毛坯成型方法選擇

1、第第 頁(yè)頁(yè)高等教育出版社高等教育出版社 高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社目目 錄錄第第7 7章章 零件的毛坯選擇零件的毛坯選擇7.1 7.1 毛坯選擇的原則毛坯選擇的原則7.2 7.2 常用毛坯成形方法的比較常用毛坯成形方法的比較7.3 7.3 常用零件的成形方法常用零件的成形方法7.3.1 7.3.1 軸桿類(lèi)零件軸桿類(lèi)零件7.3.2 7.3.2 盤(pán)套類(lèi)零件盤(pán)套類(lèi)零件7.3.3 7.3.3 機(jī)架、箱體類(lèi)零件機(jī)架、箱體類(lèi)零件7.4 7.4 毛坯成形方法選擇實(shí)例毛坯成形方法選擇實(shí)例7.4.1 V7.4.1 V帶輪零件成形方法的選擇帶輪零件成形方法的選擇7.4.2 7.4.2 單級(jí)齒輪減

2、速器組件成形方法的選擇單級(jí)齒輪減速器組件成形方法的選擇第第 頁(yè)頁(yè)高等教育出版社高等教育出版社 高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社第第7 7章章 零件的毛坯選擇零件的毛坯選擇1 材料的成形過(guò)程是機(jī)械制造的重要工藝過(guò)程。機(jī)器制造中，大部分零件是先通過(guò)鑄造成形、鍛壓成形、焊接成形或非金屬材料成形方法制得毛坯，再經(jīng)過(guò)切削加工制成的。毛坯的選擇對(duì)機(jī)械制造質(zhì)量、成本、使用性能和產(chǎn)品形象有重要的影響，是機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。 通常，零件的材料一旦確定，其毛坯成形方法也大致確定了。例如，零件采用ZL202、HT200、QT600-2等，顯然其毛坯應(yīng)選用鑄造成形；齒輪零件采用45鋼、LD7等

3、常采用鍛壓成形；零件采用Q235、08鋼等板、帶材，則一般選用切割、沖壓或焊接成形；零件采用塑料，則選用合適的塑料成形方法；反之，在選擇毛坯成形方法時(shí)，除了考慮零件結(jié)構(gòu)工藝性之外，還要考慮材料的工藝性能能否符合要求。7.1 7.1 毛坯選擇的原則毛坯選擇的原則 1. 1. 工藝性原則工藝性原則 零件的使用要求決定了毛坯的形狀特點(diǎn)，各種不同的使用要求和形狀特點(diǎn)，形成了相應(yīng)的毛坯成形工藝要求。零件的使用要求具體體現(xiàn)在對(duì)其形狀、尺寸、加工精度、表面粗糙度等外部質(zhì)量和對(duì)其化學(xué)成分、金屬組織、力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能等內(nèi)部質(zhì)量的要求上。對(duì)于不同零件的使用要求，必須考慮零件材料的工藝特性（如鑄造性能、

4、鍛造性能、焊接性能等）來(lái)確定采用何種毛坯成形方法。第第 頁(yè)頁(yè)高等教育出版社高等教育出版社 高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社2. 2. 適應(yīng)性原則適應(yīng)性原則2 例如，不能采用鍛壓成形的方法和避免采用焊接成形的方法來(lái)制造灰鑄鐵零件；避免采用鑄造成形方法制造流動(dòng)性較差的薄壁毛坯；不能采用普通壓力鑄造的方法成形致密度要求較高或鑄后需熱處理的毛坯；不能采用錘上模鍛的方法鍛造銅合金等再結(jié)晶速度較低的材料；不能用埋弧自動(dòng)焊焊接仰焊位置的焊縫；不能采用電阻焊方法焊接銅合金構(gòu)件；不能采用電渣焊焊接薄壁構(gòu)件，等。選擇毛坯成形方法的同時(shí)，也要兼顧后續(xù)機(jī)加工的可加工性。如對(duì)于切削加工余量較大的毛坯就不能采

5、用普通壓力鑄造成形，否則將暴露鑄件表皮下的孔洞；對(duì)于需要切削加工的毛坯盡量避免采用高牌號(hào)珠光體球墨鑄鐵和簿壁灰鑄鐵，否則難以切削加工。一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以采用單種成形方法成形的毛坯，既要考慮各種成形方案結(jié)合的可能性，也需考慮這些結(jié)合是否會(huì)影響機(jī)械加工的可加工性。 在毛坯成形方案的選擇中，還要考慮適應(yīng)性原則。既根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀、外形尺寸和工作條件要求，選擇適應(yīng)的毛坯方案。 例如，對(duì)于階梯軸類(lèi)零件，當(dāng)各臺(tái)階直徑相差不大時(shí)，可用棒料；若相差較大，則宜采用鍛造毛坯。 形狀復(fù)雜和薄壁的毛坯，一般不應(yīng)采用金屬型鑄造；尺寸較大的毛坯，通常不采用模鍛、壓力鑄造和熔模鑄造，多數(shù)采用自由鍛、砂型鑄造和焊接等方法制

6、坯。第第 頁(yè)頁(yè)高等教育出版社高等教育出版社 高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社3. 3. 生產(chǎn)條件兼顧原則生產(chǎn)條件兼顧原則3 零件的工作條件不同，選擇的毛坯類(lèi)型也不同。如機(jī)床主軸和手柄都是軸類(lèi)零件，但主軸是機(jī)床的關(guān)鍵零件，尺寸形狀和加工精度要求很高，受力復(fù)雜且在長(zhǎng)期使用過(guò)程中只允許發(fā)生很微小的變形，因此要選用具有良好綜合力學(xué)性能的45鋼或40Cr，經(jīng)鍛造制坯及嚴(yán)格切削加工和熱處理制成；而機(jī)床手柄則采用低碳鋼圓棒料或普通灰鑄鐵件為毛坯，經(jīng)簡(jiǎn)單的切削加工即可完成，不需要熱處理。再如內(nèi)燃機(jī)曲軸在工作過(guò)程中承受很大的拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，應(yīng)具有良好的綜合力學(xué)性能，故高速大功率內(nèi)燃機(jī)曲軸一般采

7、用強(qiáng)度和韌性較好的合金結(jié)構(gòu)鋼鍛造成形，功率較小時(shí)可采用球墨鑄鐵鑄造成形或用中碳鋼鍛造成形。對(duì)于受力不大且為圓形曲面的直軸，可采用圓鋼下料直接切削加工成形。 毛坯的成形方案要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件選擇?，F(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件主要包括現(xiàn)場(chǎng)毛坯制造的實(shí)際工藝水平、設(shè)備狀況以及外協(xié)的可能性和經(jīng)濟(jì)性，但同時(shí)也要考慮因生產(chǎn)發(fā)展而采用較先進(jìn)的毛坯制造方法。 為此，毛坯選擇時(shí)，應(yīng)分析本企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，如設(shè)備能力和員工技術(shù)水平，盡量利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件完成毛坯制造任務(wù)。若現(xiàn)有生產(chǎn)條件難以滿足要求時(shí)，則應(yīng)考慮改變零件材料和（或）毛坯成形方法，也可通過(guò)外協(xié)加工或外購(gòu)解決。第第 頁(yè)頁(yè)高等教育出版社高等教育出版社 高等教育電子音像出版

8、社高等教育電子音像出版社4. 4. 經(jīng)濟(jì)性原則經(jīng)濟(jì)性原則4 經(jīng)濟(jì)性原則就是使零件的制造材料費(fèi)、能耗費(fèi)、工資費(fèi)用等成本最低。在選擇坯件的類(lèi)型和具體的制造方法時(shí)，應(yīng)在滿足零件使用要求的前提下，把幾個(gè)預(yù)選方案做經(jīng)濟(jì)性比較，從中選出整體生產(chǎn)成本低廉的方案。一般來(lái)說(shuō)，選擇毛坯的種類(lèi)和制造方法時(shí)，應(yīng)使毛坯尺寸、形狀盡量與成品零件相近，從而減少加工余量，提高材料的利用率，減少機(jī)械加工工作量。但是毛坯越精確，制造就越困難，費(fèi)用也越高。因此，生產(chǎn)綱領(lǐng)大時(shí)，應(yīng)采用精度高、生產(chǎn)率高的毛坯制造方法，這時(shí)雖然一次投資較大，但增大的毛坯制造費(fèi)用可由減少的材料消耗及機(jī)械加工費(fèi)用得到補(bǔ)償。一般的規(guī)律是，單件小批生產(chǎn)時(shí)，可采用

9、手工砂型鑄造、自由鍛造、手工電弧焊、鈑金鉗工等成形方法，在批量生產(chǎn)時(shí)可采用機(jī)器造型、模鍛、埋弧自動(dòng)焊或其他自動(dòng)焊接方法和板料沖壓等成形方法制造毛坯。5. 5. 可持續(xù)性發(fā)展原則可持續(xù)性發(fā)展原則 環(huán)境惡化和能源枯竭已是21世紀(jì)人類(lèi)必須解決的重大問(wèn)題，在發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)的同時(shí)，必須考慮環(huán)保和節(jié)能問(wèn)題，不能干圈一塊廠房，毀一片山林的蠢事。在工藝流程設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮可持續(xù)發(fā)展的原則，應(yīng)保護(hù)子孫后代的生存環(huán)境。必須做到：第第 頁(yè)頁(yè)高等教育出版社高等教育出版社 高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社5. 5. 可持續(xù)性發(fā)展原則續(xù)可持續(xù)性發(fā)展原則續(xù)5 (1)盡量減少能源消耗，在制定工藝流程中應(yīng)考慮選擇能耗小的

10、成形方案，并盡量選用低能耗成形方法的材料，合理進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，盡量采用凈成形、凈終成形的新工藝。 (2)不使用對(duì)環(huán)境有害和會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害物質(zhì)的材料，采用加工廢棄物少、容易再生處理、能夠?qū)崿F(xiàn)回收利用的材料。 (3)少用或不用煤、石油等直接作為加熱燃料，避免排出大量CO2氣體，導(dǎo)致地球溫度升高。第第 頁(yè)頁(yè)高等教育出版社高等教育出版社 高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社7.2 7.2 常用毛坯成形方法的比較常用毛坯成形方法的比較6 (1) 鑄造 鑄造是液態(tài)金屬充填型腔后凝固成形的成形方法，要求熔融金屬流動(dòng)性好、收縮性好，鑄造材料利用率高，適用于制造各種尺寸和批量且形狀復(fù)雜尤其具有復(fù)雜內(nèi)腔的

11、零件，如支座、殼體、箱體、機(jī)床床身等。手工砂型鑄造是單件、小批生產(chǎn)鑄件的常用方法；大批大量生產(chǎn)常采用機(jī)器造型；特種鑄造常用于生產(chǎn)特殊要求或有色金屬鑄件。 (2)鍛造 鍛造是固態(tài)金屬在壓力下塑性變形的成形方法，要求金屬的塑性較好、變形抗力小。鍛造方法適用于制造受力較大、組織致密、質(zhì)量均勻的鍛件，如轉(zhuǎn)軸、齒輪、曲軸和叉桿等。自由鍛鍛造工裝簡(jiǎn)單、準(zhǔn)備周期短，但產(chǎn)品形狀簡(jiǎn)單，是單件生產(chǎn)和大型鍛件的唯一鍛造方法；胎模鍛是在自由鍛設(shè)備上采用胎模進(jìn)行鍛造的方法，可鍛造較為復(fù)雜、中小批量的中小型鍛件；模鍛的鍛件可較復(fù)雜，材料利用率和生產(chǎn)率遠(yuǎn)高于自由鍛，但只能鍛造批量較大的中小型鍛件。 (3)粉末冶金 粉末冶金

12、是通過(guò)成形、燒結(jié)等工序，利用金屬粉末和（或）非金屬粉末間的原子擴(kuò)散、機(jī)械楔合、再結(jié)晶等獲得零件或毛坯的。第第 頁(yè)頁(yè)高等教育出版社高等教育出版社 高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社3.粉末冶金；4.沖壓 7 要求粉料的流動(dòng)性好，壓縮性大。粉末冶金材料利用率和生產(chǎn)率高，制品精度高，適合于制造有特殊性能要求的材料和形狀較復(fù)雜的中、小型零件。如制造減磨材料、結(jié)構(gòu)材料、摩擦材料、硬質(zhì)合金、難熔金屬材料、特殊電磁性材料、過(guò)濾材料等板、帶、棒、管、絲各種型材，以及齒輪、鏈輪、棘輪、軸套類(lèi)等各種零件；可以制造重量?jī)H百分之幾克的小制品，也可制造近2 t重的大型坯料。 (4)沖壓 沖壓是借助沖模使金屬產(chǎn)

13、生分離或變形的成形方法，要求金屬塑性成形時(shí)塑性好、變形抗力小。沖壓可獲得各種尺寸且形狀較為復(fù)雜的零件，材料利用率和生產(chǎn)率高。沖壓廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、儀表行業(yè)，是大批量制造質(zhì)量輕、剛度好的零件和形狀復(fù)雜的殼體的首選成形方法。 (5)焊接 焊接是通過(guò)加熱和（或）加壓使被焊材料產(chǎn)生共同熔池或塑性變形或原子擴(kuò)散而實(shí)現(xiàn)連接的，要求材料在焊接時(shí)的淬硬傾向以及產(chǎn)生裂紋和氣孔等缺陷的傾向較小。焊接可獲得各種尺寸且形狀較復(fù)雜的零件，材料利用率高，采用自動(dòng)化焊接可達(dá)到很高的生產(chǎn)率，適用于形狀復(fù)雜或大型構(gòu)件的連接成形，也可用于異種材料的連接和零件的修補(bǔ)。 (6)塑料成形 塑料成形可在較低的溫度下（一般在400 以下）采

14、用注射、擠出、模壓、澆注、燒結(jié)、真空成形、吹塑等方法制成制品。由于塑料的原料來(lái)源豐富易得，制取方便，成形加工簡(jiǎn)單，可以少無(wú)切削加工，成本低廉，性能優(yōu)良，所以塑料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中得到廣泛的應(yīng)用。第第 頁(yè)頁(yè)高等教育出版社高等教育出版社 高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社表7-1 常用的材料成形方法比較8 精密零件或特殊性能的制品，如軸承、金剛石工具、硬質(zhì)合金、活塞環(huán)、齒輪等較高高可較復(fù)雜中小件 粉末流動(dòng)性較好，壓縮性較大 粉末間原子擴(kuò)散、再結(jié)晶，有時(shí)重結(jié)晶粉末冶金 重量輕且剛度好的零件以及形狀較復(fù)雜的殼體，如箱體、罩殼、汽車(chē)覆蓋件、儀表板、容器等較高或高較高可較復(fù)雜各種沖壓 受力較大或較復(fù)雜

15、，且形狀較復(fù)雜的制件，如齒輪、閥體、叉桿、曲軸等較高或高較高可較復(fù)雜中小件模鍛 傳動(dòng)軸、齒輪坯、炮筒等低較低簡(jiǎn)單各種 變形抗力較小，塑性較好 固態(tài)金屬塑性變形自由鍛 型腔較復(fù)雜尤其是內(nèi)腔復(fù)雜的制件，如箱體、殼體、床身、支座等低高較高可復(fù)雜各種 流動(dòng)性好，集中縮孔 液態(tài)金屬填充型腔鑄造結(jié)構(gòu)尺寸主要應(yīng)用生產(chǎn)率材料利用率制件特征對(duì)材料的工藝要求成形特點(diǎn)成形方法第第 頁(yè)頁(yè)高等教育出版社高等教育出版社 高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社續(xù)表焊接 通過(guò)金屬熔池液態(tài)凝固，或塑性變形或原子擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接 淬硬、裂紋、氣孔等傾向較小各種可復(fù)雜較高低高 形狀復(fù)雜或大型構(gòu)件的連接成形，異種材料間的連接，零件

16、的修補(bǔ)等塑料成形 采用注射、擠出、模壓、澆注、燒結(jié)、真空成形、吹塑等方法制成制品 流動(dòng)性好、收縮性、吸水性、熱敏性小各種可復(fù)雜較高較低或較高 一般結(jié)構(gòu)零件、一般耐磨傳動(dòng)零件，減摩自潤(rùn)滑零件，耐腐蝕零件等。如化工管道、儀表殼罩等陶瓷成形 陶瓷材料通過(guò)制粉、配料、成形、高溫?zé)Y(jié)獲得制品 坯體結(jié)構(gòu)均勻并有一定的致密度中小件可較復(fù)雜較高低較高 高硬度，耐高溫、耐腐蝕絕緣零件，如刀具、高溫軸承、泵、閥復(fù)合材料成形 基體材料和增強(qiáng)材料復(fù)合而成的一類(lèi)多相材料，材料與結(jié)構(gòu)一次成形 纖維有高強(qiáng)度和剛度，有合理的含量、尺寸和分布；基體有一定的塑性、韌性 各種可復(fù)雜較高低較高 高比強(qiáng)度、比模量、化學(xué)穩(wěn)定性和電性能好

17、，如船、艇、車(chē)身及配件，管道、閥門(mén)、儲(chǔ)罐、高壓氣瓶等快速成形 通過(guò)離散獲得堆積的路徑和方式，通過(guò)堆積材料疊加起來(lái)成形三維實(shí)體 有利于快速精確地加工原型零件；當(dāng)原形直接用作制件、模具時(shí)，原型的力學(xué)性能和物理化學(xué)性能要滿足使用要求；當(dāng)原形間接使用時(shí)，其性能要有利于后續(xù)處理工藝各種可復(fù)雜高單件成形速度快 產(chǎn)品設(shè)計(jì)、方案論證、產(chǎn)品展示、工業(yè)造型、模具、家用電器、汽車(chē)、航空航天、軍事裝備、材料、工程、醫(yī)療器具、人體器官模型、生物材料組織等9第第 頁(yè)頁(yè)高等教育出版社高等教育出版社 高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社7.3 7.3 常用零件的成形方法常用零件的成形方法7.3.1. 7.3.1. 軸

18、桿類(lèi)零件軸桿類(lèi)零件10 軸桿類(lèi)零件的軸向尺寸遠(yuǎn)大于徑向尺寸，主要有各種實(shí)心軸、空心軸、曲軸、桿件等。軸桿類(lèi)零件主要作為傳動(dòng)元件或受力元件，除光軸外，一般大多為鍛件毛坯，斷面直徑相差越大的階梯軸或有部分異型斷面的軸，采用鍛件毛坯越有利。如發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿、汽車(chē)前梁等都采用鍛件毛坯。 對(duì)光軸、直徑變化較小的軸和力學(xué)性能要求不高的軸，一般采用軋制圓鋼作為毛坯進(jìn)行機(jī)械加工制造。 對(duì)于鍛造軸，受力較小時(shí)采用中碳鋼制造，承載較大時(shí)采用中碳合金鋼（如40Cr、40CrNi等）制造并調(diào)質(zhì)處理；受較大沖擊且承受摩擦?xí)r采用滲氮鋼（38CrMoAl等）制造且滲氮處理，或采用滲碳鋼（如20Cr、20CrMnTi等）制

19、造并滲碳、淬火處理。 某些具有異形截面或彎曲軸線的軸，如凸輪軸、曲軸等，采用鑄鋼(如ZG270-500等)，在滿足使用要求的前提下，也可采用球墨鑄鐵毛坯(如QT450-10等)，以鐵代鋼，降低制造成本。第第 頁(yè)頁(yè)高等教育出版社高等教育出版社 高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社圖7-1 汽車(chē)排氣閥11 對(duì)于一些大型構(gòu)件、特殊性能要求的軸、桿類(lèi)零件的毛坯等，還可采用鍛造焊接或鑄造焊接的工藝完成。如圖7-1所示的汽車(chē)排氣閥，將鍛造的耐熱合金鋼閥帽與軋制的碳素結(jié)構(gòu)鋼閥桿焊成一體，節(jié)約了合金鋼材料。圖7-2所示的120 000 kN水壓機(jī)立柱，長(zhǎng)18 m，凈重80 t，采用ZG270-500分

20、6段鑄造，粗加工后采用電渣焊焊成整體毛坯。圖7-2 水壓機(jī)立柱鑄-焊結(jié)構(gòu)第第 頁(yè)頁(yè)高等教育出版社高等教育出版社 高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社7.3.2. 7.3.2. 盤(pán)套類(lèi)零件盤(pán)套類(lèi)零件圖7-3 盤(pán)套類(lèi)零件12 盤(pán)套類(lèi)零件的軸向尺寸遠(yuǎn)小于徑向尺寸，或者兩個(gè)方向的尺寸相差不大，如圖7-3所示。如各種齒輪、帶輪、飛輪、套環(huán)、軸承環(huán)以及螺母、墊圈等。盤(pán)套類(lèi)零件的用途和工作條件差異很大，故材料和成形方法也有很大的差別。 (1)齒輪 齒輪作為重要的機(jī)械傳動(dòng)零件，工作時(shí)齒面承受接觸壓應(yīng)力和摩擦力，齒根承受彎曲應(yīng)力，有時(shí)還要承受沖擊力，故輪齒須有較高的強(qiáng)度和韌性，齒面須有較高的硬度和耐磨性

21、。第第 頁(yè)頁(yè)高等教育出版社高等教育出版社 高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社圖7-4 不同類(lèi)型的齒輪13 受力小的儀表齒輪在大批生產(chǎn)時(shí)，可采用板料沖壓和非鐵合金(如Zl202)壓鑄成形，也可用塑料（如尼龍）注射成形。在低速且受力不大或在多粉塵工作環(huán)境下的齒輪，可用灰鑄鐵（如HT200）鑄造成形。低速、輕載齒輪常用45、50Mn2、40Cr等中碳結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)提高綜合力學(xué)性能。高速、重載齒輪常采用20CrMnTi、20CrMo等合金結(jié)構(gòu)鋼制造且齒部經(jīng)滲碳、淬火處理，也可采用38CrMoAl等滲氮鋼制造且齒部經(jīng)滲氮處理，從而獲得良好的內(nèi)韌外硬的性能。大批量生產(chǎn)齒輪時(shí)可采用熱軋或精密

22、模鍛的方法生產(chǎn)齒輪毛坯，以提高齒輪的力學(xué)性能。 單件或小批量生產(chǎn)時(shí)，直徑100mm以下的形狀簡(jiǎn)單的小齒輪可用圓鋼作為毛坯（圖7-4a）。直徑大于400500 mm的大型齒輪，鍛造比較困難，可用鑄鋼或球墨鑄鐵件作為毛坯，鑄造齒輪一般以輻條結(jié)構(gòu)（圖7-4c）代替模鍛齒輪的輻板結(jié)構(gòu)（圖7-4b），在單件生產(chǎn)下，也可采用焊接方式制造大型齒輪的毛坯（圖7-4d）。 第第 頁(yè)頁(yè)高等教育出版社高等教育出版社 高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社盤(pán)套類(lèi)零件盤(pán)套類(lèi)零件14 (2)帶輪、飛輪、手輪等 這類(lèi)零件受力不大或僅承受壓力，通常可采用灰鑄鐵、球墨鑄鐵等材料鑄造成形；單件生產(chǎn)時(shí)，也可采用Q215、Q2

23、35等低碳鋼型材焊接成形。 (3)法蘭、墊圈等 可根據(jù)其受力情況及零件形狀，分別采用鑄鐵件、鍛件或沖壓件為毛坯。 (4)模具 熱鍛模要求高強(qiáng)度、高韌性，常用5CrMnMo、5CrNiMo等合金工具鋼制造并經(jīng)淬火和高溫回火處理。沖模要求高硬度、高耐磨性，常用Cr12、Cr12MoV等合金工具鋼制造并經(jīng)淬火和低溫回火處理。模具的成形方法通常采用鍛造。第第 頁(yè)頁(yè)高等教育出版社高等教育出版社 高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社 7.3.3. 7.3.3. 機(jī)架、箱體類(lèi)零件機(jī)架、箱體類(lèi)零件15 機(jī)架、箱體類(lèi)零件包括各種機(jī)械的床身、底座、支架、橫梁、工作臺(tái)、齒輪箱、軸承座、閥體等。該類(lèi)零件的特點(diǎn)

24、是形狀不規(guī)則，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，質(zhì)量從幾千克到數(shù)十噸，工作條件相差很大。而其工作臺(tái)和導(dǎo)軌要求有一定的耐磨性。因此，其毛坯往往以鑄鐵件為主。 (1)一般基礎(chǔ)件 如床身、底座、支架、工作臺(tái)和箱體等，受力狀況以承壓為主，抗拉強(qiáng)度和塑性、韌性要求不高，但要求較好的剛度和減振性，有時(shí)還要求較好的耐磨性，故通常采用灰鑄鐵（如HT150、HT200等）鑄造成形。 (2)受力復(fù)雜件 有些機(jī)械的機(jī)架、箱體等受力較大或較復(fù)雜，如軋鋼機(jī)機(jī)架、模鍛錘錘身等往往同時(shí)承受較大的拉、壓和彎曲應(yīng)力，有時(shí)還受沖擊，要求有較高的綜合力學(xué)性能，故常選用鑄鋼（如ZG200-400等）鑄造成形。有些零件較大，為簡(jiǎn)化工藝，常采用鑄焊、鑄螺紋連

25、結(jié)結(jié)構(gòu)。單件、小批生產(chǎn)時(shí)，也可采用型鋼焊接，以降低制造成本。 (3)比強(qiáng)度、比模量要求件 有些箱體結(jié)構(gòu)如航空發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體、缸蓋和曲軸等，轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼等，要求比強(qiáng)度、比模量較高且有良好的導(dǎo)熱性和耐蝕性，常采用鋁合金或鋁鎂合金（如ZL105、ZL105A等）鑄造成形。第第 頁(yè)頁(yè)高等教育出版社高等教育出版社 高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社7.4 7.4 毛坯成形方法選擇實(shí)例毛坯成形方法選擇實(shí)例7.4.1.V7.4.1.V帶輪零件的成形方法選擇帶輪零件的成形方法選擇16 V帶輪應(yīng)滿足以下要求：重量輕，質(zhì)量分布均勻，安裝對(duì)中性好，消除制造中的內(nèi)應(yīng)力，在v5m/s時(shí)，應(yīng)進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)。外徑

26、、孔徑、寬度和傳動(dòng)功率是V帶輪的重要使用參數(shù) 。成形方案及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)選擇就是建立在滿足這些使用參數(shù)的要求上的。 1. 1. 基準(zhǔn)直徑基準(zhǔn)直徑d dd d 100 mm 100 mm的小帶輪成形方案的小帶輪成形方案 dd 100 mm的帶輪屬于小帶輪，這類(lèi)帶輪一般傳遞功率不大，加工的工時(shí)量也不大，金屬切除量相對(duì)較小，成形方法選擇相對(duì)比較靈活，可以采用以下四種方法成形，并進(jìn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性比較，擇優(yōu)選取。 (1)金屬切削直接成形 用45鋼圓棒料直接車(chē)出，若無(wú)減輕重量要求時(shí)，可設(shè)計(jì)成實(shí)心圓柱形，其外圓、V帶槽和軸孔均可車(chē)出。 (2)鑄造成形 當(dāng)V帶輪最大圓周速度小于25 m/s時(shí)，采用灰鑄鐵（HT150、HT200）成形，當(dāng)帶輪最大圓周速度在2545 m/s時(shí)應(yīng)采用孕育鑄鐵（HT300）或鑄鋼(ZG340640)成形，若要求帶輪質(zhì)量較小時(shí),可采用鑄鋁件（ZL102、ZL202）。第第 頁(yè)頁(yè)高等教育出版社高等教育出版社 高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社動(dòng)畫(huà)5 各種V帶輪17 鑄造成形的V帶輪毛坯，兩端面設(shè)計(jì)成環(huán)形凹腔，主要是為了減少熱節(jié)，避免鑄造時(shí)產(chǎn)生晶粒粗大和縮孔缺陷。帶輪中心孔和兩端面環(huán)形凹腔均可用型芯鑄出，而V帶槽影響起模，不鑄出，留待車(chē)削加工。第第 頁(yè)頁(yè)高等教育出版社高等教育出版社 高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社18 (3)沖壓焊接成形 當(dāng)V帶輪最