工程材料与成形工艺基础教学课件作者徐晓峰主编第7章毛坯成形方法选择及质量控制课件.ppt

（一）影响失效的基本因素 2.材质因素 §1-2 毛坯成形方法的选择 （一）毛坯的分类及生产特点 毛坯：毛坯件是直接经过铸、锻、焊、压力加工、粉末冶金等方法成形后未经机械加工的坯件。形状和尺寸与成品相接近、且通常比成品大出加工量的待加工件。 在机械制造过程中常用的毛坯有铸件、锻件、焊件、冲压件、型材、粉末冶金件、工程塑料件等 （一）毛坯的分类及生产特点 1 . 按用途分类 2 . 按加工方法分类 3 . 按形状分类 （１）结构毛坯件：包括机械毛坯件及工程结构毛坯件； （２）工具毛坯件； （３）其它毛坯件：日常制品、艺术制品等。 分为铸件、锻件、冲压件、焊接件等。 轴（杆）类、机架箱体类、盘套类。 （二）毛坯成形方法的选择原则 1 . 使用性能原则 材料的使用性能应满足使用要求。 使用性能指零件在使用状态下材料应该具有的机械性能、物理性能、化学性能。 机器零件和工程构件，主要是机械性能。 对一些特殊条件下工作的零件，则必须根据要求考虑到材料的物理、化学性能。 （1）机械零件正确选材的使用性能原则 1 . 使用性能原则 （2）零件使用时的工作条件 （1）受力状况 ? 主要是载荷的类型(例如动载、静载、循环载荷或单调载荷等)和大小；载荷的形式；载荷的特点等。 （2）环境状况 温度特性、介质情况等。 （3）特殊要求? 导电性、磁性、热膨胀、密度、外观等。 1 . 使用性能原则 （3）零件根据使用性能选材的步骤 ●对零件工作条件和失效形式全面分析，确定零件对使用性能的要求； ●根据零件的几何形状、尺寸及工作中所承受的载荷，计算出零件中的应力分布； ●由工作应力、使用寿命、安全性等，确定要求性能的具体数值； ●利用材料手册根据使用性能选材。 材料的性能与试样的尺寸有关，必须考虑零件尺寸与手册中试样尺寸的差别，进行适当的修正。 2 . 工艺性能原则 材料的工艺性能应满足生产工艺的要求。 （1）金属材料零件选材的工艺性能原则 金属材料的加工工艺路线 金属材料加工的工艺路线复杂。加工工艺不仅影响零件的成形，还大大影响其最终性能。 2 . 工艺性能原则 （1）金属材料零件选材的工艺性能原则 毛坯→预先热处理(正火、退火)→粗加工→最终热处理(淬火、低温回火、固溶、时效或渗碳)→半精加工→稳定化处理或氮化→精加工→稳定化处理→零件。 这类零件除了要求有较高的使用性能外，还要有很高的尺寸精度和表面光洁度。 2 . 工艺性能原则 （2）高分子材料零件选材的工艺性能原则 　 高分子材料成形容易，方法较多。???? 高分子材料的切削加工性能较好，与金属基本相同。 但它的导热性差，在切削过程中不易散热，易使工件温度急剧升高，使其变焦(热固性塑料)或变软(热塑性塑料)。　 2 . 工艺性能原则 （2）高分子材料零件选材的工艺性能原则 高分子材料的加工工艺路线 2 . 工艺性能原则 （3）陶瓷材料零件选材的工艺性能原则 陶瓷材料加工的工艺路线比较简单，主要工艺是成形，其中包括粉浆成形、压制成形、挤压成形、可塑成形等。 陶瓷材料成形后，除了可以用碳化硅或金刚石砂磨加工外，几乎不能进行任何其它加工。 2 . 工艺性能原则 （3）陶瓷材料零件选材的工艺性能原则 陶瓷材料的加工工艺路线 3. 经济性原则 采用便宜的材料，把总成本降至最低，取得最大的经济效益。 一、材料的价格?? 　 零件材料的价格应该尽量低。 材料的价格在产品的总成本中占有较大的比率，一般可占产品价格的30%～70%，设计人员要十分关心材料的市场价格。 二、零件的总成本? 　 必须保证其生产和使用的总成本最低。 零件的总成本与其使用寿命、重量、加工费用、研究费用、维修费用和材料价格有关。 三、国家的资源 随着工业的发展，资源和能源问题日渐突出。材料应该来源丰富并顾及我国资源状况。生产所用材料的能源消耗，尽量选用耗能低的材料。 3. 经济性原则 （三）典型零件材质与成形工艺选择 1. 轴杆类零件 功用: 主要起支承传动件和传递转矩的作用。 1. 轴杆类零件 车床主轴零件 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 工作特点 圆钢 铸件 丝杠 解放汽车柴油机曲轴 高速柴油机曲轴 轧辊 机床主轴 应用 承受交变的轴向载荷 45、40Cr等 承受交变的弯曲载荷 QT600-2等 承受交变的弯曲载荷及热疲劳作用表面有较大的摩擦力 55、50Cr等 锻件 承受交变的弯曲载荷 38CrMoAl等 承受扭