常用毛坯种类及选择因素分析

2.4.1.1　任务描述

根据图2-1零件的功用、结构特点和技术要求，正确选择毛坯种类。

2.4.1.2　学习目标

1.知识目标

（1）掌握常见毛坯的种类及其工艺特点；

（2）掌握毛坯选择时要考虑的因素。

2.能力目标

能根据零件特点正确选择毛坯种类。

3.素养素质目标

（1）培养实事求是、辩证分析的能力；

（2）培养严谨的工作态度。

2.4.1.3　重难点

1.重点

常见毛坯种类及其工艺特点。

2.难点

正确选择毛坯种类。

2.4.1.4　相关知识链接

1.常用毛坯种类

1）铸件

当零件的结构比较复杂，所用材料又具备可铸性时，零件的毛坯应选择铸件，其铸造方法有砂型铸造、特种铸造（金属型铸造、压力铸造、离心铸造等）。生产中所用的铸件，大多采用砂型铸造，薄壁零件不可用砂型铸造，尺寸大的铸件宜用砂型铸造，少数尺寸较小的优质铸件可采用特种铸造方法铸造。

二维码2-27

2）锻件

锻件主要有自由锻和模锻等。

自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自由锻。自由锻造件由于采用手工操作锻造成形，精度低、加工余量大，加之自由锻生产率不高，所以适用于单件小批生产中生产结构简单的锻件。

模锻是在外力的作用下使金属坯料在模具内产生塑性变形并充满模膛（模具型腔）以获得所需形状和尺寸的锻件的锻造方法。与自由锻相比，模锻能够锻出形状更为复杂、尺寸比较准确的锻件，生产效率比较高。在大批大量生产中，中小型零件的毛坯常采用模锻制造。

3）焊接件

焊接件是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件。对于大件来说，焊接件简单、方便，特别是单件小批生产可大大缩短生产周期。但焊接后容易产生较大的内应力，从而产生焊接变形，需经过一定的去除内应力处理（如回火、退火、时效等）。焊接的方式主要有气焊、电弧焊以及电渣焊等。

4）型材

型材是铁或钢以及具有一定强度和韧性的材料（如塑料、铝、玻璃纤维等）通过轧制、挤出、铸造等工艺制成的具有一定几何形状的物体，主要有圆钢（棒料）、方钢、角钢等。型材有热轧和冷拉两种。热轧型材的尺寸较大、精度低，多用作一般零件的毛坯；冷拉型材尺寸较小、精度较高，多用于毛坯精度要求较高的中、小型零件，适用于自动机床加工。

2.毛坯选择时考虑的因素

1）零件材料及其力学性能

例如，材料是铸铁，就选铸造毛坯。材料是钢材，当力学性能要求高时，可选锻件；当力学性能要求不高时，可选型材或铸钢。

2）零件的形状和尺寸

形状复杂毛坯，常采用铸造方法。薄壁件不可用砂型铸造，大铸件应用砂型铸造。常见钢质阶梯轴零件，如各台阶直径相差不大，则可用棒料；如各台阶直径相差较大，则可选锻件。尺寸大宜选自由锻，尺寸小宜选模锻。

3）生产类型

大量生产，应选精度和生产率都比较高的毛坯制造方法，如铸件选金属模机器造型或精密铸造，锻件应采用模锻、冷轧和冷拉型材等；单件小批生产则应采用木模手工造型或自由锻。

4）具体生产条件

考虑现场毛坯制造的水平和能力以及外协的可能性等。(www.xing528.com)

5）利用新工艺、新技术和新材料的可能性

如精铸、精锻、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等，应用这些方法后，可大大减少机械加工量，有时甚至可不再进行机械加工。

二维码2-28

2.4.1.5　任务实施

2.4.1.5.1　学生分组

学生分组表2-10

2.4.1.5.2　完成任务工单

任务工作单

组号：_______　姓名：_______　学号：_______　检索号：　24152-1　

引导问题：

（1）什么样的零件力学性能要求较高？

（2）生产类型对毛坯选择有什么影响？请举例说明。

（3）请确定图2-15中各个零件的毛坯种类。

图2-15　毛坯种类选择

（a）大型齿轮毛坯；（b）工业汽轮机叶片毛坯；（c）连杆毛坯

2.4.1.5.3　合作探究

任务工作单

组号：_______　姓名：_______　学号：_______　检索号：　24153-1　

引导问题：

（1）小组讨论，教师参与，确定任务工作单24152-1的最优答案，并检讨自己存在的不足。

（2）每组推荐一个小组长，进行汇报。根据汇报情况，再次检讨自己的不足。

2.4.1.6　评价反馈

任务工作单

组号：_______　姓名：_______　学号：_______　检索号：　2416-1　

自我检测表

任务工作单

组号：_______　姓名：_______　学号：_______　检索号：　2416-2　

小组内互评验收表

任务工作单

被评组号：______________　检索号：　2416-3　

小组间互评表

二维码2-29

任务工作单

组号：_______　姓名：_______　学号：_______　检索号：　2416-4　

任务完成情况评价表

二维码2-30