第11章毛坯成形方法選擇及質(zhì)量控制

1、第第1111章毛坯成形方法選擇及質(zhì)量控制章毛坯成形方法選擇及質(zhì)量控制n11.111.1毛坯成形毛坯成形方法選擇方法選擇 毛坯毛坯 ：根據(jù)機(jī)器零件所要求的工藝尺寸、形狀而制成：根據(jù)機(jī)器零件所要求的工藝尺寸、形狀而制成的坯料，供進(jìn)一步加工使用，以獲得成品零件。的坯料，供進(jìn)一步加工使用，以獲得成品零件。n11.1.1 11.1.1 毛坯毛坯分類分類第第1111章毛坯成形方法選擇及質(zhì)量控制章毛坯成形方法選擇及質(zhì)量控制n、按用途分類、按用途分類（）結(jié)構(gòu)毛坯件：包括機(jī)械毛坯件及工程結(jié)構(gòu)毛坯件；（）結(jié)構(gòu)毛坯件：包括機(jī)械毛坯件及工程結(jié)構(gòu)毛坯件；（）工具毛坯件；（）工具毛坯件；（）其它毛坯件：日常制品、藝術(shù)制品

2、等。（）其它毛坯件：日常制品、藝術(shù)制品等。 2 2、其形狀、其形狀分類分類 軸（桿）類、機(jī)架箱體類、盤(pán)套類。軸（桿）類、機(jī)架箱體類、盤(pán)套類。3 3、按、按加工方法分類加工方法分類第第1111章毛坯成形方法選擇及質(zhì)量控制章毛坯成形方法選擇及質(zhì)量控制11.1.2 11.1.2 毛毛坯選擇的內(nèi)容坯選擇的內(nèi)容n、毛坯材料的選用、毛坯材料的選用根據(jù)零件使用性能選取。根據(jù)零件使用性能選取。11.111.1毛坯成形毛坯成形方法選擇方法選擇n、毛坯加工方法的選取、毛坯加工方法的選取采用鑄造、鍛壓、沖壓、粉末冶采用鑄造、鍛壓、沖壓、粉末冶金、擠壓、軋制、焊接、粘接等加工金、擠壓、軋制、焊接、粘接等加工方法。方法

3、。11.1.3 11.1.3 毛坯毛坯選擇的基本原則選擇的基本原則根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)類型、使用性能、根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)類型、使用性能、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件進(jìn)行選擇。生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件進(jìn)行選擇。n一、保證零件的使用性能一、保證零件的使用性能零件的使用性能零件的使用性能：零件為適應(yīng)工：零件為適應(yīng)工作條件而應(yīng)具備的形狀、尺寸、力學(xué)作條件而應(yīng)具備的形狀、尺寸、力學(xué)性能及物理和化學(xué)性能。性能及物理和化學(xué)性能。11.111.1毛坯成形毛坯成形方法選擇方法選擇一、保證零件的使用性能一、保證零件的使用性能n、不同結(jié)構(gòu)的零件毛坯生產(chǎn)方法的選用、不同結(jié)構(gòu)的零件毛坯生產(chǎn)方法的選用重量超過(guò)重量超過(guò)100Kg100Kg的毛坯，采

4、用砂型鑄造、自的毛坯，采用砂型鑄造、自由鍛造或拼焊；質(zhì)量超過(guò)由鍛造或拼焊；質(zhì)量超過(guò)1.5t1.5t的鍛件需要水壓的鍛件需要水壓機(jī)進(jìn)行鍛造。機(jī)進(jìn)行鍛造。11.111.1毛坯成形毛坯成形方法選擇方法選擇一、保證零件的使用性能一、保證零件的使用性能n、不同內(nèi)在質(zhì)量的零件毛坯生產(chǎn)、不同內(nèi)在質(zhì)量的零件毛坯生產(chǎn)方法的選用方法的選用鍛件和焊接件力學(xué)性能優(yōu)于鑄件。鍛件和焊接件力學(xué)性能優(yōu)于鑄件。11.111.1毛坯成形毛坯成形方法選擇方法選擇n、不同條件下工作的零件毛坯生、不同條件下工作的零件毛坯生產(chǎn)方法的選用產(chǎn)方法的選用 工作條件不同，性能要求也不同，工作條件不同，性能要求也不同，相應(yīng)的毛坯材料及生產(chǎn)方法必須

5、滿足這相應(yīng)的毛坯材料及生產(chǎn)方法必須滿足這些要求。些要求。二、滿足材料的工藝性能要求二、滿足材料的工藝性能要求n工藝性能要求工藝性能要求：n（1 1）毛坯的加工方法能把毛坯制造）毛坯的加工方法能把毛坯制造出來(lái)；出來(lái)；n（2 2）毛坯的加工方法能容易把毛坯）毛坯的加工方法能容易把毛坯制造出來(lái)；制造出來(lái)；n （3 3）生產(chǎn)的）生產(chǎn)的毛坯能保證質(zhì)量。毛坯能保證質(zhì)量。11.111.1毛坯成形毛坯成形方法選擇方法選擇二、滿足材料的工藝性能要求二、滿足材料的工藝性能要求 毛坯材料的工藝性能毛坯材料的工藝性能：n（）鑄造性能（）鑄造性能鑄造時(shí)的流動(dòng)性鑄造時(shí)的流動(dòng)性及收縮率，偏析、縮孔、氣孔等缺陷的及收縮率，偏

6、析、縮孔、氣孔等缺陷的傾向；傾向；n（）鍛壓性能（）鍛壓性能鍛壓時(shí)的塑性、鍛壓時(shí)的塑性、變形抗力，可加工溫度范圍、抗氧化性，變形抗力，可加工溫度范圍、抗氧化性，熱脆、冷裂傾向等。熱脆、冷裂傾向等。11.111.1毛坯成形毛坯成形方法選擇方法選擇二、滿足材料的工藝性能要求二、滿足材料的工藝性能要求 （）焊接性能（）焊接性能n（a a）接合性能）接合性能一定工藝條件下一定工藝條件下所獲得優(yōu)質(zhì)接頭的能力，常用抗裂性所獲得優(yōu)質(zhì)接頭的能力，常用抗裂性及接頭性能下降程度衡量；及接頭性能下降程度衡量；n（b)b)使用性能使用性能接頭所具有的性接頭所具有的性能在能在使用條件下安全運(yùn)行的能力。使用條件下安全運(yùn)行

7、的能力。11.111.1毛坯成形毛坯成形方法選擇方法選擇三、降低制造成本三、降低制造成本n零件的制造成本零件的制造成本：11.111.1毛坯成形毛坯成形方法選擇方法選擇n包括所消耗的材料的費(fèi)用、燃包括所消耗的材料的費(fèi)用、燃料和動(dòng)力費(fèi)、工資、設(shè)備與工藝裝料和動(dòng)力費(fèi)、工資、設(shè)備與工藝裝備的折舊費(fèi)和修理費(fèi)、廢品損失費(fèi)備的折舊費(fèi)和修理費(fèi)、廢品損失費(fèi)及其他輔助費(fèi)用。及其他輔助費(fèi)用。三、降低制造成本三、降低制造成本n選擇毛坯原則選擇毛坯原則：在滿足零件使用要求和工藝要：在滿足零件使用要求和工藝要求的前提下，選擇總成本較低的方案。求的前提下，選擇總成本較低的方案。n 零件批量大時(shí)采用高生產(chǎn)率的生產(chǎn)方法；批量

8、零件批量大時(shí)采用高生產(chǎn)率的生產(chǎn)方法；批量小時(shí)，采用自由鍛造、砂型鑄造。小時(shí)，采用自由鍛造、砂型鑄造。11.111.1毛坯成形毛坯成形方法選擇方法選擇四、符合生產(chǎn)條件四、符合生產(chǎn)條件選用毛坯生產(chǎn)方法時(shí)，必須選用毛坯生產(chǎn)方法時(shí)，必須分析本單位的設(shè)備條件和技術(shù)水分析本單位的設(shè)備條件和技術(shù)水平。充分考慮外協(xié)的可能性。平。充分考慮外協(xié)的可能性。11.111.1毛坯成形毛坯成形方法選擇方法選擇11.211.2零件零件的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇n一、零件的結(jié)構(gòu)類型一、零件的結(jié)構(gòu)類型n、按形狀分類、按形狀分類n（）軸類零件；（）軸類零件；n（）盤(pán)類零件；（）盤(pán)類零件；n（）箱架類零件。（）箱架類

9、零件。n、按尺寸及質(zhì)量、按尺寸及質(zhì)量分類分類n（）小型或輕型（）小型或輕型零件；零件；n（）中型或一般（）中型或一般零件；零件；n（）大型或重型（）大型或重型零件。零件。一、零件的結(jié)構(gòu)類型一、零件的結(jié)構(gòu)類型n、按復(fù)雜程度分類、按復(fù)雜程度分類n（）簡(jiǎn)單零件；（）簡(jiǎn)單零件；n（）比較復(fù)雜零件；（）比較復(fù)雜零件；n（）復(fù)雜零件。（）復(fù)雜零件。n、按受力狀況分類、按受力狀況分類n（）受力較小或不重要零件；（）受力較小或不重要零件；n（）受力中等或一般零件；（）受力中等或一般零件；n（）受力大的或重要零件。（）受力大的或重要零件。11.211.2零件零件的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇二、軸桿件

10、的分析與毛坯選擇二、軸桿件的分析與毛坯選擇n（一）分類（一）分類n、按形狀分類按形狀分類：實(shí)心軸、空心軸、直：實(shí)心軸、空心軸、直軸、彎軸、同心軸、偏心軸及管件、桿件。軸、彎軸、同心軸、偏心軸及管件、桿件。11.211.2零件零件的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇二、軸桿件的分析與毛坯選擇二、軸桿件的分析與毛坯選擇n、按受力分類按受力分類（）轉(zhuǎn)軸：受彎矩、扭矩；（）轉(zhuǎn)軸：受彎矩、扭矩；（）心軸：受彎矩；（）心軸：受彎矩；（）傳動(dòng)軸：受扭矩。（）傳動(dòng)軸：受扭矩。11.211.2零件零件的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇二、軸桿件的分析與毛坯選擇二、軸桿件的分析與毛坯選擇n（二）工作條件

11、（二）工作條件n、分別承受彎、扭、拉、壓等、分別承受彎、扭、拉、壓等多種應(yīng)力，并多為循環(huán)應(yīng)力，有時(shí)有多種應(yīng)力，并多為循環(huán)應(yīng)力，有時(shí)有沖擊應(yīng)力。沖擊應(yīng)力。n、局部頸部、滑動(dòng)表面承受摩、局部頸部、滑動(dòng)表面承受摩擦，會(huì)產(chǎn)生各種斷裂、磨損及塑性變擦，會(huì)產(chǎn)生各種斷裂、磨損及塑性變形失效。形失效。11.211.2零件零件的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇（三）對(duì)軸類零件的要求（三）對(duì)軸類零件的要求n 、整體綜合力學(xué)性能好；、整體綜合力學(xué)性能好；n、有高的抗疲勞強(qiáng)度；、有高的抗疲勞強(qiáng)度；n、局部要求高硬度、高耐磨性；、局部要求高硬度、高耐磨性；n、刀具類軸桿件，要求高硬度、高耐磨性、刀具類軸桿件，要求

12、高硬度、高耐磨性和一定的韌性及足夠的強(qiáng)度。和一定的韌性及足夠的強(qiáng)度。11.211.2零件零件的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇（四）軸類零件毛坯加工方法（四）軸類零件毛坯加工方法n1 1、一般軸采用鍛件；、一般軸采用鍛件；n2 2、小尺寸、斷面直徑差異不大用圓、小尺寸、斷面直徑差異不大用圓鋼；鋼；n3 3、曲軸、凸輪軸等用鍛件或球鐵鑄、曲軸、凸輪軸等用鍛件或球鐵鑄件；件；n4 4、大型、重型或復(fù)雜軸類用鍛、大型、重型或復(fù)雜軸類用鍛焊組合焊組合。11.211.2零件零件的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇三、盤(pán)套件的分析與毛坯選擇三、盤(pán)套件的分析與毛坯選擇n（一）工具類，選用硬度和耐磨

13、性高、（一）工具類，選用硬度和耐磨性高、強(qiáng)韌性適當(dāng)?shù)奶间摵秃辖痄摗?qiáng)韌性適當(dāng)?shù)奶间摵秃辖痄?。n（二）一般盤(pán)套件，要求具有一定的（二）一般盤(pán)套件，要求具有一定的強(qiáng)韌性，而局部耐磨性高。一般選用中、強(qiáng)韌性，而局部耐磨性高。一般選用中、低碳鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼。低碳鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼。11.211.2零件零件的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇三、盤(pán)套件的分析與毛坯選擇三、盤(pán)套件的分析與毛坯選擇n（三）齒輪零件，齒部承受交變彎曲應(yīng)（三）齒輪零件，齒部承受交變彎曲應(yīng)力和沖擊力，齒面承受接觸應(yīng)力和摩擦力。易力和沖擊力，齒面承受接觸應(yīng)力和摩擦力。易發(fā)生接觸疲勞、磨損、折斷和局部變形失效。發(fā)生接觸疲勞、磨損、折斷

14、和局部變形失效。11.211.2零件零件的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇三、盤(pán)套件的分析與毛坯選擇三、盤(pán)套件的分析與毛坯選擇n（四）齒輪毛坯選擇（四）齒輪毛坯選擇n、軋材毛坯軋材毛坯：制造形狀簡(jiǎn)單、尺：制造形狀簡(jiǎn)單、尺寸不大的齒輪的大批量生產(chǎn)；寸不大的齒輪的大批量生產(chǎn)；n、鍛鋼毛坯鍛鋼毛坯：制造機(jī)器中的大部：制造機(jī)器中的大部分齒輪，力學(xué)性能較好；分齒輪，力學(xué)性能較好；n、鑄鐵毛坯鑄鐵毛坯：制造受力不大、無(wú)：制造受力不大、無(wú)沖擊、低速齒輪。沖擊、低速齒輪。11.211.2零件零件的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇四、箱架件的分析與毛坯選擇四、箱架件的分析與毛坯選擇箱架件受力不大要求

15、有較好的剛度和箱架件受力不大要求有較好的剛度和密封性。一般采用鑄鐵。受力復(fù)雜的可采密封性。一般采用鑄鐵。受力復(fù)雜的可采用鑄鋼。單件、短周期可選用焊接件。用鑄鋼。單件、短周期可選用焊接件。11.211.2零件零件的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇的結(jié)構(gòu)分析及毛坯選擇11.3 11.3 毛坯毛坯質(zhì)量及其控制質(zhì)量及其控制n一、外觀質(zhì)量檢驗(yàn)一、外觀質(zhì)量檢驗(yàn)n 1 1、尺寸和形狀檢驗(yàn)、尺寸和形狀檢驗(yàn)n 2 2、表面及近表面質(zhì)量檢驗(yàn)、表面及近表面質(zhì)量檢驗(yàn)n 1 1）著色試驗(yàn)（用于開(kāi)口性缺陷）著色試驗(yàn)（用于開(kāi)口性缺陷） 采用低黏度的染色液處理毛坯表面，再將采用低黏度的染色液處理毛坯表面，再將毛坯表面洗凈、干燥。缺陷處留有

16、色跡。毛坯表面洗凈、干燥。缺陷處留有色跡。 原理原理：利用細(xì)小裂紋的毛細(xì)管作用，滲入：利用細(xì)小裂紋的毛細(xì)管作用，滲入熒光染色，在暗室中靠紫外線光源檢測(cè)癖疵或熒光染色，在暗室中靠紫外線光源檢測(cè)癖疵或裂紋。裂紋。常見(jiàn)毛坯成形缺陷及其預(yù)防措施（前面各章已講）常見(jiàn)毛坯成形缺陷及其預(yù)防措施（前面各章已講）11.3 11.3 毛坯毛坯質(zhì)量及其控制質(zhì)量及其控制n 2 2）化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕 采用酸或酸鹽混合溶液將毛坯浸采用酸或酸鹽混合溶液將毛坯浸泡，然后取出漂凈、烘干，局部色斑與泡，然后取出漂凈、烘干，局部色斑與由腐蝕產(chǎn)生的無(wú)光澤表面對(duì)比使缺陷顯由腐蝕產(chǎn)生的無(wú)光澤表面對(duì)比使缺陷顯示出來(lái)。示出來(lái)。 但試驗(yàn)后需將

17、過(guò)剩的酸中和并漂凈。但試驗(yàn)后需將過(guò)剩的酸中和并漂凈。11.3 11.3 毛坯毛坯質(zhì)量及其控制質(zhì)量及其控制n 3 3）磁力探傷磁力探傷 在被測(cè)表面上均勻地撒上鐵粉，將被在被測(cè)表面上均勻地撒上鐵粉，將被檢件放于磁力探傷機(jī)的磁鐵兩級(jí)，當(dāng)毛坯檢件放于磁力探傷機(jī)的磁鐵兩級(jí)，當(dāng)毛坯有缺陷時(shí)磁感線將繞過(guò)有缺陷時(shí)磁感線將繞過(guò)發(fā)生彎曲現(xiàn)象（漏發(fā)生彎曲現(xiàn)象（漏磁）。磁）。 11.3 11.3 毛坯毛坯質(zhì)量及其控制質(zhì)量及其控制n二、內(nèi)部缺陷檢驗(yàn)二、內(nèi)部缺陷檢驗(yàn) n 1 1、射線照相法、射線照相法 將毛坯件暴露在合適的放射源（將毛坯件暴露在合適的放射源（X X或或）的輻射下毛坯件內(nèi)的缺陷處射線強(qiáng)）的輻射下毛坯件內(nèi)的缺陷處射線強(qiáng)度大，膠片感光強(qiáng)，在缺陷處顯示出黑度大，膠片感光強(qiáng)，在缺陷處顯示出黑色條紋和斑點(diǎn)。色條紋和斑點(diǎn)。11.3 11.3 毛坯毛坯質(zhì)量及其控制質(zhì)量及其控制n 2 2、超聲波檢測(cè)、超聲波檢測(cè) 超聲波具有被固體傳輸和被內(nèi)表面存在超聲波具有被固體傳輸和被內(nèi)表面存在處反射的性能。有缺陷處反射波波形及波長(zhǎng)處反射的性能。有缺陷處反射波波形及波長(zhǎng)發(fā)生變化。發(fā)生變化。 11.3 11.3 毛坯毛坯質(zhì)量及其控制質(zhì)量及其控制n三、成分和顯微組織檢驗(yàn)三、成分和顯微組織檢驗(yàn) 包括化學(xué)成分內(nèi)部缺陷包括化學(xué)成分內(nèi)部缺陷n四、毛坯件力學(xué)性能檢驗(yàn)四、毛坯件力學(xué)性能檢驗(yàn) 包括硬度、塑性、韌性、疲勞、高