第5 章机械零件毛坯的选择
机械零件的制造包括毛坯成形和切削加工两个阶段，毛坯成形不仅对后续的切削加工产生很大的影响，而且对零件乃至机械产品的质量、使用性能、生产周期和成本等都有影响。因此，正确选择毛坯的类型和生产方法对于机械制造具有重要意义。本章将着重介绍毛坯选择的原则及典型机械零件毛坯的选择。
5.1 毛坯选择的原则
机械零件常用的毛坯类型有铸件、锻件、轧制型材、挤压件、冲压件、焊接件、粉末冶金件和注射成型件等，每种类型的毛坯都可以有多种成形方法，在选择时我们遵循的原则是：在保证毛坯质量的前提下，力求选用高效、低成本、制造周期短的毛坯生产方法。一般毛坯选择步骤是：首先由设计人员提出毛坯材料和加工后要达到的质量要求，然后再由工艺人员根据零件图、生产批量，并综合考虑交货期限及现有可利用的设备、人员和技术水平等选定合适的毛坯生产方法。具体要考虑的因素有以下几方面：
5.1.1 满足材料的工艺性能要求
金属是制造机械零件的主要材料，一旦材料确定后，其材料的工艺性能就是影响毛坯成形的重要因素，表5.1.1给出了常用金属材料所适用的毛坯生产方法。
注：表中“⊙”表示材料适宜或可以采用的毛坯生产方法。
5.1.2 满足零件的使用要求
零件的使用要求主要包括零件的结构形状和尺寸要求、零件的工作条件（通常指零件的受力情况、工作环境和接触介质等）以及对零件性能的要求等。
1. 结构形状和尺寸的要求机械零件由于使用功能不同，其结构形状和尺寸往往差异较大，各种毛坯生产方法对零件结构形状和尺寸的适应能力也不相同，所以选择毛坯时，应认真分析零件的结构形状和尺寸特点，选择与之相适应的毛坯制造方法。对于结构形状复杂的中小型零件，为了使毛坯形状与零件较为接近，应先确定以铸件作为毛坯，然后再根据使用性能要求等选择砂型铸造、金属型铸造或熔模铸造。对于结构形状很复杂且轮廓尺寸不大的零件，宜选择熔模铸造；对于结构形状较为复杂，且抗冲击能力、抗疲劳强度要求较高的中小型零件，宜选择模锻件毛坯；对于那些结构形状相当复杂且轮廓尺寸又较大的零件，宜选择组合毛坯。
2. 力学性能的要求对于力学性能要求较高，特别是工作时要承受冲击和交变载荷的零件，为了提高抗冲击和抗疲劳破坏的能力，一般应选择锻件，如机床、汽车的传动轴和齿轮等；对于由于其它方面原因需采用铸件的，但又要求零件的金相组织致密、承载能力较强的零件，应选择相应的能满足要求的铸造方法，如压力铸造、金属型铸造和离心铸造等。
3. 表面质量的要求为降低生产成本，现代机械产品上的某些非配合表面有尽量不加工的趋势，即实现少、无切屑加工。为保证这类表面的外观质量，对于尺寸较小的有色金属件，宜选择金属型铸造、压力铸造或精密模锻；对于尺寸较小的钢铁件，则宜选择熔模铸造（铸钢件）或精密模锻（结构钢件）。
4. 其它方面的要求对于具有某些特殊要求的零件，必须结合毛坯材料和生产方法来满足这些要求。例如，某些有耐压要求的套筒零件，要求零件金相组织致密，不能有气孔、砂眼等缺陷，则宜选择型材（如液压油缸常采用无缝钢管）；如果零件选材为铸铁，则宜选择离心铸造（如内燃机的汽缸套，其材料为QT600－2，毛坯即为离心铸造铸件），对于在自动机床上进行加工的中小型零件，由于要求毛坯精度较高，故宜采用冷拉型材，如微型轴承的内、外圈是在自动车床上加工的，其毛坯采用冷拉圆钢。
5.1.3满足降低生产成本的要求
要降低毛坯的生产成本，必须认真分析零件的使用要求及所用材料的价格、结构工艺性、生产批量等各方面情况。首先，应根据零件的选材和使用要求确定毛坯的类型，再根据零件的结构形状、尺寸大小和毛坯的结构工艺性及生产批量大小确定具体的生产方法，必要时还可按有关程序对原设计提出修改意见，以利于降低毛坯生产成本。
1. 生产批量较小时的毛坯选择生产批量较小，毛坯生产的生产率不是主要问题，材料利用率的矛盾也不太突出，这时应主要考虑的是减少设备、模具等方面的投资，即使用价格比校便宜的设备和模具，以降低生产成本。如使用型材、砂型铸造件、自由锻件、胎模锻件、焊接结构件等作为毛坯。
2. 生产批量较大时的毛坯选择生产批量较大，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将具有明显的经济意义。因此，应采用比较先进的毛坯制造方法来生产毛坯。尽管此时的设备造价昂贵、投资费用高，但分摊到单个毛坯上的成本是较低的，并由于工时消耗、材料消耗及后续加工费用的减少和毛坯废品率的降低，从而有效地降低毛坯生产成本。
5.1.4符合生产条件
为了兼顾零件的使用要求和生产成本两个方面，在选择毛坯时还必须与本企业的具体生产条件相结合。当对外订货的价格低于本企业生产成本，且又能满足交货期要求时，应当向外订货，以降低成本。还要认真分析以下三方面的情况：
1．当代毛坯生产的先进技术与发展趋势，在不脱离我国国情及本厂实际的前提下，尽量采用比较先进的毛坯生产技术；
2．产品的使用性能和成本方面对毛坯生产的要求；
3．本厂现有毛坯生产能力状况，包括生产设备、技术力量（含工程技术人员和技术工人）、厂房等方面的情况。
总之，毛坯选择应在保证产品质量的前提下，获得最好的经济效益。
5.2 典型零件的毛坯选择
根据毛坯的选择原则，下面分别介绍轴杆类、盘套类和机架箱体类等典型零件的毛坯的选择方法。
5.2.1轴杆类零件的毛坯选择
轴杆类零件是机械产品中支承传动件、
承受载荷、传递扭矩和动力的常见典型零件，
其结构特征是轴向（纵向）尺寸远大于径向
（横向）尺寸，包括各种传动轴、机床主轴、
丝杠、光杠、曲轴、偏心轴、凸轮轴、齿轮
轴、连杆、摇臂、螺栓、销子等，如图5.2.1
所示。
轴类零件最常用的毛坯是型材和锻件，
对于某些大型的、结构形状复杂的轴也可
用铸件或焊接结构件。
图5.2.1 轴杆类零件对于光滑的或有阶梯但直径相差不大的
一般轴，常用型材（即热轧或冷拉圆钢）作为毛坯。
对于直径相差较大的阶梯轴或要承受冲击载荷和交变应力的重要轴，均采用锻件作为毛坯。当生产批量较小时，应采用自由锻件；当生产批量较大时，应采用模锻件。
对于结构形状复杂的大型轴类零件，其毛坯可采用砂型铸造件、焊接结构件或铸一焊结构毛坯。
下面举例说明几种轴杆类零件毛坯的选择：
例1 如图5.2.2所示为减速器传动轴，工作载荷基本平衡，材料45钢，小批量生产。由于该轴工作时不承受冲击载荷，工作性质一般，且各阶梯轴径相差不大，因此，可选用热轧圆钢作为毛坯。下料尺寸为Ф45㎜×220㎜。
减速器传动轴的加工路线可设计为：
热轧棒料下料一粗加工一调质处理一精加工一磨削。
例2 如图5.2.3所示为磨床砂轮主轴，生产批量中等。砂轮主轴主要用于传递动力。该零件精度要求高，工作中将承受弯曲、扭转、冲击等载荷，要求具有较高的强度；同时,砂轮主轴与滑动轴承相配合,由于主轴转速高容易导致轴颈与轴瓦磨损，故要求轴颈具有较高的硬度和耐磨性；另外，砂轮在装拆过程中易使外圆锥面拉毛，影响加工精度，所以要求这些部位具有一定的耐磨性。根据以上要求，材料选择为65Mn，毛坯采用模锻件。
砂轮主轴的加工路线设计为：
下料一锻造一退火一粗加工一调质处理一精加工一表面淬火一粗磨一低温人工时效一精磨。
退火的目的是消除锻造应力及组织不均匀性，降低硬度，改善加工性。
图5.2.2 减速器传动轴
图5.2.3磨床主轴简图
调质处理是为了提高主轴的综合性能，以满足心部的强度要求，同时在表面淬火时能获得均匀的硬化层。
表面淬火是为了使轴颈和外圆锥部分获得高硬度，提高耐磨性。
人工时效的作用是进一步稳定淬硬层组织和消除磨削应力，以减少主轴的变形。
例3 如图5.2.4所示为汽车排气阀的外形简图。该零件在高温状态下工作，要求材料为耐热钢，大批量生产。在保证满足零件的使用要求的前提下，为节约较贵重的耐热钢，故采用焊接件毛坯。阀杆部分采用耐热钢，阀帽部分采用碳素结构钢，焊接方法采用电阻焊。
5.2.2盘套类零件的毛坯选择
盘套类零件是指直径尺寸较大而长度尺寸相对较小的回转体零件（一般长度与直径之比小于1），如图5.2.5所示。属于这类零件的有各种齿轮、带轮、飞轮、联轴节、套环、轴承环、端盖及螺母、垫圈等。
盘类零件由于其用途不同，所用的材料也不相同，毛坯生产方法也较多。下面主要讨论几种盘套类零件的毛坯选择问题。
1. 带轮的毛坯选择 带轮是通过中间挠性件（各种带）来传递运动和动力的，一般载荷比较平稳。因此，对于中小带轮多采用HT150制造，故其毛坯一般采用砂型铸造，生产批量较小时用手工造型；生产批量较大时可采用机器造型；对于结构尺寸很大的带轮，为减轻重量可采用钢板焊接毛坯。
2．链轮的毛坯选择
链轮是通过链条作为中间挠性件来传递动力和运动的，其工作过程中的载荷有一定的
图5.2.4 汽车排气阀示意图
图5.2.5 盘套类零件
冲击，且链齿的磨损较快。链轮的材料大多使用钢材，最常用的毛坯为锻件。单件小批生产时，采用自由锻造；生产批量较大时使用模锻；对于新产品试制或修配件，亦可使用型材；对于齿数大于50的从动链轮也可采用强度高于HT150的铸铁，其毛坯可采用砂型铸造，造型方法视生产批量决定。
3 圆柱齿轮的毛坯选择
齿轮的毛坯选择取决于齿轮的选材、结构形状、尺寸大小、使用条件及生产批量等因素。对于钢制齿轮，如果尺寸较小且性能要求不高，可直接采用热轧捧料，除此之外，一般都采用锻造毛坯。生产批量较小或尺寸较大的齿轮采用自由锻造；生产批量较大的中小尺寸齿轮采用模锻。对于直径比较大，结构比较复杂的不便于锻造的齿轮，采用铸钢毛坯或焊接组合毛坯。
例 1 机床齿轮一般来说，机床齿轮载荷不大，运动平稳，工作条件好，故对齿轮的耐磨性及冲击韧度要求不高，材料选用中碳钢，
用热轧圆钢作为毛坯。图5.2.6为C620—1车床主轴
箱中Ⅲ轴上的三联滑动齿轮简图，该齿轮主要用来传
递动力并改变转速，通过拨动箱外手柄使齿轮在Ⅲ轴
上作滑移运动，与Ⅱ轴上的不同齿轮啮合，以获得不
同的转速。考虑到整个齿轮较厚，采用中碳钢难以淬
透，生产中也可选用中碳合金钢如40Cr，齿面经高
频淬火提高表面硬度和耐磨性。
其加工工艺路线为：
下料一锻造一正火一粗加工一调质一精加工一
齿轮高频淬火及回火一精磨
正火处理对锻造齿轮毛坯是必须的热处理工序，
5.2.6车床主轴箱中三联滑动齿轮简图它可消除锻造压力，均匀组织，改善切削加工性。对
于一般齿轮，正火也可作为高频淬火前的最后热处理工序。
调质处理可以使齿轮获得较高的综合力学性能，齿轮可承受较大的弯曲应力和冲击力，并可减少淬火变形。
高频淬火及低温回火提高了齿轮表面硬度和耐磨性，并且使齿轮表面产生压应力，提高了抗疲劳破坏的能力。低温回火可消除淬火应力，对防止产生磨削裂纹和提高抗冲击能力是有利的。
例 2 载重汽车的变速齿轮汽车变速箱中的齿轮主要用来调节发动机曲轴和主轴凸轮的转速比，以改变汽车的运行速度，其工作较为繁重，因此在疲劳极限、耐磨性以及抗冲击等性能方面均比机床齿轮要求高，因此变速齿轮的材料大多选用合金渗碳钢。图
5.2.7为解放牌汽车变速齿轮，采用20CrMnTi
钢，经渗碳淬火处理及低温回火后表面硬度
为58～62HRC，心部硬度为30～45HRC，这
种钢具有良好的工艺性能，这对大量生产来
说极为重要。毛坯生产方法采用模锻。
20CrMnTi钢经锻造及正火后，切削加工性较
为解放牌汽车变速齿轮
图5.2.7
好，同时有良好的淬透性、过热倾向小、渗
碳速度快及淬火变形小等热处理工艺性能。
具体加工工艺路线如下：
下料一模锻一正火一机械粗、半精加工(内孔及端面留磨量)一渗碳(孔防渗)淬火、低温回火一喷丸一校正花键孔一珩(或磨)齿
正火是为了均匀和细化组织，消除锻造应力，获得较好的切削加工性。
渗碳、淬火及低温回火是为了使齿面具有高硬度及耐磨性，而心部可得到低碳马氏体组织，有高的强度和足够的韧性。
喷丸处理是一种强化手段，可使零件渗碳表层的压应力进一步增大，有利于提高疲劳强度，同时也可清除氧化皮。
5.2.3箱体机架类零件的毛坯选择
箱体机架类零件是机器的基础件，这类零件包括机身、齿轮箱、阀体、泵体、轴承座
等，如图5.2.8所示。
由于箱体类零件的结构形状一般都比较复杂，且内部呈腔形，为满足减振和耐磨等方面的要求，其材料一般都采用铸铁。为达到结构形状方面的要求，最常见的毛坯是砂型铸造的铸件。在单件小批生产、新产品试制或结构尺寸很大时，也可采用钢板焊接毛坯。
如图5.2.9所示为泵体零件图，材料为HT150，大批生产。考虑到该零件是泵的支承件，结构比较复杂，材料为灰铸铁，而且生产批量大等因素，选择机器造型的砂型铸造方法生产零件毛坯比较适宜。
图
5.2.9 泵体零件图
复习与思考题
5—1 常用的毛坯形式有哪几类？选择毛坯应遵循的基本原则是什么？
5—2 影响毛坯生产成本的主要因素有哪些？根据不同的生产规模，如何降低毛坯的生产成本？
5—3 轴类零件的常用毛坯有哪几种？生产实际中如何选择？
5—4 箱体机架类零件的常用毛坯有哪几种？生产实际中如何选择？
5—5 试为下图所示的零件选择合适的材料和毛坯生产方式。
车床进给箱体，材料HT200，中批量生产
a)
b) 阶梯轴，材料45钢，小批生产
c) 双联齿轮，材料40Cr，大批生产
题5—5图
零件的分析与毛坯的选择 （一）、零件分析 零件分析主要包括：分析零件的几何形状、加工精度、技术要求，工艺特点，同时对零件的工艺性进行研究。 1、抄画零件图。了解零件的几何形状、结构特点以及技术要求，如有装配图，了解零件在所装配产品中的作用。 零件由多个表面构成，既有基本表面，如平面、圆柱面、圆锥面及球面，又有特形表面，如螺旋面、双曲面等。不同的表面对应不同的加工方法，并且各个表面的精度、粗糙度不同，对加工方法的要求也不同。 2、确定加工表面。找出零件的加工表面及其精度、粗糙度要求，结合生产类型，可查阅工艺手册（或附录表）中典型表面的典型加工方案和各种加工方法所能达到的经济加工精度，选取该表面对应的加工方法及经过几次加工。查各种加工方法的余量，确定表面每次加工的余量，并可计算得到该表面总加工余量。 3、确定主要表面。按照组成零件各表面所起的作用，确定起主要作用的表面，通常主要表面的精度和粗糙度要求都比较严，在设计工艺规程是应首先保证。 零件分析时，着重抓住主要加工面的尺寸、形状精度、表面粗糙度以及主要表面的相互位置精度要求，做到心中有数。 （二）、确定毛坯 1、选择毛坯制造方法 毛坯的种类有：铸件、锻件、型材、焊接件及冲压件。确定毛坯种类和制造方法时，在考虑零件的结构形状、性能、材料的同时，应考虑与规定的生产类型（批量）相适应。对应锻件，应合理确定其分模面的位置，对应铸件应合理确定其分型面及浇冒口的位置，以便在粗基准选择及确定定位和夹紧点时有所依据。 2、确定毛坯余量。 查毛坯余量表（参见附录），确定各加工表面的总余量、毛坯的尺寸及公差。 余量修正。将查得的毛坯总余量与零件分析中得到的加工总余量对比，若毛坯总余量比加工总余量小，则需调整毛坯余量，以保证有足够的加工余量；若毛坯总余量比加工总余量大，怎考虑增加走刀次数，或是减小毛坯总余量。 3、绘制毛坯图。
金属加工《毛坯生产方法的选择》练习题 一.判断题(本大题共18小题) 1.毛坯选择是否合理,将直接影响零件乃至整部机器的产品质量、制造周期、使用寿命和成本。（） 2.常用毛坯种类有铸件、锻件、冲压件、热处理件、粉末冶金件、型材、焊接件等。（） 3.机械零件中常用的毛坯一般不能直接截取型材，而主要通过铸造、锻造、冲压、焊接等方法获得。 （）A、熔模铸造B、板料冲压C、模锻 7.井式气体渗碳炉中的耐热罐，材料为耐热钢，应选用（）方法生产。 A、板料冲压 B、焊接 C、砂型铸造 8.机床床身一般选用（）材料，用铸造方法制造。 A、灰铸铁 B、合金结构钢 C、高碳钢 9.毛坯生产方法的选择首先考虑（）。 A、经济性 B、使用性 C、工艺性 D、可行性 10.成批、大批量生产的零件，应选易机械化、自动化的毛坯生产方法，例如铸件，尽量选用（）。 4.毛坯成形方法的确定主要考虑使用性、工艺性等，而与生产批量无关。（） 5.零件选材和毛坯成形方法往往是唯一的、不可替代的。（） 6.对于锻压性能，一般低碳钢优于高碳钢；碳的质量分数相同的碳素钢优于合金钢；高合金钢优于低合金钢。（）
7.(箱座类零件一般结构复杂，有不规则的外形和内腔。因些，不管生产批量多少都以铸铁件或铸钢件为毛坯。（） 8.承载较大的机架、箱体，可以选用球墨铸铁件或铸钢件毛坯。（） 9.对于承受动载荷、要求有较高力学性能的零件，一般不采用铸件做毛坯。（） 10.模具类毛坯大多采用锻件。（） 11.对于铸件毛坯，受力不大的零件可选用灰铸铁件，受力较大的零件可选用球墨铸铁件，承受重载而形状复杂的大中型零件可选用铸钢件。（） 12.型材是经轧制、拉伸、挤压等方法成形”。（） 13.焊接件主要用于各种金属结构，也少量用于制造零件毛坯及修复旧零件。（） 14.常见的轴杆类零件有实心轴、空心轴、直轴、曲轴和各类杆件。（） 15.小尺寸轴杆可选用型材做毛坯，一般轴采用锻件毛坯、大型、重型或复杂轴类可采用锻-焊或铸件方法制造毛坯。（） 16.手轮、带轮等盘套件受力不大，一般采用铸铁件，单件少量生产时可用低碳钢焊接而成。（） 17.螺杆和螺母配合使用时，螺母硬度应低些，以保障螺杆较长的使用寿命。（） 18.常用的型材按截面形状不同有：圆形、方形、六角形及特殊截面型材等。（）二.单选题(本大题共20小题) 1.承受重载荷、动载荷及复杂载荷的低碳钢、中碳钢和合金结构钢重要零件一般采用（）毛坯。 A、铸件 B、锻件 C、冲压件 D、型材 E、焊接件 2.大批、大量生产的低碳钢、有色金属薄板成形零件，一般采用（）毛坯。
毛坯房装修，过程及需要购买的材料大全 装修事项整理 一、预算前期 1、现场交底要有管理人员、工长各关键工种人员。 现场交底 第一项用户要求对工地的那些项目或者设施需要保留。 第二项检查现场存在的问题。 第三某些现场制作的做法。瓦工贴瓷砖是腰线的位置。油漆的遍数。电工的线路怎样走。开关插座有多少个，在哪里。洁具是否需要移位。 第四说明需要改变的结构。装修公司提供设计图纸。提供预算资料。图纸上所绘制的每项将要发生的工程，都会在预算书上体现。主要材料的品牌及型号、种类也会在图纸及预算书上标识。一些未在图纸上出现的工程，如线路改造，灯具、洁具的拆安也会在预算书上体现。您可根据图纸上的具体尺寸核定预算。工程项目是否齐全，您要核定一下预算中所有的工程项目是否齐全。图纸与预算尺寸应一致，请您参照图纸核对预算书中的各工程项目的具体数量以上内容以书面形式提供，并经双方认可签字。业主违约，定金不退。公司违约，应双倍退还。 2、如果缺乏管理，及时最好的队伍，做出来的工程也肯定惨不忍睹；在严格的管理下，及时最差劲的工人，也能做出标准的活儿来。 3、前期规划包括装修费用，时间安排，进度安排，实际工艺项目的改造方案等等。 4、要做一个工程预算。把每一项都写进去，什么材料，何种方式装修。初步工程估价。 5、装修日程表。整体时间，何时找装修公司，何时签合同，何时正式施工，何时买主要建材，何时水电改造完成，何时中期验收等等。 6、要画一张居室的平面图。以便计算后来的用料。 7、材料先进什么后进什么要与工程配套。 8、有些装修材料需要提前预订。而另外一些无法精确计算的原则是只交付少量订金，并在自己计算的基础上再多加一点。商家是多退少补，多余的可以退货。 9、必备的工具 （1）一把卷尺。 （2）一张户型图。上面标好尺寸。 （3）一支笔和一本小册子。 （4）一些备参考的预算表材料表。 （5）一份家装方案。主要材料。 （7）一份建材市场名单。地址、电话、大致价位，以便可以随时打电话查询。 10、如不能克制内心的欲望，最终会发现到后来亏空越来越严重。重点地方可以高档点，其他将就一点。 11、在常规预算之外，需要打出10%到20%的预备费，以备超支。 12、要有一个完整的预算方案，否则前松后紧。每个项目都有搞清楚。 13、好的建筑队由专人下料，先开大料，再开小料，再利用边角料。 14、可买一些促销产品。 15、费用比例：卫生间厨房占45%，客厅占35%，卧室占20%。 16、使用国产乳胶漆国产墙地砖可以省一些。
典型零件毛坯的生产与选择这期的金工实习，在老师详细讲解和熟练操作的影响下，我好想动手试一试， 但由于时间的冲突，只能作罢。我不仅对零件毛坯的生产有了更深地认识，也明白正确选择毛坯的类型和成形方法对于机械制造有着重要的意义：毛坯成形对后续切削加工、对零件乃至产品的质量、使用性能、生产周期和成本等都有影响。 零件毛坯的生产加工主要有三种方式：铸造、锻压、焊接。 一常见零件毛坯类型 机械零件的常用毛坯包括铸件、锻件、轧制型材、挤压件、冲压件、焊接件、粉末冶金件和注射成型件。 1．铸件是形状较复杂的零件毛坯，宜采用铸造方法制造。目前生产中的铸件大多数是砂型铸造，少数尺寸较小的优质铸件可采用特种铸造，如金属性铸造、熔模铸造和压力铸造等。 2．锻件适用于强度要求较高，形状比较简单的零件毛坯，锻造方法有自由锻和模锻。自由锻的加工余量大，锻件精度低，生产率不高，适用于单件小批量生产以及大型零件毛坯制造。模锻加工余量小，锻件精度高，生产率高，适用于中小型零件毛坯的大批量生产。 3．型材有热轧和冷拉两种。热轧型材的精度较低，适用于一般零件的毛坯。冷拉型材的精度较高，适用于对毛坯精度要求较高的中小型零件的毛坯制造，可用于自动机床加工。 4．焊接件是根据需要用焊接的方法将同类材料或不同的材料焊接在一起而成的毛坯件。焊接件制造简单，生产周期短，但变形较大，需经时效处理后才能进行机械加工。焊接方法适用于大型毛坯、结构复杂的毛坯制造。 5．冷冲压件适用于形状复杂的板料零件。 二毛坯选择的原则 选择毛坯的基本任务是选定毛坯的制造方法及其制造精度。毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺和费用，而且对零件的加工质量、加工方法、生产率及生产成本都有很大的影响。因此，选择毛坯要从毛坯的制造和机械加工两方面综合考虑，以求得最佳的技术经济效果。 在选择毛坯时应考虑下列因素： 1．零件材料及力学性能要求 例如材料为铸铁的零件，应选择铸造毛坯。对于重要的钢制零件，为获得良好的力学性能，应选用锻件毛坯；形状较简单及力学性能不太高时，可用型材毛坯；有色金属零件常用型材或铸造毛坯。 2．零件的结构形状与大小 轴类零件毛坯，如直径和台阶相差不大，可用棒料；如各台阶尺寸相差较大，则宜选用锻件。 大型零件毛坯多用砂型铸造或自由锻；中小型零件可用模锻件或特种
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。
第十章机械零件材料及毛坯的选择与质量检验试题 一、填空题 1、工程上常用的材料主要有__________、__________、__________和__________等。 2、对于机械零件和工程构件最重要的使用性能是__________性能。 3、常用的力学性能指标是__________、__________、__________、__________等。 4、高分子材料，陶瓷材料的工艺路线较简单，而金属材料的工艺路线较复杂，但适应性能很好，常用的加工方法有__________、__________、__________、__________等。 5、根据齿轮的受力状况，齿轮的主要失效形式为：__________、__________和__________。 6、轴类零件在使用过程中的主要失效形式为：__________、__________和__________。 7、机械零件常用毛坯种类有：__________、__________、__________、__________和型材等。 8、常用的机械零件按其形状特征和用途不同，可分为__________、__________和___________三大类。 9、破坏性检验包括___________、___________和___________。 10、为给后续工序提供合格的铸、锻、焊毛坯件，就必须按照国家规定的检验项目和标准对毛坯进行严格质量检验。毛坯检验可分为___________和___________两类。 二、选择题 1、常用的铸造铝合金中（）和（）最好，（）次之，（）最差。 A、铸造铝合金 B、铸钢 C、铸铁 D、铜合金 2、重要用途的齿轮大都采用锻钢制作，如（）用来制作中、低速和承载不大的中、小型传动齿轮；（）适合于高速、能耐猛烈冲击的重载齿轮；直径较大、形状复杂的齿轮毛坯，采用（）制作；一些轻载、低速、不受冲击、精度要求不高的齿轮，用（）制造。 A、铸铁 B、低碳钢或低碳合金钢 C、铸钢 D、中碳钢或中碳合金钢 3、下面不属于非破坏性检验的是哪一项?（） A、金相检验 B、外观检验 C、无损探伤检验 D、致密性检验 4、机械中的大多数零件都是通过（）、（）、（）等方法获得毛坯，再经过（）制成。
第5章机械零件毛坯的选择机械零件的制造包括毛坯成形和切削加工两个阶段，毛坯成形不仅对后续的切削加工产生很大的影响，而且对零件乃至机械产品的质量、使用性能、生产周期和成本等都有影响。因此，正确选择毛坯的类型和生产方法对于机械制造具有重要意义。本章将着重介绍毛坯选择的原则及典型机械零件毛坯的选择。 5.1毛坯选择的原则 机械零件常用的毛坯类型有铸件、锻件、轧制型材、挤压件、冲压件、焊接件、粉末冶金件和注射成型件等，每种类型的毛坯都可以有多种成形方法，在选择时我们遵循的原则是：在保证毛坯质量的前提下，力求选用高效、低成本、制造周期短的毛坯生产方法。一般毛坯选择步骤是：首先由设计人员提出毛坯材料和加工后要达到的质量要求，然后再由工艺人员根据零件图、生产批量，并综合考虑交货期限及现有可利用的设备、人员和技术水平等选定合适的毛坯生产方法。具体要考虑的因素有以下几方面： 5.1.1满足材料的工艺性能要求 金属是制造机械零件的主要材料，一旦材料确定后，其材料的工艺性能就是影响毛坯成形的重要因素，表5.1.1给出了常用金属材料所适用的毛坯生产方法。
注：表中“⊙”表示材料适宜或可以采用的毛坯生产方法。 5.1.2满足零件的使用要求 零件的使用要求主要包括零件的结构形状和尺寸要求、零件的工作条件（通常指零件的受力情况、工作环境和接触介质等）以及对零件性能的要求等。 1.结构形状和尺寸的要求机械零件由于使用功能不同，其结构形状和尺寸往往差异较大，各种毛坯生产方法对零件结构形状和尺寸的适应能力也不相同，所以选择毛坯时，应认真分析零件的结构形状和尺寸特点，选择与之相适应的毛坯制造方法。对于结构形状复杂的中小型零件，为了使毛坯形状与零件较为接近，应先确定以铸件作为毛坯，然后再根据使用性能要求等选择砂型铸造、金属型铸造或熔模铸造。对于结构形状很复杂且轮廓尺寸不大的零件，宜选择熔模铸造；对于结构形状较为复杂，且抗冲击能力、抗疲劳强度要求较高的中小型零件，宜选择模锻件毛坯；对于那些结构形状相当复杂且轮廓尺寸又较大的零件，宜选择组合毛坯。 2.力学性能的要求对于力学性能要求较高，特别是工作时要承受冲击和交变载荷的零件，为了提高抗冲击和抗疲劳破坏的能力，一般应选择锻件，如机床、汽车的传动轴和齿轮等；对于由于其它方面原因需采用铸件的，但又要求零件的金相组织致密、承载能力较强的零件，应选择相应的能满足要求的铸造方法，如压力铸造、金属型铸造和离心铸造等。 3.表面质量的要求为降低生产成本，现代机械产品上的某些非配合表面有尽量不加工的趋势，即实现少、无切屑加工。为保证这类表面的外观质量，对于尺寸较小的有色金属件，宜选择金属型铸造、压力铸造或精密模锻；对于尺寸较小的钢铁件，则宜选择熔模铸造（铸钢件）或精密模锻（结构钢件）。 4.其它方面的要求对于具有某些特殊要求的零件，必须结合毛坯材料和生产方法来满足这些要求。例如，某些有耐压要求的套筒零件，要求零件金相组织致密，不能有气孔、砂眼等缺陷，则宜选择型材（如液压油缸常采用无缝钢管）；
教师姓名授课形式讲授授课时数1授课日期年月日授课班级 授课项目及任务名称 第十二章机械加工工艺过程 第四节毛坯的选择与加工余量的确定 教学目标知识目 标 掌握毛坯的特点及其应用范围。 掌握加工余量的确定方法。 技能目 标 学会根据实际情况，选择毛坯和确定加工余量。 教学重点毛坯的特点、加工余量的确定。教学难点加工余量的确定。 教学方法教学手段 借助于多媒体课件和相关动画及视频，详细教授毛坯的特点和适用范围、加工余量的确定等知识。教师先通过PPT课件进行理论知识讲解，再利用相关动画和视频进行演示，让学生能够将理论知识转化成实践经验。同时学生根据所学内容，完成知识的积累，为以后的实践实训打下基础。 学时安排1.毛坯选择约20分钟； 2.加工余量确定约25分钟； 教学条件多媒体设备、多媒体课件。 课外作业查阅、收集毛坯、加工余量的相关资料。检查方法随堂提问，按效果计平时成绩。 教学后记
授课主要内容 第四节毛坯的选择与加工余量的确定 一、毛坯的选择 常用的毛坯类型有：型材、铸件、锻件、冲压件和焊接件等。 1.型材类毛坯 冶金工厂将钢铸锭用轧制方法制成各种带材、板材、棒材、管材或线材，需要时可以根据规格型号和材料种类直接购买使用。 2.铸件类毛坯 用铸造方法生产零件毛坯，一般为铸铁件、铸钢件和有色金属铸件等。 3.锻件类毛坯 用锻造方法生产零件毛坯。锻件材料必须具有很好的塑性，所以一般为中低碳钢、部分有色金属等。 4.冲压件类毛坯 用冲压方法生产零件毛坯。冲压材料在常温下必须具有很好的塑性。 5.焊接件类毛坯 一般用于结构件，采用低碳钢或低合金钢材料。 二、加工余量的确定 机械加工时，从工件表面切去的那层材料称为加工余量。 某工序中需切除的那层材料称为工序加工余量。 从毛坯到成品总的切除余量称为总加工余量。 1.工序加工余量及其公差： 根据零件结构不同，加工余量有双面和单面之分。 单边公称余量：非对称表面的加工余量。主要为非回转表面 双边公称余量：对称表面的加工余量。主要为回转表面，如轴、孔等
机械加工时毛坯的选择 毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用，而且也与零件的机械加工工艺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工艺人员密切配合，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，一般可用铸造方法制造。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。各种铸造方法及工艺特点见表 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。其锻造方法及工艺特点见表 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。就其制造方法，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、毛坯的选择原则 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方法，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方法。 (二)零件材料的工艺性 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
机械零件加工工艺过程中毛坯的选 择 毛坯是根据零件（或产品）所要求的形状、工艺尺寸等制成的供进一步零件加工用的生产对象。毛坯的种类、形状、尺寸及精度对机械零件加工工艺过程、产品质量、材料消耗和生产成本有着直接影响。冈此，在设计工艺规程时必须正确地选择毛坯的种类和确定毛坯的形状。 1) 机械零件加工工艺中毛坯种类的选择 机械加工中常用的毛坯种类有：祷件、锻件、焊接件、型材、冲压件、粉末冶金件和工程塑料件等。根据零件的材料和对材料力学性能的要求，零件结构形状和尺寸大小，零件的生产纲领和现场生产条件以及利用新工艺、新技术的可能性等因素，可参考表1确定毛坯的种类。
表1 机械制造业常用毛坯种类及其特点 2) 确定毛坯的形状和尺寸 现代机械制造发展的趋势之一是精化毛坯，使其形状和尺寸尽量与零件接近，从而进行少切屑加工甚至无屑加工。但由于毛坯制造技术和成本的限制，产品零件的机械加工精度和表面质量的要求越来越髙，所以毛坯的某些表面仍需留有一定的零件加工余量，以便通过机械加工达到零件的技术要求。毛坯制造尺寸与零件相应尺寸的差值称为毛坯加工余量，毛坯制造尺寸的公差称为毛坯公差，二者都与毛坯的制造方法有关，生产中可参阅有关的零件加工工艺手册来选取。毛坯的零件加工余量确定后，其形状和尺寸的确定，还要考虑到毛坯制造、机械加工及热处理等工艺因素的影响。
下面仅从机械加工工艺角度来分析一下，在确定毛坯形状和尺寸时应注意的几个问题。 (1) 为使零件加工时工件安装稳定，有些铸件毛坯需要铸出工艺凸台，如图7-4所示。工艺凸台一般在零件加工后再行切除。 图1 具有工艺凸台的刀架毛坯 (2) 为了保证零件的加工质量和加工方便，常将一些零件先做成一个整体毛坯，加工到一定阶段后再切割分离。对于半圆形的零件一般应合并成一个整圆的毛坯;对于一些小的、薄的零件（如轴套、垫圈和螺母等），可以将若干零件合成一件毛坯，待加工到一定阶段后再切割分离。图2 所示车床进给系统中的开合螺母外壳，就是将其毛坯做成整体，待零件加工到一定阶段后再切割分离。 图2 车床开合螺母外壳简图
第5 章机械零件毛坯的选择 机械零件的制造包括毛坯成形和切削加工两个阶段，毛坯成形不仅对后续的切削加工产生很大的影响，而且对零件乃至机械产品的质量、使用性能、生产周期和成本等都有影响。因此，正确选择毛坯的类型和生产方法对于机械制造具有重要意义。本章将着重介绍毛坯选择的原则及典型机械零件毛坯的选择。 5.1 毛坯选择的原则 机械零件常用的毛坯类型有铸件、锻件、轧制型材、挤压件、冲压件、焊接件、粉末冶金件和注射成型件等，每种类型的毛坯都可以有多种成形方法，在选择时我们遵循的原则是：在保证毛坯质量的前提下，力求选用高效、低成本、制造周期短的毛坯生产方法。一般毛坯选择步骤是：首先由设计人员提出毛坯材料和加工后要达到的质量要求，然后再由工艺人员根据零件图、生产批量，并综合考虑交货期限及现有可利用的设备、人员和技术水平等选定合适的毛坯生产方法。具体要考虑的因素有以下几方面： 5.1.1 满足材料的工艺性能要求 金属是制造机械零件的主要材料，一旦材料确定后，其材料的工艺性能就是影响毛坯成形的重要因素，表5.1.1给出了常用金属材料所适用的毛坯生产方法。
注：表中“⊙”表示材料适宜或可以采用的毛坯生产方法。 5.1.2 满足零件的使用要求 零件的使用要求主要包括零件的结构形状和尺寸要求、零件的工作条件（通常指零件的受力情况、工作环境和接触介质等）以及对零件性能的要求等。 1. 结构形状和尺寸的要求机械零件由于使用功能不同，其结构形状和尺寸往往差异较大，各种毛坯生产方法对零件结构形状和尺寸的适应能力也不相同，所以选择毛坯时，应认真分析零件的结构形状和尺寸特点，选择与之相适应的毛坯制造方法。对于结构形状复杂的中小型零件，为了使毛坯形状与零件较为接近，应先确定以铸件作为毛坯，然后再根据使用性能要求等选择砂型铸造、金属型铸造或熔模铸造。对于结构形状很复杂且轮廓尺寸不大的零件，宜选择熔模铸造；对于结构形状较为复杂，且抗冲击能力、抗疲劳强度要求较高的中小型零件，宜选择模锻件毛坯；对于那些结构形状相当复杂且轮廓尺寸又较大的零件，宜选择组合毛坯。 2. 力学性能的要求对于力学性能要求较高，特别是工作时要承受冲击和交变载荷的零件，为了提高抗冲击和抗疲劳破坏的能力，一般应选择锻件，如机床、汽车的传动轴和齿轮等；对于由于其它方面原因需采用铸件的，但又要求零件的金相组织致密、承载能力较强的零件，应选择相应的能满足要求的铸造方法，如压力铸造、金属型铸造和离心铸造等。 3. 表面质量的要求为降低生产成本，现代机械产品上的某些非配合表面有尽量不加工的趋势，即实现少、无切屑加工。为保证这类表面的外观质量，对于尺寸较小的有色金属件，宜选择金属型铸造、压力铸造或精密模锻；对于尺寸较小的钢铁件，则宜选择熔模铸造（铸钢件）或精密模锻（结构钢件）。 4. 其它方面的要求对于具有某些特殊要求的零件，必须结合毛坯材料和生产方法来满足这些要求。例如，某些有耐压要求的套筒零件，要求零件金相组织致密，不能有气孔、砂眼等缺陷，则宜选择型材（如液压油缸常采用无缝钢管）；如果零件选材为铸铁，则宜选择离心铸造（如内燃机的汽缸套，其材料为QT600－2，毛坯即为离心铸造铸件），对于在自动机床上进行加工的中小型零件，由于要求毛坯精度较高，故宜采用冷拉型材，如微型轴承的内、外圈是在自动车床上加工的，其毛坯采用冷拉圆钢。
第十章机械零件材料及毛坯的选择与质量检验 机械制造中,要获得满意的零件，就必须从结构设计、合理选材、毛坯制造及机械加工等方面综合考虑。而正确选择材料和毛坯制造方法将直接关系到产品的质量和经济效益，因此，这项工作是机械设计和制造中的重要任务之一。 机械零件的使用性是多种多样的，对材料和毛坯的选择要考虑诸多因素。这里只介绍一些材料及毛坯选择的一般原则。 第一节机械零件的失效 在我们的现实中，机械设备可能发生多种故障。对故障研究分析，首先应根据零件的损坏形式，找出失效的主要原因，为选材和改进工艺提供必要的依据。 一、失效的基本概念 零件在工作过程中最终都要发生失效。所谓失效是指：（1）零件完全破坏，不能继续工作；（2）严重损伤，继续工作很不安全；（3）虽能安全工作，但已不能满意地起到预定的作用。只要发生上述三种情况中的任何一种，都认为零件已经失效。失效分析的目的就是要找出零件损伤的原因，并提出相应的改进措施。现代工业中零件的工作条件日益苛刻，零件的损坏往往会带来严重的后果，因此对零件的可靠性提出了越来越高的要求。另外，从经济性考虑，也要求不断提高零件的寿命。这些都使得失效分析变得越来越重要。失效分析的结果对于零件的设计、选材、加工以至使用，都有很大的指导意义。 二、零件失效的主要形式 零件在工作时的受力情况一般比较复杂，往往承受多种应力的复合作用，因而造成零件的不同失效形式。零件的失效形式有超量变形、断裂和表面损伤三大类型。如图10-1所示。 必须指出，实际零件在工作中往往不只是一种失效方式起作用。例如，一个齿轮，齿面
之间的摩擦导致表面磨损失效，而齿根可能产生疲劳断裂失效，两种方式同时起作用。但一般来说，造成一个零件失效时总是一种方式起主导作用，很少有两种方式同时都使零件失效。失效分析的目的实际上就是要找出主要的失效形式。另外，各类基本失效方式可以互相组合，形成更复杂的复合失效方式，如腐蚀疲劳，蠕变疲劳，腐蚀磨损等等。但它们在特点上都各自接近于其中某一种方式，而另一种方式是辅助的，因此在分析时往往被归入主导方式一类中，例如腐蚀疲劳，疲劳特征是主导因素，腐蚀是起辅助作用的，因此被归入疲劳一类进行分析。 三、零件失效的原因 零件的失效可以由多种原因引起，大体上可分为设计、材料、加工和安装使用四个方面，图10-2是导致零件失效的主要原因的示意图。 （1）结构设计不合理 设计上导致零件失效的最常见原因是结构或形状不合理，即在零件的高应力处存在明显的应力集中源，如各种尖角、缺口、过小的过渡圆角，等等。另一种原因是对零件的工作条件估计错误，如对工作中可能的过载估计不足，因而设计的零件的承载能力不够。发生这类失效的原因在于设计，但可通过选材来避免，特别是当零件的结构与几何尺寸基本固定而难以作较大的改动时，就是如此来处理问题的。现在很少发生由于计算错误造成的设计事故。 （2）材料选取不当 选材不当是材料方面导致失效的主要原因。问题出在材料上，但责任在设计者身上。最常见的情况是，设计者仅根据材料的常规性能指标作出决定，而这些指标根本不能反映材料对所发生的那种类型失效的抗力。另一种情况是，尽管预先对零件的失效形式有较准确的估
第 5 章机械零件毛坯的选择 机械零件的制造包括毛坯成形和切削加工两个阶段，毛坯成形不仅对后续的切削加工产生很大的影响，而且对零件乃至机械产品的质量、使用性能、生产周期和成本等都有影响。因此，正确选择毛坯的类型和生产方法对于机械制造具有重要意义。本章将着重介绍毛坯选择的原则及典型机械零件毛坯的选择。 5.1 毛坯选择的原则 机械零件常用的毛坯类型有铸件、锻件、轧制型材、挤压件、冲压件、焊接件、粉末冶金件和注射成型件等，每种类型的毛坯都可以有多种成形方法，在选择时我们遵循的原则是：在保证毛坯质量的前提下，力求选用高效、低成本、制造周期短的毛坯生产方法。一般毛坯选择步骤是：首先由设计人员提出毛坯材料和加工后要达到的质量要求，然后再由工艺人员根据零件图、生产批量，并综合考虑交货期限及现有可利用的设备、人员和技术水平等选定合适的毛坯生产方法。具体要考虑的因素有以下几方面： 5.1.1 满足材料的工艺性能要求 金属是制造机械零件的主要材料，一旦材料确定后，其材料的工艺性能就是影响毛坯成形的重要因素，表5.1.1给出了常用金属材料所适用的毛坯生产方法。
注：表中“⊙”表示材料适宜或可以采用的毛坯生产方法。 5.1.2 满足零件的使用要求 零件的使用要求主要包括零件的结构形状和尺寸要求、零件的工作条件（通常指零件的受力情况、工作环境和接触介质等）以及对零件性能的要求等。 1. 结构形状和尺寸的要求机械零件由于使用功能不同，其结构形状和尺寸往往差异较大，各种毛坯生产方法对零件结构形状和尺寸的适应能力也不相同，所以选择毛坯时，应认真分析零件的结构形状和尺寸特点，选择与之相适应的毛坯制造方法。对于结构形状复杂的中小型零件，为了使毛坯形状与零件较为接近，应先确定以铸件作为毛坯，然后再根据使用性能要求等选择砂型铸造、金属型铸造或熔模铸造。对于结构形状很复杂且轮廓尺寸不大的零件，宜选择熔模铸造；对于结构形状较为复杂，且抗冲击能力、抗疲劳强度要求较高的中小型零件，宜选择模锻件毛坯；对于那些结构形状相当复杂且轮廓尺寸又较大的零件，宜选择组合毛坯。 2. 力学性能的要求对于力学性能要求较高，特别是工作时要承受冲击和交变载荷的零件，为了提高抗冲击和抗疲劳破坏的能力，一般应选择锻件，如机床、汽车的传动轴和齿轮等；对于由于其它方面原因需采用铸件的，但又要求零件的金相组织致密、承载能力较强的零件，应选择相应的能满足要求的铸造方法，如压力铸造、金属型铸造和离心铸造等。 3. 表面质量的要求为降低生产成本，现代机械产品上的某些非配合表面有尽量不加工的趋势，即实现少、无切屑加工。为保证这类表面的外观质量，对于尺寸较小的有色金属件，宜选择金属型铸造、压力铸造或精密模锻；对于尺寸较小的钢铁件，则宜选择熔模铸造（铸钢件）或精密模锻（结构钢件）。 4. 其它方面的要求对于具有某些特殊要求的零件，必须结合毛坯材料和生产方法来满足这些要求。例如，某些有耐压要求的套筒零件，要求零件金相组织致密，不能有气孔、砂眼等缺陷，则宜选择型材（如液压油缸常采用无缝钢管）；如果零件选材为铸铁，则宜选择离心铸造（如内燃机的汽缸套，其材料为QT600－2，毛坯即为离心铸造铸件），对于在自动机床上进行加工的中小型零件，由于要求毛坯精度较高，故宜采用冷拉型材，如微型轴承的内、外圈是在自动车床上加工的，其毛坯采用冷拉圆钢。 5.1.3满足降低生产成本的要求 要降低毛坯的生产成本，必须认真分析零件的使用要求及所用材料的价格、结构工艺性、
2.2确定毛坯时应考虑的因素： 1）零件的材料及其力学性能。当零件的材料选定以后，毛坯的类型就大体确定了。例如，材料为铸铁的零件，自然应选择铸造毛坯；而对于重要的钢质零件，力学性能要求高时，可选择锻造毛坯。 2）零件的结构和尺寸。形状复杂的毛坯常采用铸件，但对于形状复杂的薄壁件，一般不能采用砂型铸造；对于一般用途的阶梯轴，如果各段直径相差不大、力学性能要求不高时，可选择棒料做毛坯，倘若各段直径相差较大，为了节省材料，应选择锻件。 3）生产纲领的大小。对于大批大量生产，应选择高精度的毛坯制造方法，以减少机械加工，节省材料。 4）现有生产条件。选择毛坯类型时，要结合本企业的具体生产条件，如现场毛坯制造的实际水平和能力、外协的可能性等。 5）充分考虑利用新技术、新工艺和新材料的可能性为了节约材料和能源，减少机械加工余量，提高经济效益，只要有可能，就必须尽量采用精密铸造、精密锻造、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等新工艺、新技术和新材料。锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯，其锻造方法有自由锻和模锻两种。 自由锻造锻件是在锻锤或压力机上用手工操作而成形的锻件。它的精度低，加工余量大，生产率也低，适用于单件小批生产及大型锻件。 模锻件是在锻锤或压力机上，通过专用锻模锻制成形的锻件。它的精度和表面粗糙度均比自由锻造的好，可以使毛坯形状更接近工件形状，加工余量小。同时，由于模锻件的材料纤维组织分布好，锻制件的机械强度高。模锻的生产效率高，但需要专用的模具，且锻锤的吨位也要比自由锻造的大。主要适用于批量较大的中小型零件。 综上所述:选择45钢,毛坯件为锻件,毛坯长度为: Φ50X314。
第五章机械零件（材料及）毛坯的选择（练习） 一、填空题 1、工程上常用的材料主要有__________、__________、__________和 __________等。 2、常用的力学性能指标是__________、__________、__________、 __________等。 3、机械零件常用毛坯种类有：__________、__________、__________、 __________和型材等。 4、常用的机械零件按其形状特征和用途不同，可分为__________、 __________和___________三大类。 二、选择题 1、常用的铸造合金中（）和（）最好，（）次之，（）最差。 A、铸造铝合金 B、铸钢 C、铸铁 D、铜合金2、重要用途的齿轮大都采用锻钢制作，如（）用来制作中、低速和承载不大的中、小型传动齿轮；（）适合于高速、能耐猛烈冲击的重载齿轮；直径较大、形状复杂的齿轮毛坯，采用（）制作；一些轻载、低速、不受冲击、精度要求不高的齿轮，用（）制造。 A、铸铁 B、低碳钢或低碳合金钢 C、铸钢 D、中碳钢或中碳合金钢3、机械中的大多数零件都是通过（）、（）、（）等方法获得毛坯，再经过（）制成。 A、铸造 B、切削加工 C、锻压 D、焊接 4、下列不属于铸件中常见缺陷的是（） A、缩孔 B、疏松 C、成分偏析 D、折叠 5、以下几项不属于锻件中常见缺陷的是（）
A、锻造裂纹 B、过热和过烧 C、冷成形件中缺陷 D、气孔6、下列不属于焊接件常见缺陷的是（） A、气孔 B、成分偏析 C、热裂纹 D、冷裂纹 三、简答题 1、选择零件毛坯应遵循哪些原则？ 2、零件的使用要求包括哪些？ 3、生产批量对毛坯加工方法的选择有何影响？ 4、为什么轴杆类零件一般采取锻件，而机架类零件多采用铸件？ 参考答案 一、填空题 1、金属材料高分子材料陶瓷材料复合材料 2、力学性能 3、强度硬度塑性韧性 4、铸造压力加工焊接切削加工 5、齿面磨损齿面疲劳剥落齿根疲劳断裂 6、疲劳断裂过量变形局部过渡磨损 7、铸件锻件焊接件冲压件 8、轴杆类零件盘套类零件机架箱体类零件 9、力学性能测试化学成分分析金相检验 10、破坏性检验非破坏性检验 二、选择题