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    毛坯選擇原則
    發布者:yflwzj  發布時間:2012-06-27 08:24:13  訪問次數:

    毛坯選擇原則
    機械零件的制造包括毛坯成形和切削加工兩個階段,毛坯成形不僅對后續的切削加工產生很大的影響,而且對零件乃至機械產品的質量、使用性能、生產周期和成本等都有影響。因此,正確選擇毛坯的類型和生產方法對于機械制造具有重要意義。本章將著重介紹毛坯選擇的原則及典型機械零件毛坯的選擇。
    機械零件常用的毛坯類型有鑄件、鍛件、軋制型材、擠壓件、沖壓件、焊接件、粉末冶金件和注射成型件等,每種類型的毛坯都可以有多種成形方法,在選擇時我們遵循的原則是:在保證毛坯質量的前提下,力求選用高效、低成本、制造周期短的毛坯生產方法。一般毛坯選擇步驟是:首先由設計人員提出毛坯材料和加工后要達到的質量要求,然后再由工藝人員根據零件圖、生產批量,并綜合考慮交貨期限及現有可利用的設備、人員和技術水平等選定合適的毛坯生產方法。
    材料的工藝性能要求
    金屬是制造機械零件的主要材料,一旦材料確定后,其材料的工藝性能就是影響毛坯成形的重要因素,下表給出了常用金屬材料所適用的毛坯生產方法。
    常用材料的毛坯生產方法

        材料
    毛坯
    生產方法
    工模
    具具
    鋼鋼
    塑料
    橡膠
    砂型鑄造
     
     
    金屬型鑄造
     
     
     
     
     
     
     
    壓力鑄造
     
     
     
     
     
     
     
     
    熔模鑄造
     
     
     
     
     
    鍛造
     
     
     
    冷沖壓
     
     
     
     
    粉末冶金
     
     
     
     
    焊接
     
     
     
    擠壓型材
     
     
     
     
     
    冷拉型材
     
     
     
    備注
     
     
     
     
     
     
     
     
    可壓制及吹塑
    可壓制

        材料
    毛坯
    生產方法
    工模
    具具
    鋼鋼
    塑料
    橡膠
    砂型鑄造
     
     
    金屬型鑄造
     
     
     
     
     
     
     
    壓力鑄造
     
     
     
     
     
     
     
     
    熔模鑄造
     
     
     
     
     
    鍛造
     
     
     
    冷沖壓
     
     
     
     
    粉末冶金
     
     
     
     
    焊接
     
     
     
    擠壓型材
     
     
     
     
     
    冷拉型材
     
     
     
    備注
     
     
     
     
     
     
     
     
    可壓制及吹塑
    可壓制
    零件的使用要求
    零件的使用要求主要包括零件的結構形狀和尺寸要求、零件的工作條件(通常指零件的受力情況、工作環境和接觸介質等)以及對零件性能的要求等。
    1結構形狀和尺寸的要求 
    機械零件由于使用功能不同,其結構形狀和尺寸往往差異較大,各種毛坯生產方法對零件結構形狀和尺寸的適應能力也不相同,所以選擇毛坯時,應認真分析零件的結構形狀和尺寸特點,選擇與之相適應的毛坯制造方法。對于結構形狀復雜的中小型零件,為了使毛坯形狀與零件較為接近,應先確定以鑄件作為毛坯,然后再根據使用性能要求等選擇砂型鑄造、金屬型鑄造或熔模鑄造。對于結構形狀很復雜且輪廓尺寸不大的零件,宜選擇熔模鑄造;對于結構形狀較為復雜,且抗沖擊能力、抗疲勞強度要求較高的中小型零件,宜選擇模鍛件毛坯;對于那些結構形狀相當復雜且輪廓尺寸又較大的零件,宜選擇組合毛坯。
    2力學性能的要求 
    對于力學性能要求較高,特別是工作時要承受沖擊和交變載荷的零件,為了提高抗沖擊和抗疲勞破壞的能力,一般應選擇鍛件,如機床、汽車的傳動軸和齒輪等;對于由于其它方面原因需采用鑄件的,但又要求零件的金相組織致密、承載能力較強的零件,應選擇相應的能滿足要求的鑄造方法,如壓力鑄造、金屬型鑄造和離心鑄造等。
    3表面質量的要求 
    為降低生產成本,現代機械產品上的某些非配合表面有盡量不加工的趨勢,即實現少、無切屑加工。為保證這類表面的外觀質量,對于尺寸較小的有色金屬件,宜選擇金屬型鑄造、壓力鑄造或精密模鍛;對于尺寸較小的鋼鐵件,則宜選擇熔模鑄造(鑄鋼件)或精密模鍛(結構鋼件)。
    4其它方面的要求 
    對于具有某些特殊要求的零件,必須結合毛坯材料和生產方法來滿足這些要求。例如,某些有耐壓要求的套筒零件,要求零件金相組織致密,不能有氣孔、砂眼等缺陷,則宜選擇型材(如液壓油缸常采用無縫鋼管);如果零件選材為鑄鐵,則宜選擇離心鑄造(如內燃機的汽缸套,其材料為QT600-2,毛坯即為離心鑄造鑄件),對于在自動機床上進行加工的中小型零件,由于要求毛坯精度較高,故宜采用冷拉型材,如微型軸承的內、外圈是在自動車床上加工的,其毛坯采用冷拉圓鋼。
    降低生產成本的要求
    要降低毛坯的生產成本,必須認真分析零件的使用要求及所用材料的價格、結構工藝性、生產批量等各方面情況。首先,應根據零件的選材和使用要求確定毛坯的類型,再根據零件的結構形狀、尺寸大小和毛坯的結構工藝性及生產批量大小確定具體的生產方法,必要時還可按有關程序對原設計提出修改意見,以利于降低毛坯生產成本。
    1生產批量較小時的毛坯選擇 
    生產批量較小,毛坯生產的生產率不是主要問題,材料利用率的矛盾也不太突出,這時應主要考慮的是減少設備、模具等方面的投資,即使用價格比校便宜的設備和模具,以降低生產成本。如使用型材、砂型鑄造件、自由鍛件、胎模鍛件、焊接結構件等作為毛坯。
    2生產批量較大時的毛坯選擇 
    生產批量較大,提高生產率和材料的利用率,降低廢品率,對降低毛坯的單件生產成本將具有明顯的經濟意義。因此,應采用比較先進的毛坯制造方法來生產毛坯。盡管此時的設備造價昂貴、投資費用高,但分攤到單個毛坯上的成本是較低的,并由于工時消耗、材料消耗及后續加工費用的減少和毛坯廢品率的降低,從而有效地降低毛坯生產成本。
    符合生產條件
    為了兼顧零件的使用要求和生產成本兩個方面,在選擇毛坯時還必須與本企業的具體生產條件相結合。當對外訂貨的價格低于本企業生產成本,且又能滿足交貨期要求時,應當向外訂貨,以降低成本。還要認真分析以下三方面的情況:
    1當代毛坯生產的先進技術與發展趨勢,在不脫離我國國情及本廠實際的前提下,盡量采用比較先進的毛坯生產技術;
    2產品的使用性能和成本方面對毛坯生產的要求;
    3本廠現有毛坯生產能力狀況,包括生產設備、技術力量(含工程技術人員和技術工人)、廠房等方面的情況。
    總之,毛坯選擇應在保證產品質量的前提下,獲得最好的經濟效益。

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