的零件，任選三個零件（包括鑄件、鍛件和焊接件各一定的零件，任選三個零件（包括鑄件

4、、鍛件和焊接件各一個），分析各個零件的工作條件、受力狀況、失效形式等，個），分析各個零件的工作條件、受力狀況、失效形式等，合理選擇各零件所用材料、選擇毛坯生產(chǎn)方法，并能合理合理選擇各零件所用材料、選擇毛坯生產(chǎn)方法，并能合理安排零件的熱處理工藝、制造工藝流程，按設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中安排零件的熱處理工藝、制造工藝流程，按設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析與工藝設(shè)計(jì)。要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析與工藝設(shè)計(jì)。2 2）設(shè)計(jì)中制訂的工藝方案（如選材方案、毛坯選擇方案、）設(shè)計(jì)中制訂的工藝方案（如選材方案、毛坯選擇方案、鑄造工藝中分型面的選擇方案等）鑄造工藝中分型面的選擇方案等）, ,應(yīng)考慮應(yīng)考慮2 23 3個方案進(jìn)個方案

5、進(jìn)行比較行比較, ,充分論證充分論證, ,選取最佳方案選取最佳方案, ,并在設(shè)計(jì)說明書中詳細(xì)并在設(shè)計(jì)說明書中詳細(xì)敘述敘述, ,不能只給出簡單的結(jié)論。不能只給出簡單的結(jié)論。4實(shí)用精品課件ppt4 4）課程設(shè)計(jì)報(bào)告的格式：首頁為題目，依此為任務(wù)書，目錄）課程設(shè)計(jì)報(bào)告的格式：首頁為題目，依此為任務(wù)書，目錄（目錄應(yīng)標(biāo)明序號、標(biāo)題和頁次），正文、體會和建議、參考（目錄應(yīng)標(biāo)明序號、標(biāo)題和頁次），正文、體會和建議、參考資料。資料。 3 3）每個學(xué)生完成一份完整的課程設(shè)計(jì)報(bào)告。）每個學(xué)生完成一份完整的課程設(shè)計(jì)報(bào)告。 設(shè)計(jì)說明書是反映設(shè)計(jì)結(jié)果的技術(shù)文件，必須認(rèn)真寫好。設(shè)計(jì)說明書是反映設(shè)計(jì)結(jié)果的技術(shù)文件，必須認(rèn)真

6、寫好。要求論述清楚，文字簡潔，書寫（或打?。┕ふ?，論述中應(yīng)要求論述清楚，文字簡潔，書寫（或打印）工整，論述中應(yīng)附加必要的插圖說明。附加必要的插圖說明。5實(shí)用精品課件ppt1.4 1.4 課程設(shè)計(jì)的時(shí)間安排課程設(shè)計(jì)的時(shí)間安排項(xiàng)目項(xiàng)目內(nèi)容內(nèi)容時(shí)間安排時(shí)間安排工程材料實(shí)驗(yàn)工程材料實(shí)驗(yàn)性能、組織測試；熱性能、組織測試；熱處理；實(shí)驗(yàn)報(bào)告處理；實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 1天天課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)分組、定題、了解零分組、定題、了解零件、設(shè)計(jì)、編寫說明件、設(shè)計(jì)、編寫說明書書4 4天天6實(shí)用精品課件ppt第第2 2章章 工程材料及熱加工工藝工程材料及熱加工工藝課課程設(shè)計(jì)參考資料程設(shè)計(jì)參考資料2.12.1機(jī)械零件的選材機(jī)械零件的選

7、材 選材是機(jī)械零件設(shè)計(jì)中不可缺少的工作，材料選擇合理與選材是機(jī)械零件設(shè)計(jì)中不可缺少的工作，材料選擇合理與否直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、壽命和生產(chǎn)成本。機(jī)械零件選材的否直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、壽命和生產(chǎn)成本。機(jī)械零件選材的一般原則是：一般原則是：1. 所選材料應(yīng)具有滿意的使用性能，除特殊要求某些物理性能、所選材料應(yīng)具有滿意的使用性能，除特殊要求某些物理性能、化學(xué)性能之外，一般主要要求的是力學(xué)性能，即材料抵抗外加化學(xué)性能之外，一般主要要求的是力學(xué)性能，即材料抵抗外加載荷而不致失效的抗力載荷而不致失效的抗力-失效抗力。失效抗力。2. 材料應(yīng)具有良好的或可行的加工性能。材料應(yīng)具有良好的或可行的加工性能。3.

8、材料的價(jià)格或成本應(yīng)盡可能低廉。材料的價(jià)格或成本應(yīng)盡可能低廉。7實(shí)用精品課件ppt一、機(jī)械零件選材應(yīng)滿足使用性能要求一、機(jī)械零件選材應(yīng)滿足使用性能要求 什么是使用性能什么是使用性能指零件在工作時(shí)應(yīng)具備的力學(xué)、物理和化指零件在工作時(shí)應(yīng)具備的力學(xué)、物理和化學(xué)性能。學(xué)性能。1.機(jī)械零件選材的基本分析方法機(jī)械零件選材的基本分析方法（1）分析零件的工作條件，確定使用性能。）分析零件的工作條件，確定使用性能。 工作條件主要是指：零件的受力情況，包括受力形式，如載工作條件主要是指：零件的受力情況，包括受力形式，如載荷形式（拉、壓、彎曲等），載荷性質(zhì)（如靜載、動載、交變載荷形式（拉、壓、彎曲等），載荷性質(zhì)（如靜

9、載、動載、交變載荷）及承受摩擦的狀況；環(huán)境狀況，如工作溫度、介質(zhì)等；特殊荷）及承受摩擦的狀況；環(huán)境狀況，如工作溫度、介質(zhì)等；特殊要求如導(dǎo)熱性、導(dǎo)磁性等。要求如導(dǎo)熱性、導(dǎo)磁性等。8實(shí)用精品課件ppt（2）進(jìn)行失效分析，確定使用性能。）進(jìn)行失效分析，確定使用性能。舉例：長期以來人們認(rèn)為，汽車柴油發(fā)動機(jī)曲軸的主要使用性舉例：長期以來人們認(rèn)為，汽車柴油發(fā)動機(jī)曲軸的主要使用性能是高的沖擊抗力和耐磨性，應(yīng)選用能是高的沖擊抗力和耐磨性，應(yīng)選用45鋼。鋼。 通過失效分析發(fā)現(xiàn)，曲軸的失效形式主要為疲勞斷裂，其通過失效分析發(fā)現(xiàn)，曲軸的失效形式主要為疲勞斷裂，其主要使用性能為疲勞抗力。因此，以疲勞強(qiáng)度為主要使用性能

10、主要使用性能為疲勞抗力。因此，以疲勞強(qiáng)度為主要使用性能指標(biāo)設(shè)計(jì)、制造的曲軸，不僅質(zhì)量和壽命顯著提高，而且可以指標(biāo)設(shè)計(jì)、制造的曲軸，不僅質(zhì)量和壽命顯著提高，而且可以選用價(jià)格低的球墨鑄鐵制造。選用價(jià)格低的球墨鑄鐵制造。9實(shí)用精品課件ppt（3）從零件使用性能要求提出對材料的性能的要求。）從零件使用性能要求提出對材料的性能的要求。 明確了零件的使用性能后，把使用性能的要求，明確了零件的使用性能后，把使用性能的要求，通過分析、計(jì)算量化成具體數(shù)值，再按這些數(shù)值從手通過分析、計(jì)算量化成具體數(shù)值，再按這些數(shù)值從手冊的材料性能數(shù)據(jù)大致應(yīng)用范圍選材。冊的材料性能數(shù)據(jù)大致應(yīng)用范圍選材。 常見的力學(xué)性能指標(biāo)有常見的

11、力學(xué)性能指標(biāo)有hrc或或hbs，s , b ；非常規(guī)力學(xué)性能指標(biāo)如非常規(guī)力學(xué)性能指標(biāo)如kic及腐蝕介質(zhì)中的力學(xué)性能；及腐蝕介質(zhì)中的力學(xué)性能； 對特殊性能要求的零件，如電性能、磁性能、熱對特殊性能要求的零件，如電性能、磁性能、熱性能等。性能等。10實(shí)用精品課件ppt（1）分析零件的工作條件與環(huán)境，確定零件的技術(shù)要求。）分析零件的工作條件與環(huán)境，確定零件的技術(shù)要求。（2）通過分析實(shí)驗(yàn)，結(jié)合同類零件失效分析結(jié)果提出失效抗）通過分析實(shí)驗(yàn)，結(jié)合同類零件失效分析結(jié)果提出失效抗力指標(biāo)，并以此作為選材的基本依據(jù)。力指標(biāo)，并以此作為選材的基本依據(jù)。（3）根據(jù)力學(xué)計(jì)算，確定零件的主要力學(xué)指標(biāo)。）根據(jù)力學(xué)計(jì)算，確定

12、零件的主要力學(xué)指標(biāo)。（4）決定熱處理及其他表面強(qiáng)化方法。）決定熱處理及其他表面強(qiáng)化方法。（5）試驗(yàn)、投產(chǎn)。對關(guān)鍵零件批量生產(chǎn)前要進(jìn)行試驗(yàn)、初步）試驗(yàn)、投產(chǎn)。對關(guān)鍵零件批量生產(chǎn)前要進(jìn)行試驗(yàn)、初步確定材料選擇，熱處理方法是否合理，熱加工性能好壞。滿意確定材料選擇，熱處理方法是否合理，熱加工性能好壞。滿意后可批量生產(chǎn)。后可批量生產(chǎn)。2.機(jī)械零件按使用要求選材的基本步驟機(jī)械零件按使用要求選材的基本步驟11實(shí)用精品課件ppt3.3.機(jī)械零件選材應(yīng)注意的幾個問題機(jī)械零件選材應(yīng)注意的幾個問題（1）尺寸效應(yīng)。尺寸效應(yīng)是指鋼材截面大小不同，即使熱處理）尺寸效應(yīng)。尺寸效應(yīng)是指鋼材截面大小不同，即使熱處理狀態(tài)相同，

13、其力學(xué)性能也有差別效應(yīng)。隨著材料截面尺寸增大，狀態(tài)相同，其力學(xué)性能也有差別效應(yīng)。隨著材料截面尺寸增大，鋼材的力學(xué)性能下降。尺寸效應(yīng)不僅與冶金質(zhì)量有關(guān)，而且還鋼材的力學(xué)性能下降。尺寸效應(yīng)不僅與冶金質(zhì)量有關(guān)，而且還與淬透性有關(guān)。與淬透性有關(guān)。（2）力學(xué)性能與加工狀態(tài)、處理?xiàng)l件有關(guān)。不同的加工狀態(tài)）力學(xué)性能與加工狀態(tài)、處理?xiàng)l件有關(guān)。不同的加工狀態(tài)（如鑄造、鍛造、不同熱處理，有否壓力加工）其力學(xué)性能差（如鑄造、鍛造、不同熱處理，有否壓力加工）其力學(xué)性能差別。別。（3）材料的力學(xué)性能對同一牌號的材料來說，由于其成分是在）材料的力學(xué)性能對同一牌號的材料來說，由于其成分是在一定范圍內(nèi)變化，因此其力學(xué)性能也是

14、有一定的波動范圍。一定范圍內(nèi)變化，因此其力學(xué)性能也是有一定的波動范圍。12實(shí)用精品課件ppt二、機(jī)械零件選材應(yīng)滿足加工工藝性要求二、機(jī)械零件選材應(yīng)滿足加工工藝性要求 材料的工藝性是指材料適應(yīng)某種加工工藝的能材料的工藝性是指材料適應(yīng)某種加工工藝的能力。所選材料一般應(yīng)先制成與成品形狀相近似的各力。所選材料一般應(yīng)先制成與成品形狀相近似的各種毛坯（例如鑄件、鍛件、焊接件），再經(jīng)切削加種毛坯（例如鑄件、鍛件、焊接件），再經(jīng)切削加工和熱處理，最終形成零件，因此，材料應(yīng)滿足這工和熱處理，最終形成零件，因此，材料應(yīng)滿足這些不同工藝的要求。材料的工藝性通常指以下幾個些不同工藝的要求。材料的工藝性通常指以下幾個方

15、面：方面：1.鑄造性能：包括流動性、收縮性、偏析和吸氣性鑄造性能：包括流動性、收縮性、偏析和吸氣性等。由于接近共晶成分的合金鑄造性能良好，因此等。由于接近共晶成分的合金鑄造性能良好，因此鑄造合金的成分一般選在共晶成分附近。鑄造合金的成分一般選在共晶成分附近。13實(shí)用精品課件ppt2. 壓力加工性能：包括冷壓力加工（冷沖壓、冷軋、冷擠壓）壓力加工性能：包括冷壓力加工（冷沖壓、冷軋、冷擠壓）和熱壓力加工（如鍛造、熱軋、熱擠壓等）時(shí)材料的塑性和和熱壓力加工（如鍛造、熱軋、熱擠壓等）時(shí)材料的塑性和變形抗力。有可熱加工的溫度范圍、抗氧化性和加熱、冷卻變形抗力。有可熱加工的溫度范圍、抗氧化性和加熱、冷卻要

16、求。變形鋁合金、銅合金、低碳鋼的壓力加工性能好、而要求。變形鋁合金、銅合金、低碳鋼的壓力加工性能好、而高碳鋼就差。高碳鋼就差。3. 焊接性能：焊縫處形成冷裂或熱裂及形成氣孔的傾向，低焊接性能：焊縫處形成冷裂或熱裂及形成氣孔的傾向，低碳鋼的焊接性能好，高碳鋼及鑄鐵的焊接性能差。碳鋼的焊接性能好，高碳鋼及鑄鐵的焊接性能差。14實(shí)用精品課件ppt4. 切削加工性能：指材料的切削加工性、磨削加工性等，切削加工性能：指材料的切削加工性、磨削加工性等，一般用切削抗力、零件的表面粗糙度值的大小、刀具磨一般用切削抗力、零件的表面粗糙度值的大小、刀具磨損和切削排除的難易程度來衡量其好壞。損和切削排除的難易程度來

17、衡量其好壞。5.熱處理工藝性：包括淬透性、淬硬性、回火穩(wěn)定性、熱處理工藝性：包括淬透性、淬硬性、回火穩(wěn)定性、氧化脫碳傾向、變形開裂傾向等。氧化脫碳傾向、變形開裂傾向等。15實(shí)用精品課件ppt材料 鑄造性能鑄造性能 流動性流動性 收縮性收縮性 偏析偏析 熔點(diǎn)熔點(diǎn) 對壁厚冷卻敏感性對壁厚冷卻敏感性 其他其他 灰鑄鐵 很好很好 小小 小小 較低較低 較大、壁厚處強(qiáng)度低較大、壁厚處強(qiáng)度低鑄鋼 差差 大大 大大 高高 小、壁厚增加強(qiáng)度無明顯降低小、壁厚增加強(qiáng)度無明顯降低鑄造鋁合金 好好 小小 較大較大 比鑄鐵低比鑄鐵低 大、強(qiáng)度隨壁厚增加而降低大、強(qiáng)度隨壁厚增加而降低16實(shí)用精品課件ppt三、機(jī)械零件選

18、材應(yīng)兼顧經(jīng)濟(jì)性三、機(jī)械零件選材應(yīng)兼顧經(jīng)濟(jì)性1. 材料價(jià)格：一般材料成本約占零件成本的材料價(jià)格：一般材料成本約占零件成本的3070%。2. 材料的加工費(fèi)用：一般加工費(fèi)約占零件成材料的加工費(fèi)用：一般加工費(fèi)約占零件成本的本的30%左右，左右， 生產(chǎn)批量越小，所占比例越生產(chǎn)批量越小，所占比例越高高17實(shí)用精品課件ppt四、選材實(shí)例四、選材實(shí)例1. 零件名稱：某汽車變速齒輪零件名稱：某汽車變速齒輪2. 齒輪簡圖略（尺寸）齒輪簡圖略（尺寸）3. 技術(shù)要求與生產(chǎn)性質(zhì)技術(shù)要求與生產(chǎn)性質(zhì)（1）技術(shù)要求：齒表面要求有較高的硬度（）技術(shù)要求：齒表面要求有較高的硬度（5864hrc）、）、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，而心部則要

19、求較高的強(qiáng)度與韌性。心部強(qiáng)耐磨性和疲勞強(qiáng)度，而心部則要求較高的強(qiáng)度與韌性。心部強(qiáng)度度b 1000mpa ak 60j/cm2（2）生產(chǎn)性質(zhì)：大批量生產(chǎn)。）生產(chǎn)性質(zhì)：大批量生產(chǎn)。18實(shí)用精品課件ppt4. 選材分析選材分析 該齒輪的作用是將汽車發(fā)動機(jī)功率傳遞到后輪倒車作用。該齒輪的作用是將汽車發(fā)動機(jī)功率傳遞到后輪倒車作用。工作條件比較惡劣，受力大常超載和受沖擊力作用。因此，工作條件比較惡劣，受力大常超載和受沖擊力作用。因此，要求較高的心部強(qiáng)度和沖擊韌性，對于齒輪來說還受摩擦力要求較高的心部強(qiáng)度和沖擊韌性，對于齒輪來說還受摩擦力和交變載荷作用。因此，要求齒表面有較高的硬度、耐磨性和交變載荷作用。因

20、此，要求齒表面有較高的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度。根據(jù)上述要求選材方案如下：和疲勞強(qiáng)度。根據(jù)上述要求選材方案如下：方案一：選擇調(diào)質(zhì)鋼。這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后有較好綜合性能，但方案一：選擇調(diào)質(zhì)鋼。這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后有較好綜合性能，但對該齒輪來說其心部塑性，韌性較低，而且再經(jīng)過表面淬火對該齒輪來說其心部塑性，韌性較低，而且再經(jīng)過表面淬火后，其表面的耐磨性不理想，因此該方案難以滿足技術(shù)要求。后，其表面的耐磨性不理想，因此該方案難以滿足技術(shù)要求。19實(shí)用精品課件ppt 選選15、20cr等滲碳鋼，經(jīng)滲碳、淬火、低溫回火后，等滲碳鋼，經(jīng)滲碳、淬火、低溫回火后，表面硬度、耐磨性可以滿足要求，但該齒輪的的厚度較大，表面硬度

21、、耐磨性可以滿足要求，但該齒輪的的厚度較大，這兩種材料的淬透性小，從而使齒輪心部達(dá)不到要求。因此，這兩種材料的淬透性小，從而使齒輪心部達(dá)不到要求。因此，必須選擇淬透性較大的合金滲碳鋼。必須選擇淬透性較大的合金滲碳鋼。 可選擇可選擇20crmnti鋼鋼,該滲碳鋼的淬透性較大該滲碳鋼的淬透性較大,臨界淬透臨界淬透直徑達(dá)直徑達(dá)30-40mm,經(jīng)滲碳、淬火、低溫回火后，表面硬度、經(jīng)滲碳、淬火、低溫回火后，表面硬度、耐磨性可以滿足要求耐磨性可以滿足要求,心部也滿足要求。心部也滿足要求。因此因此,選擇選擇20crmnti鋼制造齒輪。鋼制造齒輪。方案二：在滲碳鋼中選擇方案二：在滲碳鋼中選擇20實(shí)用精品課件p

22、pt2.2 2.2 機(jī)械零件毛坯的選擇機(jī)械零件毛坯的選擇概述概述 毛坯的選擇是機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的一項(xiàng)重要任務(wù)。毛毛坯的選擇是機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的一項(xiàng)重要任務(wù)。毛坯與零件的制造除直接用型材加工外坯與零件的制造除直接用型材加工外,主要由鑄造、鍛壓主要由鑄造、鍛壓及焊接三種制造工藝方法制成。毛坯分為：鑄件、鍛件、及焊接三種制造工藝方法制成。毛坯分為：鑄件、鍛件、焊件和型材件。焊件和型材件。1。影響毛坯選擇的因素。影響毛坯選擇的因素 毛坯選用液態(tài)成形的鑄件或塑性變形的鍛件、薄板沖壓毛坯選用液態(tài)成形的鑄件或塑性變形的鍛件、薄板沖壓件或焊接連接的沖壓件或焊接連接的沖壓焊結(jié)構(gòu)、軋制焊結(jié)構(gòu)、軋制焊結(jié)構(gòu)、鑄焊結(jié)構(gòu)

23、、鑄-焊的焊的焊件。應(yīng)取決于以下六個方面：焊件。應(yīng)取決于以下六個方面：21實(shí)用精品課件ppt（1）零件選用的材質(zhì)，基本決定了毛坯的種類。零件的材質(zhì)）零件選用的材質(zhì)，基本決定了毛坯的種類。零件的材質(zhì)是根據(jù)設(shè)計(jì)要求的使用性能、金屬材料的工藝性能及其經(jīng)濟(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)要求的使用性能、金屬材料的工藝性能及其經(jīng)濟(jì)性能的綜合考慮選定的。性能的綜合考慮選定的。（2）零件的結(jié)構(gòu)形狀，決定了毛坯的制造方法。例如薄壁復(fù)）零件的結(jié)構(gòu)形狀，決定了毛坯的制造方法。例如薄壁復(fù)雜件只能用鑄造（最好為壓力鑄造），大截面簡單件不宜用雜件只能用鑄造（最好為壓力鑄造），大截面簡單件不宜用鑄造，適用于自由鍛。特大的薄壁結(jié)構(gòu)宜用焊接結(jié)構(gòu)。

24、鑄造，適用于自由鍛。特大的薄壁結(jié)構(gòu)宜用焊接結(jié)構(gòu)。（3）零件的生產(chǎn)類型，對毛坯的選擇也起決定作用。）零件的生產(chǎn)類型，對毛坯的選擇也起決定作用。（4）零件不加工表面的精度與粗糙度不僅決定于毛坯類型，）零件不加工表面的精度與粗糙度不僅決定于毛坯類型，而且可進(jìn)一步選用精密鑄造或精密鍛造等少余量或無余量的而且可進(jìn)一步選用精密鑄造或精密鍛造等少余量或無余量的精密零件或毛坯。精密零件或毛坯。22實(shí)用精品課件ppt（5）工廠現(xiàn)有設(shè)備、技術(shù)力量及生產(chǎn)能力，可改變原定）工廠現(xiàn)有設(shè)備、技術(shù)力量及生產(chǎn)能力，可改變原定的毛坯選定方案。例如大型件原可采用整體鑄件，但受設(shè)的毛坯選定方案。例如大型件原可采用整體鑄件，但受設(shè)備

25、、廠房限制只能采用以小拼大的鑄備、廠房限制只能采用以小拼大的鑄-焊結(jié)構(gòu)；復(fù)雜程度焊結(jié)構(gòu)；復(fù)雜程度高的鑄件由于技術(shù)力量與生產(chǎn)能力的影響，只能化難為易高的鑄件由于技術(shù)力量與生產(chǎn)能力的影響，只能化難為易采用鑄采用鑄焊結(jié)構(gòu)。有些情況甚至將鑄件改為鍛件。焊結(jié)構(gòu)。有些情況甚至將鑄件改為鍛件。（6）當(dāng)毛坯幾種制造方法均可制造時(shí)，應(yīng)選用最佳經(jīng)濟(jì)）當(dāng)毛坯幾種制造方法均可制造時(shí)，應(yīng)選用最佳經(jīng)濟(jì)方案。方案。23實(shí)用精品課件ppt2.檢驗(yàn)毛坯選擇是否合理的標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)毛坯選擇是否合理的標(biāo)準(zhǔn)（1）使用性：滿足零件使用要求。）使用性：滿足零件使用要求。（2）工藝性：加工方便，易獲優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。）工藝性：加工方便，易獲優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。（

26、3）經(jīng)濟(jì)性：成本最低，消耗最少。）經(jīng)濟(jì)性：成本最低，消耗最少。24實(shí)用精品課件ppt一、鑄造毛坯1. 鑄造毛坯的選用條件鑄造毛坯的選用條件（1）必須能制出與零件形狀相近的，并保證尺寸正確、）必須能制出與零件形狀相近的，并保證尺寸正確、輪廊清晰。輪廊清晰。（2）必須具備熔煉設(shè)備，能熔煉出質(zhì)量與溫度合適的）必須具備熔煉設(shè)備，能熔煉出質(zhì)量與溫度合適的金屬。金屬。（3）熔煉金屬應(yīng)平穩(wěn)地進(jìn)入型腔，不與鑄型發(fā)生反應(yīng)；）熔煉金屬應(yīng)平穩(wěn)地進(jìn)入型腔，不與鑄型發(fā)生反應(yīng)；氣體、夾渣易于排除，鑄型充滿不產(chǎn)生冷隔及澆不足氣體、夾渣易于排除，鑄型充滿不產(chǎn)生冷隔及澆不足現(xiàn)象?，F(xiàn)象。（4）設(shè)計(jì)的鑄件在冷卻凝固時(shí)，不產(chǎn)生鑄造應(yīng)

27、力、裂）設(shè)計(jì)的鑄件在冷卻凝固時(shí)，不產(chǎn)生鑄造應(yīng)力、裂紋及變形。縮孔可以切除獲完整的毛坯。紋及變形?？s孔可以切除獲完整的毛坯。25實(shí)用精品課件ppt（5）必須方便地從鑄型中取出鑄件。）必須方便地從鑄型中取出鑄件。（6）必須能清除鑄件內(nèi)外型砂及芯砂、澆冒系統(tǒng)）必須能清除鑄件內(nèi)外型砂及芯砂、澆冒系統(tǒng)及附在鑄件上的一切多余部分。及附在鑄件上的一切多余部分。26實(shí)用精品課件ppt2. 鑄造毛坯舉例鑄造毛坯舉例 無人機(jī)發(fā)動機(jī)用軸流轉(zhuǎn)子。毛坯原用材料為無人機(jī)發(fā)動機(jī)用軸流轉(zhuǎn)子。毛坯原用材料為1cr13馬氏體馬氏體不銹鋼鍛件，現(xiàn)改為不銹鋼鍛件，現(xiàn)改為zgcr18nicu3沉淀硬化不銹鋼精密鑄造沉淀硬化不銹鋼精密鑄

28、造件。件。零件的毛坯選擇時(shí)，考慮以下零件的毛坯選擇時(shí)，考慮以下3種方案：種方案：（1）選鐓粗成圓盤類自由鍛件，進(jìn)行切削加工。）選鐓粗成圓盤類自由鍛件，進(jìn)行切削加工。優(yōu)點(diǎn)：毛坯制造方便，優(yōu)點(diǎn)：毛坯制造方便， 1cr13鑄造性能尚可。鑄造性能尚可。缺點(diǎn)：毛坯加工量極大，金屬消耗多。缺點(diǎn)：毛坯加工量極大，金屬消耗多。 毛坯加工后，葉片處鍛造纖維組織被切斷，使葉片受力部毛坯加工后，葉片處鍛造纖維組織被切斷，使葉片受力部位處于不良狀態(tài)，且葉片具有方向性。位處于不良狀態(tài)，且葉片具有方向性。27實(shí)用精品課件ppt優(yōu)點(diǎn)：材質(zhì)機(jī)械性能好，纖維組織基本不切斷。優(yōu)點(diǎn)：材質(zhì)機(jī)械性能好，纖維組織基本不切斷。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：

29、a.軸流轉(zhuǎn)子形狀復(fù)雜，不能容易從鍛模中取出。葉片間整模塊無軸流轉(zhuǎn)子形狀復(fù)雜，不能容易從鍛模中取出。葉片間整模塊無法起模。法起模。b.采用分塊的鍛造模具，成本太高，精密程度達(dá)不到，仍需加工，采用分塊的鍛造模具，成本太高，精密程度達(dá)不到，仍需加工，留加工余量。精密鍛造模具成本更大，且需用精度高，壓力大的留加工余量。精密鍛造模具成本更大，且需用精度高，壓力大的專用鍛壓設(shè)備。專用鍛壓設(shè)備。c.飛機(jī)結(jié)構(gòu)件批量不大。每一件攤派的模具成本費(fèi)用不小。飛機(jī)結(jié)構(gòu)件批量不大。每一件攤派的模具成本費(fèi)用不小。（2）選接近零件形狀的模鍛件）選接近零件形狀的模鍛件28實(shí)用精品課件ppt缺點(diǎn)：制造蠟?zāi)５膲盒徒Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，

30、采用組合蠟?zāi)r(shí)制成缺點(diǎn)：制造蠟?zāi)５膲盒徒Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，采用組合蠟?zāi)r(shí)制成十七個單葉片焊在渦輪盤上精度不夠，焊接后蠟?zāi)Ｗ冃巍Ｊ邆€單葉片焊在渦輪盤上精度不夠，焊接后蠟?zāi)Ｗ冃巍?yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：a. 形狀復(fù)雜、要求精度極高的葉輪類不銹鋼件非常適用熔形狀復(fù)雜、要求精度極高的葉輪類不銹鋼件非常適用熔模精鑄，而不能考慮壓鑄。尤其是批量不大、高熔點(diǎn)的黑色金屬。模精鑄，而不能考慮壓鑄。尤其是批量不大、高熔點(diǎn)的黑色金屬。制造壓鑄模具成本太高，壽命低。制造壓鑄模具成本太高，壽命低。b. 比模鍛的模具制造費(fèi)低很多，壓蠟型用模具可采用鋁、低熔點(diǎn)比模鍛的模具制造費(fèi)低很多，壓蠟型用模具可采用鋁、低熔點(diǎn)易熔合金，起型方便。易

31、熔合金，起型方便。（3）改用鍛造合金采用熔模精鑄件）改用鍛造合金采用熔模精鑄件29實(shí)用精品課件pptc. 采用高達(dá)采用高達(dá)900左右的鑄型澆注，提高了金屬的流動性，左右的鑄型澆注，提高了金屬的流動性，能鑄出葉尖上僅能鑄出葉尖上僅1mm厚的形狀，鑄件尺寸精確、表面粗糙厚的形狀，鑄件尺寸精確、表面粗糙度低、輪廊清晰。度低、輪廊清晰。d. 解決了鍛件切削時(shí)切斷纖維組織的弊病，葉片性能無方向解決了鍛件切削時(shí)切斷纖維組織的弊病，葉片性能無方向性。性。e. 鍛件改鑄件，鍛造合金改為鑄造合金。鍛件改鑄件，鍛造合金改為鑄造合金。30實(shí)用精品課件ppt二、鍛造毛坯二、鍛造毛坯1.鍛造毛坯的選用條件鍛造毛坯的選用

32、條件 凡受重載、交變載荷、高速旋轉(zhuǎn)的重要零件，不適宜采用凡受重載、交變載荷、高速旋轉(zhuǎn)的重要零件，不適宜采用鑄造毛坯，因?yàn)殍T造毛坯缺陷較多，質(zhì)量也不易控制。多采用鑄造毛坯，因?yàn)殍T造毛坯缺陷較多，質(zhì)量也不易控制。多采用鍛件。航空鍛造零件根據(jù)工作重要性分以下四類：鍛件。航空鍛造零件根據(jù)工作重要性分以下四類：1) 特別重要的高載荷零件。如渦輪軸、槳軸等，對鍛造質(zhì)量要特別重要的高載荷零件。如渦輪軸、槳軸等，對鍛造質(zhì)量要求極為嚴(yán)格。求極為嚴(yán)格。2) 較為重要的中載零件。渦輪盤、葉片等，需做低倍、高倍顯較為重要的中載零件。渦輪盤、葉片等，需做低倍、高倍顯微組織觀察，做硬度檢查。微組織觀察，做硬度檢查。3)低

33、載零件低載零件,抽樣機(jī)械性能與金相。抽樣機(jī)械性能與金相。4)普通零件普通零件,僅檢查硬度。僅檢查硬度。31實(shí)用精品課件ppt鍛造毛坯舉例鍛造毛坯舉例 飛機(jī)搖臂飛機(jī)搖臂,為飛機(jī)上的中載受力件，材質(zhì)為飛機(jī)上的中載受力件，材質(zhì)ld7鍛鋁，形狀復(fù)雜，鍛鋁，形狀復(fù)雜，鍛造有鍛造有3種方案種方案:(1) 全部用自由鍛毛坯件，成本低，較經(jīng)濟(jì)，但腹板與深筋無全部用自由鍛毛坯件，成本低，較經(jīng)濟(jì)，但腹板與深筋無法鍛成。法鍛成。(2) 全部用模鍛毛坯件，必須設(shè)計(jì)多型槽的模鍛，但成本高，全部用模鍛毛坯件，必須設(shè)計(jì)多型槽的模鍛，但成本高，鋁合金鋁合金ld7的變形流動性差，不適宜進(jìn)行拔長、滾擠。的變形流動性差，不適宜進(jìn)行

34、拔長、滾擠。（3）自由鍛制坯）自由鍛制坯-然后摩擦壓力機(jī)預(yù)鍛（腹板與深筋），然后摩擦壓力機(jī)預(yù)鍛（腹板與深筋），使形狀、尺寸與終鍛基本相同使形狀、尺寸與終鍛基本相同-摩擦壓力機(jī)最終成型。摩擦壓力機(jī)最終成型。32實(shí)用精品課件ppt三、焊接毛坯三、焊接毛坯1. 焊接毛坯選用注意事項(xiàng)及舉例焊接毛坯選用注意事項(xiàng)及舉例 例例 現(xiàn)需大量生產(chǎn)一種乙炔氣瓶，該現(xiàn)需大量生產(chǎn)一種乙炔氣瓶，該氣瓶的壁厚為氣瓶的壁厚為4.5mm。設(shè)計(jì)壓力為。設(shè)計(jì)壓力為6mpa，結(jié)構(gòu)如右圖所示。結(jié)構(gòu)如右圖所示。 要求：選擇合理的氣瓶材料；確要求：選擇合理的氣瓶材料；確定焊縫位置；設(shè)計(jì)接頭型式；選擇焊定焊縫位置；設(shè)計(jì)接頭型式；選擇焊接方法

35、和焊接材料；擬定主要工藝過接方法和焊接材料；擬定主要工藝過程。程。33實(shí)用精品課件ppt焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： (1)選擇氣瓶材料：瓶頸和易熔塞座選選擇氣瓶材料：瓶頸和易熔塞座選20鋼，切削加工鋼，切削加工后焊到瓶體上。上、下封頭用鋼板沖壓成形，筒子用鋼后焊到瓶體上。上、下封頭用鋼板沖壓成形，筒子用鋼板卷圓后焊成。根據(jù)產(chǎn)品使用要求，考慮到?jīng)_壓、卷圓板卷圓后焊成。根據(jù)產(chǎn)品使用要求，考慮到?jīng)_壓、卷圓和焊接工藝，選用塑性和焊接性好的低合金結(jié)構(gòu)鋼和焊接工藝，選用塑性和焊接性好的低合金結(jié)構(gòu)鋼q345(16mnr、r表示壓力容器用鋼表示壓力容器用鋼)。34實(shí)用精品課件ppt(2)確定焊縫位置：瓶體焊縫布置有兩種方案，如圖確定焊縫位置：瓶體焊縫布置有兩種方案，如圖11-2所示。方案所示。方案a：瓶體由上、下兩部分經(jīng)沖壓成形后焊在瓶體由上、下兩部分經(jīng)沖壓成形后焊在一起，瓶體上只有一條環(huán)形焊縫焊接工作量小