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干了几年机加工,有些零件特别难加工,现在才搞明白是毛坯没选对

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干了这么多年机加工,你有多重视毛坯?你觉得一直以来你的毛坯选对了吗?关于毛坯其实也有很多的学问在里面。今天,和大家聊聊毛坯的那些学问!

毛坯的确定,不仅影响毛坯制造的经济性,而且影响机械加工的经济性。所以在确定毛坯时,既要考虑热加工方面的因素,也要兼顾冷加工方面的要求,以便从确定毛坯这一环节中,降低零件的制造成本。

1、机械加工中常用毛坯的种类

毛坯的种类很多,同一种毛坯又有多种制造方法,机械制造中常用的毛坯有以下几种:

1)铸件

形状复杂的零件毛坯,宜采用铸造方法制造。目前铸件大多用砂型铸造,它又分为木模手工造型和金属模机器造型。木模手工造型铸件精度低,加工表面余量大,生产率低,适用于单件小批生产或大型零件的铸造。金属模机器造型生产率高,铸件精度高,但设备费用高,铸件的重量也受到限制,适用于大批量生产的中小铸件。其次,少量质量要求较高的小型铸件可采用特种铸造(如压力铸造、离心制造和熔模铸造等)。


2)锻件

机械强度要求高的钢制件,一般要用锻件毛坯。锻件有自由锻造锻件和模锻件两种。自由锻造锻件可用手工锻打(小型毛坯) 、 机械锤锻(中型毛坯)或压力机压锻(大型毛坯)等方法获得。这种锻件的精度低,生产率不高,加工余量较大,而且零件的结构必须简单;适用于单件和小批生产,以及制造大型锻件。

模锻件的精度和表面质量都比自由锻件好,而且锻件的形状也较为复杂,因而能减少机械加工余量。模锻的生产率比自由锻高得多,但需要特殊的设备和锻模,故适用于批量较大的中小型锻件。

3)型材

型材按截面形状可分为:圆钢、方钢、六角钢、扁钢、角钢、槽钢及其他特殊截面的型材。型材有热轧和冷拉两类。热轧的型材精度低,但价格便宜,用于一般零件的毛坯;冷拉的型材尺寸较小、精度高,易于实现自动送料,但价格较高,多用于批量较大的生产,适用于自动机床加工。

4)焊接件

焊接件是用焊接方法而获得的结合件,焊接件的优点是制造简单、周期短、节省材料,缺点是抗振性差,变形大,需经时效处理后才能进行机械加工。

除此之外,还有冲压件、冷挤压件、粉末冶金等其他毛坯。

2、毛坯种类选择中应注意的问题

1)零件材料及其力学性能

零件的材料大致确定了毛坯的种类。例如材料为铸铁和青铜的零件应选择铸件毛坯;钢质零件形状不复杂,力学性能要求不太高时可选型材;重要的钢质零件,为保证其力学性能,应选择锻件毛坯。

2)零件的结构形状与外形尺寸

形状复杂的毛坯,一般用铸造方法制造。薄壁零件不宜用砂型铸造;中小型零件可考虑用先进的铸造方法;大型零件可用砂型铸造。一般用途的阶梯轴,如各阶梯直径相差不大,可用圆棒料;如各阶梯直径相差较大,为减少材料消耗和机械加工的劳动量,则宜选择锻件毛坯。尺寸大的零件一般选择自由锻造;中小型零件可选择模锻件;一些小型零件可做成整体毛坯。

3)生产类型

大量生产的零件应选择精度和生产率都比较高的毛坯制造方法,如铸件采用金属模机器造型或精密铸造;锻件采用模锻、精锻;型材采用冷轧或冷拉型材;零件产量较小时应选择精度和生产率较低的毛坯制造方法。

4)现有生产条件

确定毛坯的种类及制造方法,必须考虑具体的生产条件,如毛坯制造的工艺水平,设备状况以及对外协作的可能性等。

5)充分考虑利用新工艺、新技术和新材料

随着机械制造技术的发展,毛坯制造方面的新工艺、新技术和新材料的应用也发展很快。如精铸、精锻、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等在机械中的应用日益增加。采用这些方法大大减少了机械加工量,有时甚至可以不再进行机械加工就能达到加工要求,我们在选择毛坯时应给予充分考虑,在可能的条件下,尽量采用。


3、毛坯形状和尺寸的确定

毛坯形状和尺寸,基本上取决于零件形状和尺寸。零件和毛坯的主要差别,在于在零件需要加工的表面上,加上一定的机械加工余量,即毛坯加工余量。毛坯制造时,同样会产生误差,毛坯制造的尺寸公差称为毛坯公差。毛坯加工余量和公差的大小,直接影响机械加工的劳动量和原材料的消耗,从而影响产品的制造成本。所以现代机械制造的发展趋势之一,便是通过毛坯精化,使毛坯的形状和尺寸尽量和零件一致,力求作到少、无切削加工。毛坯加工余量和公差的大小,与毛坯的制造方法有关,生产中可参考有关工艺手册或有关企业、行业标准来确定。

在确定了毛坯加工余量以后,毛坯的形状和尺寸,除了将毛坯加工余量附加在零件相应的加工表面上外,还要考虑毛坯制造、机械加工和热处理等多方面工艺因素的影响。下面仅从机械加工工艺的角度,分析确定毛坯的形状和尺寸时应考虑的问题。

1)工艺搭子的设置

有些零件,由于结构的原因,加工时不易装夹稳定,为了装夹方便迅速,可在毛坯上制出凸台,即所谓的工艺搭子。工艺搭子只在装夹工件时用,零件加工完成后,一般都要切掉,但如果不影响零件的使用性能和外观质量时,可以保留。

2)整体毛坯的采用

在机械加工中,有时会遇到如磨床主轴部件中的三瓦轴承、发动机的连杆和车床的开合螺母等类零件。为了保证这类零件的加工质量和加工时方便,常做成整体毛坯,加工到一定阶段后再切开。

3)合件毛坯的采用

为了便于加工过程中的装夹,对于一些形状比较规则的小形零件,如 T 形键、扁螺母、小隔套等,应将多件合成一个毛坯,待加工到一定阶段后或者大多数表面加工完毕后,再加工成单件。

在确定了毛坯种类、形状和尺寸后,还应绘制一张毛坯图,作为毛坯生产单位的产品图样。绘制毛坯图,是在零件图的基础上,在相应的加工表面上加上毛坯余量。但绘制时还要考虑毛坯的具体制造条件,如铸件上的孔、锻件上的孔和空档、法兰等的最小铸出和锻出条件;铸件和锻件表面的起模斜度(拔模斜度)和圆角;分型面和分模面的位置等。并用双点划线在毛坯图中表示出零件的表面,以区别加工表面和非加工表面。

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