毛坯選擇原則
機(jī)械零件的制造包括毛坯成形和切削加工兩個(gè)階段，毛坯成形不僅對(duì)后續(xù)的切削加工產(chǎn)生很大的影響，而且對(duì)零件乃至機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量、使用性能、生產(chǎn)周期和成本等都有影響。因此，正確選擇毛坯的類型和生產(chǎn)方法對(duì)于機(jī)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(jī)械零件毛坯的選擇。
機(jī)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(shí)我們遵循的原則是：在保證毛坯質(zhì)量的前提下，力求選用高效、低成本、制造周期短的毛坯生產(chǎn)方法。一般毛坯選擇步驟是：首先由設(shè)計(jì)人員提出毛坯材料和加工后要達(dá)到的質(zhì)量要求，然后再由工藝人員根據(jù)零件圖、生產(chǎn)批量，并綜合考慮交貨期限及現(xiàn)有可利用的設(shè)備、人員和技術(shù)水平等選定合適的毛坯生產(chǎn)方法。
材料的工藝性能要求
金屬是制造機(jī)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(chǎn)方法。
常用材料的毛坯生產(chǎn)方法
|
|
低
碳
鋼
|
中
碳
鋼
|
高
碳
鋼
|
灰
鑄
鐵
|
鋁
合
金
|
銅
合
金
|
不
銹
鋼
|
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
|
|
|
低
碳
鋼
|
中
碳
鋼
|
高
碳
鋼
|
灰
鑄
鐵
|
鋁
合
金
|
銅
合
金
|
不
銹
鋼
|
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(jié)構(gòu)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(huán)境和接觸介質(zhì)等）以及對(duì)零件性能的要求等。
1結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的要求
機(jī)械零件由于使用功能不同，其結(jié)構(gòu)形狀和尺寸往往差異較大，各種毛坯生產(chǎn)方法對(duì)零件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的適應(yīng)能力也不相同，所以選擇毛坯時(shí)，應(yīng)認(rèn)真分析零件的結(jié)構(gòu)形狀和
尺寸特點(diǎn)，選擇與之相適應(yīng)的毛坯制造方法。對(duì)于結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的中小型零件，為了使毛坯形狀與零件較為接近，應(yīng)先確定以鑄件作為毛坯，然后再根據(jù)使用性能要求等選擇砂型鑄造、金屬型鑄造或熔模鑄造。對(duì)于結(jié)構(gòu)形狀很復(fù)雜且輪廓尺寸不大的零件，宜選擇熔模鑄造；對(duì)于結(jié)構(gòu)形狀較為復(fù)雜，且抗沖擊能力、抗疲勞強(qiáng)度要求較高的中小型零件，宜選擇模鍛件毛坯；對(duì)于那些結(jié)構(gòu)形狀相當(dāng)復(fù)雜且輪廓尺寸又較大的零件，宜選擇組合毛坯。
2力學(xué)性能的要求
對(duì)于力學(xué)性能要求較高，特別是工作時(shí)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(yīng)選擇鍛件，如機(jī)床、汽車的傳動(dòng)軸和齒輪等；對(duì)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(qiáng)的零件，應(yīng)選擇相應(yīng)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(zhì)量的要求
為降低生產(chǎn)成本，現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品上的某些非配合表面有盡量不加工的趨勢(shì)，即實(shí)現(xiàn)少、
無(wú)切屑加工。為保證這類表面的外觀質(zhì)量，對(duì)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(duì)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(jié)構(gòu)鋼件）。
4其它方面的要求
對(duì)于具有某些特殊要求的零件，必須結(jié)合毛坯材料和生產(chǎn)方法來(lái)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(wú)縫鋼管）；如果零件選材為鑄鐵，則宜選擇離心鑄造（如內(nèi)燃機(jī)的汽缸套，其材料為QT600－2，毛坯即為離心鑄造鑄件），對(duì)于在自動(dòng)機(jī)床上進(jìn)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(nèi)、外圈是在自動(dòng)車床上加工的，其毛坯采用冷拉圓鋼。
降低生產(chǎn)成本的要求
要降低毛坯的生產(chǎn)成本，必須認(rèn)真分析零件的使用要求及所用材料的價(jià)格、結(jié)構(gòu)工藝性、生產(chǎn)批量等各方面情況。首先，應(yīng)根據(jù)零件的選材和使用要求確定毛坯的類型，再根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小和毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性及生產(chǎn)批量大小確定具體的生產(chǎn)方法，必要時(shí)還可按有關(guān)程序?qū)υO(shè)計(jì)提出修改意見(jiàn)，以利于降低毛坯生產(chǎn)成本。
1生產(chǎn)批量較小時(shí)的毛坯選擇
生產(chǎn)批量較小，毛坯生產(chǎn)的生產(chǎn)率不是主要問(wèn)題，材料利用率的矛盾也不太突出，這時(shí)應(yīng)主要考慮的是減少設(shè)備、模具等方面的投資，即使用價(jià)格比校便宜的設(shè)備和模具，以降低生產(chǎn)成本。如使用型材、砂型鑄造件、自由鍛件、胎模鍛件、焊接結(jié)構(gòu)件等作為毛坯。
2生產(chǎn)批量較大時(shí)的毛坯選擇
生產(chǎn)批量較大，提高生產(chǎn)率和材料的利用率，降低廢品率，對(duì)降低毛坯的單件生產(chǎn)成本將具有明顯的經(jīng)濟(jì)意義。因此，應(yīng)采用比較先進(jìn)的毛坯制造方法來(lái)生產(chǎn)毛坯。盡管此時(shí)的設(shè)備造價(jià)昂貴、
投資費(fèi)用高，但分?jǐn)偟絾蝹€(gè)毛坯上的成本是較低的，并由于工時(shí)消耗、材料消耗及后續(xù)加工費(fèi)用的減少和毛坯廢品率的降低，從而有效地降低毛坯生產(chǎn)成本。
符合生產(chǎn)條件
為了兼顧零件的使用要求和生產(chǎn)成本兩個(gè)方面，在選擇毛坯時(shí)還必須與本企業(yè)的具體生產(chǎn)條件相結(jié)合。當(dāng)對(duì)外訂貨的價(jià)格低于本企業(yè)生產(chǎn)成本，且又能滿足交貨期要求時(shí)，應(yīng)當(dāng)向外訂貨，以降低成本。還要認(rèn)真分析以下三方面的情況：
1當(dāng)代毛坯生產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)，在不脫離我國(guó)國(guó)情及本廠實(shí)際的前提下，盡量采用比較先進(jìn)的毛坯生產(chǎn)技術(shù)；
2產(chǎn)品的使用性能和成本方面對(duì)毛坯生產(chǎn)的要求；
3本廠現(xiàn)有毛坯生產(chǎn)能力狀況，包括生產(chǎn)設(shè)備、
技術(shù)力量（含工程技術(shù)人員和技術(shù)工人）、廠房等方面的情況。
總之，毛坯選擇應(yīng)在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，獲得最好的經(jīng)濟(jì)效益。
