第二节 常用机械零件的毛坯成形方法选择常用机械零件的毛坯成形方法有：铸造、锻造、焊接、冲压、直接取自型材等，各零件的形状特征和用途不同， 其毛坯成形方法也不同， 下面分述轴杆类、 盘套类、机架箱座类零件的毛坯成形方法选择一、轴杆类零件轴、杆类零件的结构特点是其轴向（纵向）尺寸远大于径向（横向）尺寸，如各种传动轴、机床主轴、丝杠、光杠、曲轴、偏心轴、凸轮轴、齿轮轴、连杆、拨叉、锤杆、摇臂以及螺栓、销子等，如图 6-4 所示在各种机械中，轴杆类零件一般都是重要的受力和传动零件图 6-4 轴杆类零件轴杆类零件材料大都为钢其中，除光滑轴、直径变化较小的轴、力学性能要求不高的轴，其毛坯一般采用轧制圆钢制造外， 几乎都采用锻钢件为毛坯 阶梯轴的各直径相差越大， 采用锻件越有利 对某些具有异形断面或弯曲轴线的轴， 如凸轮轴、曲轴等，在满足使用要求的前提下，可采用球墨铸铁的铸造毛坯，以降低制造成本 在有些情况下， 还可以采用锻 - 焊或铸 - 焊结合的方法来制造轴、 杆类零件的毛坯 图 6-5 所示的汽车排气阀， 将锻造的耐热合金钢阀帽与轧制的碳素结构钢阀杆焊成一体，节约了合金钢材料图 6-6 所示的我国 60 年代初期制造的 12000t 水压机立柱，长 18m，净重 80t ，采用 ZG270-500，分成 6 段铸造，粗加工后采用电渣焊焊成整体毛坯。
图 6-5 汽车排气阀锻 - 焊结构图 6-6 水压机立柱铸 - 焊结构二、盘套类零件盘套类零件中， 除套类零件的轴向尺寸有部分大于径向尺寸外， 其余零件的轴向尺寸一般小于径向尺寸、或两个方向尺寸相差不大属于这一类的零件有齿轮、带轮、飞轮、模具、法兰盘、联轴节、套环、轴承环以及螺母、垫圈等，如图6-7 所示图 6-7 盘套类零件这类零件在机械中的使用要求和工作条件有很大差异， 因此所用材料和毛坯各不相同1. 齿轮 这是各类机械中的重要传动零件，运转时齿面承受接触应力和摩擦力，齿根要承受弯曲应力， 有时还要承受冲击力 故要求齿轮具有良好的综合力学性能，一般选用锻钢毛坯，如图 6-8a 所示大批量生产时还可采用热轧齿轮或精密模锻齿轮， 以提高力学性能 在单件或小批量生产的条件下， 直径 100mm以下的小齿轮也可用圆钢棒为毛坯， 如图 6-8b 所示直径大于 400～ 500mm的大型齿轮，锻造比较困难， 可用铸钢或球墨铸铁件为毛坯， 铸造齿轮一般以幅条结构代替模锻齿轮的幅板结构，如图 6-8c 所示在单件生产的条件下，也可采用焊接方式制造大型齿轮的毛坯，如图 6-8d 所示在低速运转且受力不大或者在多粉尘的环境下开式运转的齿轮， 也可用灰铸铁铸造成形。
受力小的仪器仪表齿轮在大量生产时，可采用板材冲压或非铁合金压力铸造成形，也可用塑料（如尼龙）注塑成形图 6-8 不同类型的齿轮a) 锻造毛坯 b) 圆钢毛坯 c) 铸造毛坯 d) 焊接毛坯2. 带轮、飞轮、手轮和垫块等 这些零件受力不大、结构复杂或以承压为主的零件，通常采用灰铸铁件，单件生产时也可采用低碳钢焊接件3. 法兰、垫圈、套环、联轴节等 根据受力情况及形状、尺寸等不同，此类零件可分别采用铸铁件、 锻钢件或圆钢棒为毛坯 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材冲压成形4. 钻套、导向套、滑动轴承、液压缸、螺母等 这些套类零件，在工作中承受径向力或轴向力和摩擦力，通常采用钢、铸铁、非铁合金材料的圆棒材、铸件或锻件制造，有的可直接采用无缝管下料尺寸较小、大批量生产时，还可采用冷挤压和粉末冶金等方法制坯5. 模具毛坯，一般采用合金钢锻造成形三、机架、箱座类零件机架、箱座类零件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、缸体、阀体、泵体、导轨等，如图 6|<< << < >>-9 所示其特点是结构通常比较复杂，有不规则的外形和内腔重量从几千克至数十吨，工作条件也相差很大。
其中，如机身、底座等一般的基础零件，主要起支承和连接机械各部件的作用， 而非运动的零件， 以承受压力和静弯曲应力为主，为保证工作的稳定性， 要求有较好的刚度和减振性； 但有些机械的机身、支架还往往同时承受压、 拉和弯曲应力的联合作用， 或者还有冲击载荷； 工作台和导轨等零件， 则要求有较好的耐磨性； 箱体零件一般受力不大， 但要求有良好的刚度和密封性图 6-9 机架箱座类零件鉴于这类零件的结构特点和使用要求，通常都以铸件为毛坯，且以铸造性良好，价格便宜，并有良好耐压、 减磨和减振性能的灰铸铁为主； 少数受力复杂或受较大冲击载荷的机架类零件， 如轧钢机、大型锻压机等重型机械的机架， 可选用铸钢件毛坯，不易整体成形的特大型机架可采用连接成形结构； 在单件生产或工期要求急迫的情况下， 也可采用型钢—焊接结构 航空发动机中的箱体零件， 为减轻重量，通常采用铝合金铸件5.3 毛坯的选择毛坯的确定，不仅影响毛坯制造的经济性，而且影响机械加工的经济性所以在确定毛坯时，既要考虑热加工方面的因素，也要兼顾冷加工方面的要求，以便从确定毛坯这一环节中，降低零件的制造成本 机械加工中常用毛坯的种类毛坯的种类很多，同一种毛坯又有多种制造方法，机械制造中常用的毛坯有以下几种：(1) 铸件形状复杂的零件毛坯，宜采用铸造方法制造。
目前铸件大多用砂型铸造，它又分为木模手工造型和金属模机器造型木模手工造型铸件精度低，加工表面余量大，生产率低，适用于单件小批生产或大型零件的铸造金属模机器造型生产率高，铸件精度高，但设备费用高，铸件的重量也受到限制，适用于大批量生产的中小铸件其次，少量质量要求较高的小型铸件可采用特种铸造（如压力铸造、离心制造和熔模铸造等）2) 锻件机械强度要求高的钢制件，一般要用锻件毛坯锻件有自由锻造锻件和模锻件两种自由锻造锻件可用手工锻打（小型毛坯） 、 机械锤锻（中型毛坯）或压力机压锻（大型毛坯）等方法获得这种锻件的精度低，生产率不高，加工余量较大，而且零件的结构必须简单；适用于单件和小批生产，以及制造大型锻件模锻件的精度和表面质量都比自由锻件好，而且锻件的形状也可较为复杂，因而能减少机械加工余量模锻的生产率比自由锻高得多，但需要特殊的设备和锻模，故适用于批量较大的中小型锻件3) 型材型材按截面形状可分为：圆钢、方钢、六角钢、扁钢、角钢、槽钢及其它特殊截面的型材型材有热轧和冷拉两类热轧的型材精度低，但价格便宜，用于一般零件的毛坯；冷拉的型材尺寸较小、精度高，易于实现自动送料，但价格较高，多用于批量较大的生产，适用于自动机床加工。
4) 焊接件焊接件是用焊接方法而获得的结合件，焊接件的优点是制造简单、周期短、节省材料，缺点是抗振性差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工除此之外，还有冲压件、冷挤压件、粉末冶金等其它毛坯毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造技术及费用，而且也与零件的机械加工技术和加工质量密切相关 为此需要毛坯制造和机械加工两方面的技术人员密切配合， 合理地确定毛坯的种类、结构形状，并绘出毛坯图一、常见的毛坯种类常见的毛坯种类有以下几种：（一）铸件对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造技术制造目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造成和离心铸造等各种铸造技术 及技术特点见表 3-9 二）锻件锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织 因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件 其中自由锻件的精度和生产率较低， 主要用于小批生产和大型锻件的制造模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件其锻造技术及技术特点见表 3-9 三）型材型材主要有板材、棒材、线材等常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。
就其制造技术，又可分为热轧和冷拉两大类热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件四）焊接件焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量但其抗振性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工五）其它毛坯其它毛坯包括冲压件，粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等二、毛坯的选择技术选择毛坯时应该考虑如下几个方面的因素：（一）零件的生产纲领大量生产的零件应选择精度和生产率高的毛坯制造技术，用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿如铸件采用金属模机器造型或精密铸造；锻件采用模锻、 精锻；选用冷拉和冷轧型材 单件小批生产时应选择精度和生产率较低的毛坯制造技术二）零件材料的技术性例如材料为铸铁或青铜等的零件应选择铸造毛坯；钢质零件当形状不复杂，力学性能要求又不太高时，可选用型材；重要的钢质零件，为保证其力学性能，应选择锻造件毛坯三）零件的结构形状和尺寸形状复杂的毛坯，一般采用铸造技术制造，薄壁零件不宜用砂型铸造一般用途的阶梯轴， 如各段直径相差不大，可选用圆棒料； 如各段直径相差较大，为减少材料消耗和机械加工的劳动量， 则宜采用锻造毛坯， 尺寸大的零件一般选择自由锻造， 中小型零件可考虑选择模锻件。
四）现有的生产条件选择毛坯时， 还要考虑本厂的毛坯制造水平、设备条件以及外协的可能性和经济性等三、毛坯的形状及尺寸毛坯的形状和尺寸主要由零件组成表面的形状、 结构、尺寸。