第六章材料成形方法選擇

1、第六章 任何材料都必須成形，制成制品后才具有使用價(jià)值。 成形方法的選擇是零件設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。 零件設(shè)計(jì)內(nèi)容：6.1 材料成形方法選擇的原則與依據(jù) (一)適用性原則：1滿足使用要求2適應(yīng)成形加工工藝性1滿足使用要求選擇成形方法，要兼顧后續(xù)機(jī)加工的可加工性。2適應(yīng)成形加工工藝性(二) 經(jīng)濟(jì)性原則： 應(yīng)把滿足使用要求與降低成本統(tǒng)一起來； 為獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益，不能僅從成形工藝角度考慮經(jīng)濟(jì)性，而應(yīng)從降低零件總成本考慮。(三) 與環(huán)境相宜原則：1對(duì)環(huán)境友好的含義2環(huán)境負(fù)載性的評(píng)價(jià) 3成形加工方法與單位能耗的關(guān)系 材料經(jīng)各種成形加工工藝成為制品，生產(chǎn)系統(tǒng)中能耗由此工藝流程確定。 (一) 零件類別、功能、使

2、用要求及其結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、技術(shù)要求等；(二) 零件的生產(chǎn)批量;(三) 現(xiàn)有生產(chǎn)條件; (四) 密切注意新工藝、新技術(shù)、新材料的利用 發(fā)動(dòng)機(jī)上排氣門的成形工藝備選方案： 胎模鍛造成形 平鍛機(jī)模鍛成形 電熱鐓粗成形 熱擠壓成形 氣門 常用的材料成形方法比較 精密零件或特殊性能的制品，如軸承、金剛石工具、硬質(zhì)合金、活塞環(huán)、齒輪等較高高可較復(fù)雜中小件 粉末流動(dòng)性較好，壓縮性較大 粉末間原子擴(kuò)散、再結(jié)晶，有時(shí)重結(jié)晶粉末冶金 重量輕且剛度好的零件以及形狀較復(fù)雜的殼體，如箱體、罩殼、汽車覆蓋件、儀表板、容器等較高或高較高可較復(fù)雜各種沖壓 受力較大或較復(fù)雜，且形狀較復(fù)雜的制件，如齒輪、閥體、叉桿、曲軸等較高

3、或高較高可較復(fù)雜中小件模鍛 傳動(dòng)軸、齒輪坯、炮筒等低較低簡(jiǎn)單各種 變形抗力較小，塑性較好 固態(tài)金屬塑性變形自由鍛 型腔較復(fù)雜尤其是內(nèi)腔復(fù)雜的制件，如箱體、殼體、床身、支座等低高較高可復(fù)雜各種 流動(dòng)性好，集中縮孔 液態(tài)金屬填充型腔鑄造結(jié)構(gòu)尺寸主要應(yīng)用生產(chǎn)率材料利用率制件特征對(duì)材料的工藝要求成形特點(diǎn)成形方法焊接 通過金屬熔池液態(tài)凝固，或塑性變形或原子擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接 淬硬、裂紋、氣孔等傾向較小各種可復(fù)雜較高低高 形狀復(fù)雜或大型構(gòu)件的連接成形，異種材料間的連接，零件的修補(bǔ)等塑料成形 采用注射、擠出、模壓、澆注、燒結(jié)、真空成形、吹塑等方法制成制品 流動(dòng)性好、收縮性、吸水性、熱敏性小各種可復(fù)雜較高較低或較高

4、 一般結(jié)構(gòu)零件、一般耐磨傳動(dòng)零件，減摩自潤(rùn)滑零件，耐腐蝕零件等。如化工管道、儀表殼罩等陶瓷成形 陶瓷材料通過制粉、配料、成形、高溫?zé)Y(jié)獲得制品 坯體結(jié)構(gòu)均勻并有一定的致密度中小件可較復(fù)雜較高低較高 高硬度，耐高溫、耐腐蝕絕緣零件，如刀具、高溫軸承、泵、閥復(fù)合材料成形 基體材料和增強(qiáng)材料復(fù)合而成的一類多相材料，材料與結(jié)構(gòu)一次成形 纖維有高強(qiáng)度和剛度，有合理的含量、尺寸和分布；基體有一定的塑性、韌性 各種可復(fù)雜較高低較高 高比強(qiáng)度、比模量、化學(xué)穩(wěn)定性和電性能好，如船、艇、車身及配件，管道、閥門、儲(chǔ)罐、高壓氣瓶等快速成形 通過離散獲得堆積的路徑和方式，通過堆積材料疊加起來成形三維實(shí)體 有利于快速精確

5、地加工原型零件；當(dāng)原形直接用作制件、模具時(shí)，原型的力學(xué)性能和物理化學(xué)性能要滿足使用要求；當(dāng)原形間接使用時(shí)，其性能要有利于后續(xù)處理工藝各種可復(fù)雜高單件成形速度快 產(chǎn)品設(shè)計(jì)、方案論證、產(chǎn)品展示、工業(yè)造型、模具、家用電器、汽車、航空航天、軍事裝備、材料、工程、醫(yī)療器具、人體器官模型、生物材料組織等6.2 常用機(jī)械零件毛坯成形方法選擇 軸 、 桿 類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 是 其 軸 向(縱向)尺寸遠(yuǎn)大于徑向(橫向)尺寸。軸桿類零件材料大都為鋼。 有些情況下，還可采用鍛-焊或鑄-焊結(jié)合的方法來制造軸、桿類零件的毛坯。 1.齒輪一般選用鍛鋼毛坯 大批量生產(chǎn)可采用熱軋齒輪或精密模鍛齒輪；單件或小批量生產(chǎn)，直徑10

6、0mm以下的小齒輪可用圓鋼棒為毛坯。 直徑大于400500mm的大型齒輪，可用鑄鋼或球墨鑄鐵件為毛坯，鑄造齒輪一般為幅條結(jié)構(gòu)。 單 件 生 產(chǎn) 大型齒輪毛坯，可 采 用 焊 接方式制造。2帶輪、飛輪、手輪和墊塊等 3法蘭、墊圈、套環(huán)、聯(lián)軸節(jié)等 4模具毛坯 5鉆套、導(dǎo)向套、滑動(dòng)軸承、液壓缸、螺母等機(jī)架箱座類零件 P244P251一、承壓油缸 二、開關(guān)閥 三、單級(jí)齒輪減速器 四、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu) 單級(jí)齒輪減速器組件的成形方法 傳動(dòng)零件的支撐件和包容件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，箱體以承壓為主，要求有良好的剛度、減振性和密封性。常采用灰鑄鐵鑄造成形： 單件小批量生產(chǎn)可采用手工造型或采用碳素結(jié)構(gòu)鋼（如Q235A）型材和板料焊接成形； 大批量生產(chǎn)采用機(jī)器砂型鑄造成形。重要的傳動(dòng)零件，工作時(shí)承受彎矩和扭矩，要求較好的綜合力學(xué)性能。 直徑小于100 mm的小齒輪成形方案： 直徑約200 mm的小型齒輪成形方案： 直徑為4001000 mm的齒輪成形方案: 生產(chǎn)中，常將灰鑄鐵齒輪用于開式低速傳動(dòng)，用球墨鑄鐵齒輪代替高速傳動(dòng)的鑄鋼齒輪。單件或小批量生產(chǎn)大齒輪成形方案: 用于觀察箱內(nèi)情況及加油，力學(xué)性能要求不高。 用于聯(lián)