材料成型工艺的选择教学教案.ppt

机架、箱体类零件 机架、箱体类零件的结构特点：形状不规则，结构比较复杂，重量从几千克至数百吨。包括各种机械的机身、底座、支架、横梁、工作台以及齿轮箱、轴承座、阀体、泵体等。 机架、箱体类零件成型方法的选择 通常以铸件为毛坯，选用铸造成型的方法，主要以铸铁件为主； 受力复杂或受力较大冲击载荷的零件则采用铸钢件； 在单件生产或工期要求紧迫的情况下，可采用焊接件，可减轻零件重量，但刚度和减振性不如铸铁件。 材料成形技术基础 第5篇 材料成型工艺的选择及检验 17 机械零件材料和毛坯的选择 18 毛坯的质量检验 机械零件在机器中的作用 机械零件毛坯的选择 机械零件在机器中的作用 机械零件毛坯的选择 机械零件制造： 毛坯成形 切削加工 毛坯选择影响： 制造质量 使用性能 生产周期 制造成本 摩托车发动机 机械零件毛坯的选择 机器人汽车焊接生产线 机械零件毛坯的选择 减速器模型 机械零件毛坯的选择 17 机械零件材料和毛坯的选择 17.1 零件毛坯类型及其制造方法比较 一 零件毛坯类型( types of roughcasts) 1. 型材（bar section) 2. 铸件 (casting) 3. 锻件 (forging) 4. 冲压件(stamping) 5. 焊接件(weldment) 6. 联合毛坯(combined roughcast) U型钢 棒材 盖板 排水箱 法兰 电路板 手机外壳 主要用于制造各种结构件，部分用于制造零件毛坯及修复废旧零件 用于以薄板成型的各种零件 用于承受重载、动载及复杂载荷的重要零件 铸铁件用于受力不大或承压为主的零件，铸钢件用于承受重载而形状复杂的大、中型零件 应用范围 接头的力学性能可达到或接近母材金属 强度、硬度提高，结构刚度好 比同成分的钢件的力学性能好 铸铁件力学性能差，但减振及耐磨性能好；铸钢件力学性能较好 机械性能 焊接 冲压 锻造 铸造 比较内容 焊接区为铸造组织，熔合区及过热区有粗大晶粒 多数工序在加工后组织基本不变 晶粒细小、致密、杂质呈纤维方向排列 晶粒粗大、疏 松、杂质排列 无方向性 组织特点 毛坯的选择包括毛坯的材料、类型以及具体的制造方法 1.零件使用性能及质量的要求 2.材料的工艺性能 3.选材的经济性 4.生产条件 17.2毛坯类型的选择原则和依据 1.零件使用性能要求 零件的使用性能主要指零件在使用状态下材料应具有的力学性能、物理性能或化学性能。 中碳钢 锻造 整体正火或调质处理 齿面高频淬火 （1）机床齿轮 低碳钢 齿面渗碳淬火 锻造 （2）汽车齿轮 （3）低速机械齿轮 铸造 灰铸铁 正火 2.材料的工艺性能 材料的工艺性能是指所选用的材料能否保证顺利的加工制成零件。 金属材料的工艺性能： 铸造性能 锻造性能 焊接性能 热处理工艺性能 切削加工性能 流动性、收缩、偏析和吸气等 塑性和变形抗力 焊接接头产生工艺缺陷及焊接接头的使用性能 淬透性、淬火变形、开裂倾向、过热敏感性、耐回火性等 3.选材的经济性 满足使用性能和工艺性能的前提下，选用的材料应尽可能是零件的生产和使用成本最低，经济效益最高。 ▲ 一般单件小批量生产时，通常选用廉价材料、通用设备和工具、低生产率的毛坯成型方法。 铸件 灰铸铁材料和手工砂型铸造的方法 焊接结构件 锻件 碳素结构钢型材和自由锻造的方法 低碳钢材料和手工电弧焊法 在大批量生产时，应选用专用工艺设备和工具以保证毛坯成型的高精度和高生产率。 铸件 机器造型或金属型铸造 焊接结构件 锻件 模锻造型 易焊材料和自动焊 薄壁件 冲压方法、压铸方法 根据零件的使用要求和制造成本分析所选定的毛坯制造方法，在特定的企业部门是否切实可行，也是毛坯选择应考虑的一个基本原则。 4.生产条件 1.零件使用性能－足够 2.材料的工艺性能－良好 3.经济性－合理 4.生产条件－综合考虑 毛坯类型的选择原则和依据 17.3 常用零件毛坯成型方法的选用 1、常用机械零件分类 按形状和用途的不同可分为 （1）轴杆类零件 （2）饼块及盘套类零件 （3）机架、箱体类零件 轴杆类零件 轴杆类零件的结构特点：其轴向尺寸远大于径向尺寸，常见的轴杆类零件有实心轴、空心轴和偏心轴以及各种管件、杆件等 轴杆类零件的成型方法的选用 （1）材料的选择： 碳钢（45#钢），经调质处理——具有良好的综合力学性能； 承受重载或冲击载荷以及要求提高轴径耐磨性的情况下，采用合金结构钢（如40Cr、20CrMnTi）； 凸轮轴、曲轴等可以选用球墨铸铁（如QT450-10、QT500-5等），降低制造成本。 （2）成型方法： 受力和传动零件，