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,,一、零件毛坯的类型,机械零件毛坯的选择,机械零件毛坯的选择,,二、毛坯选择的原则和依据,1、毛坯选择的原则,,保证零件的使用要求（适用性原则）,零件的使用要求是指在一定的服役年限内和一定的工作条件下，为满足按设计要求正常工作对该零件所提出的形状、尺寸及有关性能要求 一定的工作条件是指： （1）零件在工作时的受力状况； （2）零件的工作介质及由此可能引起的零件内应力状况； （3）零件的工作温度及由此可能引起的零件性能的变化机械零件毛坯的选择,,二、毛坯选择的原则和依据,1、毛坯选择的原则,,保证零件的使用要求,形状精度 尺寸精度 表面质量,降低制造成本（经济性原则）,制造成本——材料费、消耗的燃料和动力费、工资、设备费用等,成分、组织 力学性能 物理性能、化学性能,外部质量,内部质量,,,结合实际生产条件（可行性原则）,机械零件毛坯的选择,,二、毛坯选择的原则和依据,1、毛坯选择的原则,2. 工艺性能原则,材料的工艺性能是指毛坯满足各种加工工艺要求的能力，毛坯的工艺性能与其材料和结构特征有关,（1）毛坯的材料,对于铸件，在金属材料中，铸造铝合金和铜合金的铸 造性能优于铸钢。
而灰铸铁铸造性能最好对于锻件， 低碳钢的锻造性能最好，中碳钢次之，高碳钢较差； 低合金钢的锻造性能接近于中碳钢，高合金钢较差； 铝合金锻造性能不是很好，而铜合金的锻造性能很好 对于焊接件，低碳钢及碳当量＜0.4%的合金钢具有较 好的焊接性；含碳量＞0.4%及碳当量＞0.4%的合金钢 焊接性能较差；铜合金和铝合金的焊接性能一般比碳 钢差若材料在成型后还需要进行切削加工，则必须考 虑材料的切削加工性能在金属材料中，铝合金和镁合 金的切削加工性最好，其次为易切削钢和中碳钢，而奥 氏体不锈钢、高速钢和耐热合金钢最差机械零件毛坯的选择,,二、毛坯选择的原则和依据,（2）毛坯的结构特征,形状复杂件，特别是有复杂内腔的毛坯，只能 用铸造的方法获得圆饼、方块、套环、齿轮 等形状简单的零件，可以采用自由锻工艺；外 形较为复杂，并且表面质量要求较高时，则要 采用胎膜锻或模锻完成1、毛坯选择的原则,2. 工艺性能原则,机械零件毛坯的选择,,二、毛坯选择的原则和依据,1、毛坯选择的原则,2. 工艺性能原则,3. 经济性原则,（1）生产批量较小时,主要考虑的问题是减少设备、模具等方面的投资，以降低生产成本,（2）生产批量较大时,提高生产率和材料的利用率，降低废品率，对降低毛坯的单件生产成本具有明显的经济意义,,三、常用机械零件毛坯分类及制造方法,机械零件毛坯的选择,毛坯分类：轴杆类、盘套类、机架箱体类,,三、常用机械零件毛坯分类及制造方法,机械零件毛坯的选择,,,1、轴杆类零件,,,功用:,主要起支承传动件和传递转矩的作用。
三、常用机械零件毛坯分类及制造方法,机械零件毛坯的选择,,,1、轴杆类零件,,车床主轴零件,,三、常用机械零件毛坯分类及制造方法,机械零件毛坯的选择,,,1、轴杆类零件,传动轴、机床主轴、丝杠、光杠、曲轴、偏心轴、凸轮轴等,,,三、常用机械零件毛坯分类及制造方法,机械零件毛坯的选择,,,1、轴杆类零件,传动轴、机床主轴、丝杠、光杠、曲轴、偏心轴、凸轮轴等,,三、常用机械零件毛坯分类及制造方法,机械零件毛坯的选择,,,1、轴杆类零件,传动轴、机床主轴、丝杠、光杠、曲轴、偏心轴、凸轮轴等,轴杆零件一般都是各种机械中重要的受力和传动零件，因此，除直径变化较小的轴和力学性能要求不高的轴外，各种轴杆零件几乎都以锻件为毛坯，在满足使用要求的前提下，某些具有异形断面或弯曲轴线的轴，也可采用球墨铸件毛坯，以降低制造成本，对一些大型结构件、特种性能要求的轴、杆类零件的毛坯，也可采用锻焊或铸焊结合的成型方法三、常用机械零件毛坯分类及制造方法,机械零件毛坯的选择,2、盘套类零件,,三、常用机械零件毛坯分类及制造方法,机械零件毛坯的选择,2、盘套类零件,其他盘套类零件： 带轮、飞轮、手轮、轴承盖等零件受力不大或以承压为主的零件，应选用价格低廉的灰铸铁件 法兰、垫圈、联轴节等零件，根据受力情况及形状、尺寸等，可分别采用铸铁件、锻钢件或圆钢为毛坯，厚度较小、单件或小批量生产时，也可用钢板为坯料，垫圈一般采用板料冲压。
各种模具毛坯均采用合金钢锻造三、常用机械零件毛坯分类及制造方法,机械零件毛坯的选择,,3、机架、箱体类零件,特点： 结构复杂，重量从几千克到数十吨，工作条件相差很大机械零件毛坯的选择,,,,减 速 器 装 配 图,,,减速器主要零件的材料和毛坯选择,机械零件毛坯的选择,,,汽车发动机零件的材料和毛坯选择,机械零件毛坯的选择,发动机结构,,,汽车发动机零件的材料和毛坯选择,机械零件毛坯的选择,,发动机工作原理,,,汽车发动机零件的材料和毛坯选择,机械零件毛坯的选择,,,台钳装配图,机械零件毛坯的选择,,,台钳零件的材料和毛坯选择,机械零件毛坯的选择,,,机械零件毛坯的选择,选材的方法和步骤,（1）选材的方法,应根据零件的工作条件，找出最主要的性能要求，作为选材的主要依据,① 以综合力学性能为主时的选材,② 以磨损为主时的选材,③以疲劳强度为主时的选材,④ 以抗蚀性为主的选材,⑤ 以热强度为主的选材,,,,机械零件毛坯的选择,① 以综合力学性能为主时的选材,对于一般的机器零件，通常采用调质或正火处理后的中碳钢、球 墨铸铁或淬火、低温回火处理后的低碳钢等制造对于受力复杂、工作条件苛刻的零件，例如起落架、涡轮轴、机 翼大梁等，可以选用强度较高的合金调质钢和超高强度钢制 造，以保证在整个大截面上具有均匀的综合性能。
当对于受力较小并要求有较高的比强度和比刚度时，要选择铝合金、 镁合金、钛合金或工程塑料与复合材料等制造机械零件毛坯的选择,② 以磨损为主时的选材,对于受力较小的摩擦比较严重的零件，例如各种量具、转套、刀具 和冷冲模等，其材料的基本要求是高耐磨性和高硬度在应力较低 的情况下，材料的硬度越高，其耐磨性也就越好当材料的硬度相 同时，组织中分布的碳化物数量越多，弥散度越大，其耐磨性越好 所以一般用淬火及低温回火处理后的过共析钢、高碳合金钢制造铸铁中的石墨是良好的固体润滑剂，有时用铸铁制造耐磨零件，如机 床导轨等,铜合金的摩擦系数很小，约为钢的一半，而塑料的摩擦系数更小，因此 也常用铜合金和塑料制造在摩擦部位工作的零件对于同时受磨损和循环载荷及冲击载荷的零件，如传动齿轮、凸轮等， 材料的选取应该根据零件的工作条件而定，还要采用相应的表面硬化方法机械零件毛坯的选择,③以疲劳强度为主时的选材,高周疲劳时，材料疲劳抗力的指标主要是疲劳强度陶瓷材料和高分子材料的疲劳强度都很低，而金属材料的疲劳强度较高，特别是钛合金和高强度钢因此，抗疲劳构件几乎都采用金属材料制造低周疲劳时，材料的疲劳抗力不仅与材料的强度有关，还与其塑性有关，所以材料应该有较好的强韧性。
可以采用牺牲静强度来提高材料包括疲劳抗力和韧性在内的综合性能,,,机械零件毛坯的选择,对于受力不大但要求抗蚀性较高的零件，由于奥氏体不 锈钢耐蚀性好，并具有一定的耐热性和良好成工艺性， 一般可以考虑选用奥氏体不锈钢，例如发动机尾椎体等对于受力较大，而又要求抗蚀性的零件，我们可以选用 马氏体不锈钢为了减轻结构质量，也可以选用钛合金,④ 以抗蚀性为主的选材,,,机械零件毛坯的选择,⑤ 以热强度为主的选材,工作温度在300～400℃以下，我们可以选用耐热铝合金和镁合金 但是其所能够承受的工作应力较小，往往是为了减轻结构质量或 是形状复杂而需要铸造成型时才选用对于工作温度在500～600℃以下时，我们可以选用不锈钢材料 但是不锈钢零件的结构质量较大，在工作应力、温度和腐蚀条件 允许的条件下，我们可以考虑选用钛合金材料来减轻结构质量对于在700～1000℃之间工作的零件，应该采用高温合金制造 例如飞机发动机的燃烧室、涡轮等对于工作温度更高的零件，我们应该考虑陶瓷、陶瓷基复合材料和 碳-碳复合材料等机械零件毛坯的选择,（2）选材的步骤,① 分析零件的服役条件、形状尺寸和应力状态，确定零件的技术条件；,② 通过分析或实验，结合同类零件失效分析的结果，确定零件在实际使 用中主要和次要的失效形式，并通过计算确定零件应具有的主要力学性 能指标；,③ 根据计算结果合理选择材料。
所选材料除应满足零件的使用性能和工艺性能要求外，还要适应高效加工和组织现代化生产；,④ 决定热处理方式或其它强化方式；,⑤ 审核所选材料的经济性；,⑥ 关键零件投产前应对所选材料进行试验，以验证所选材料与热处理 方法能否达到各项性能指标要求，冷热加工有无困难等当试验结果 基本满意后，可小批投产机械零件毛坯的选择,,,机械零件毛坯的选择,,,机械零件毛坯的选择,机械零件毛坯的选择,,练 ，为下列零件毛坯选择具体的生产方法 发动机活塞 机床主轴 大口径铸件污水管 子弹弹壳 汽车油箱 汽轮机叶片 机床床身 锅炉筒体 重要齿轮 船体,。