第11章毛坯成形方法选择及质量控制.

第11章毛坯成形方法选择及质量控制11.1毛坯成形方法选择毛坯：根据机器零件所要求的工艺尺寸、形状而制成的坯料，供进一步加工使用，以获得成品零件。11.1.1毛坯分类第11章毛坯成形方法选择及质量控制１、按用途分类（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。2、其形状分类轴（杆）类、机架箱体类、盘套类。铸件锻件型材焊接件冷压件粉末冶金件3、按加工方法分类砂型铸金属模铸压力铸模锻自由锻冷轧热轧冲压冷挤第11章毛坯成形方法选择及质量控制11.1.2毛坯选择的内容１、毛坯材料的选用根据零件使用性能选取。11.1毛坯成形方法选择２、毛坯加工方法的选取采用铸造、锻压、冲压、粉末冶金、挤压、轧制、焊接、粘接等加工方法。11.1.3毛坯选择的基本原则根据零件的结构类型、使用性能、生产批量和生产条件进行选择。一、保证零件的使用性能零件的使用性能：零件为适应工作条件而应具备的形状、尺寸、力学性能及物理和化学性能。11.1毛坯成形方法选择一、保证零件的使用性能１、不同结构的零件毛坯生产方法的选用重量超过100Kg的毛坯，采用砂型铸造、自由锻造或拼焊；质量超过1.5t的锻件需要水压机进行锻造。11.1毛坯成形方法选择一、保证零件的使用性能２、不同内在质量的零件毛坯生产方法的选用锻件和焊接件力学性能优于铸件。11.1毛坯成形方法选择３、不同条件下工作的零件毛坯生产方法的选用工作条件不同，性能要求也不同，相应的毛坯材料及生产方法必须满足这些要求。二、满足材料的工艺性能要求工艺性能要求：（1）毛坯的加工方法能把毛坯制造出来；（2）毛坯的加工方法能容易把毛坯制造出来；（3）生产的毛坯能保证质量。11.1毛坯成形方法选择二、满足材料的工艺性能要求毛坯材料的工艺性能：（１）铸造性能铸造时的流动性及收缩率，偏析、缩孔、气孔等缺陷的倾向；（２）锻压性能锻压时的塑性、变形抗力，可加工温度范围、抗氧化性，热脆、冷裂倾向等。11.1毛坯成形方法选择二、满足材料的工艺性能要求（３）焊接性能（a）接合性能一定工艺条件下所获得优质接头的能力，常用抗裂性及接头性能下降程度衡量；（b)使用性能接头所具有的性能在使用条件下安全运行的能力。11.1毛坯成形方法选择三、降低制造成本零件的制造成本：11.1毛坯成形方法选择包括所消耗的材料的费用、燃料和动力费、工资、设备与工艺装备的折旧费和修理费、废品损失费及其他辅助费用。三、降低制造成本选择毛坯原则：在满足零件使用要求和工艺要求的前提下，选择总成本较低的方案。零件批量大时采用高生产率的生产方法；批量小时，采用自由锻造、砂型铸造。11.1毛坯成形方法选择四、符合生产条件选用毛坯生产方法时，必须分析本单位的设备条件和技术水平。充分考虑外协的可能性。11.1毛坯成形方法选择11.2零件的结构分析及毛坯选择一、零件的结构类型１、按形状分类（１）轴类零件；（２）盘类零件；（３）箱架类零件。２、按尺寸及质量分类（１）小型或轻型零件；（２）中型或一般零件；（３）大型或重型零件。一、零件的结构类型３、按复杂程度分类（１）简单零件；（２）比较复杂零件；（３）复杂零件。４、按受力状况分类（１）受力较小或不重要零件；（２）受力中等或一般零件；（３）受力大的或重要零件。11.2零件的结构分析及毛坯选择二、轴杆件的分析与毛坯选择（一）分类１、按形状分类：实心轴、空心轴、直轴、弯轴、同心轴、偏心轴及管件、杆件。11.2零件的结构分析及毛坯选择二、轴杆件的分析与毛坯选择２、按受力分类（１）转轴：受弯矩、扭矩；（２）心轴：受弯矩；（３）传动轴：受扭矩。11.2零件的结构分析及毛坯选择二、轴杆件的分析与毛坯选择（二）工作条件１、分别承受弯、扭、拉、压等多种应力，并多为循环应力，有时有冲击应力。２、局部颈部、滑动表面承受摩擦，会产生各种断裂、磨损及塑性变形失效。11.2零件的结构分析及毛坯选择（三）对轴类零件的要求１、整体综合力学性能好；２、有高的抗疲劳强度；３、局部要求高硬度、高耐磨性；４、刀具类轴杆件，要求高硬度、高耐磨性和一定的韧性及足够的强度。11.2零件的结构分析及毛坯选择（四）轴类零件毛坯加工方法1、一般轴采用锻件；2、小尺寸、断面直径差异不大用圆钢；3、曲轴、凸轮轴等用锻件或球铁铸件；4、大型、重型或复杂轴类用锻——焊组合。11.2零件的结构分析及毛坯选择三、盘套件的分析与毛坯选择（一）工具类，选用硬度和耐磨性高、强韧性适当的碳钢和合金钢。（二）一般盘套件，要求具有一定的强韧性，而局部耐磨性高。一般选用中、低碳钢或合金结构钢。11.2零件的结构分析及毛坯选择三、盘套件的分析与毛坯选择（三）齿轮零件，齿部承受交变弯曲应力和冲击力，齿面承受接触应力和摩擦力。易发生接触疲劳、磨损、折断和局部变形失效。11.2零件的结构分析及毛坯选择三、盘套件的分析与毛坯选择（四）齿轮毛坯选择１、轧材毛坯：制造形状简单、尺寸不大的齿轮的大批量生产；２、锻钢毛坯：制造机器中的大部分齿轮，力学性能较好；３、铸铁毛坯：制造受力不大、无冲击、低速齿轮。11.2零件的结构分析及毛坯选择四、箱架件的分析与毛坯选择箱架件受力不大要求有较好的刚度和密封性。一般采用铸铁。受力复杂的可采用铸钢。单件、短周期可选用焊接件。11.2零件的结构分析及毛坯选择11.3毛坯质量及其控制一、外观质量检验1、尺寸和形状检验2、表面及近表面质量检验1）着色试验（用于开口性缺陷）采用低黏度的染色液处理毛坯表面，再将毛坯表面洗净、干燥。缺陷处留有色迹。原理：利用细小裂纹的毛细管作用，渗入荧光染色，在暗室中靠紫外线光源检测癖疵或裂纹。常见毛坯成形缺陷及其预防措施（前面各章已讲）11.3毛坯质量及其控制2）化学腐蚀采用酸或酸－盐混合溶液将毛坯浸泡，然后取出漂净、烘干，局部色斑与由腐蚀产生的无光泽表面对比使缺陷显示出来。但试验后需将过剩的酸中和并漂净。11.3毛坯质量及其控制3）磁力探伤在被测表面上均匀地撒上铁粉，将被检件放于磁力探伤机的磁铁两级，当毛坯有缺陷时磁感线将绕过发生弯曲现象（漏磁）。11.3毛坯质量及其控制二、内部缺陷检验1、射线照相法将毛坯件暴露在合适的放射源（X或γ）的辐射下毛坯件内的缺陷处射线强度大，胶片感光强，在缺陷处显示出黑色条纹和斑点。11.3毛坯质量及其控制2、超声波检测超声波具有被固体传输和被内表面存在处反射的性能。有缺陷处反射波波形及波长发生变化。11.3毛坯质量及其控制三、成分和显微组织检验包括化学成分内部缺陷四、毛坯件力学性能检验包括硬度、塑性、韧性、疲劳、高温蠕变等。五、密封性检验1、水压试验（1.5倍工作压力）2、气压试验作业P2001、4、5、6