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1、设计零件结构草图设计零件结构草图选材、确定零件尺寸选材、确定零件尺寸对零件进行结构工艺性分析及对零件进行结构工艺性分析及对材料进行工艺性能分析对材料进行工艺性能分析根据零件的材料、尺寸、构形及批量等，根据零件的材料、尺寸、构形及批量等，选择零件的成形工艺选择零件的成形工艺对成形工艺及选材进行经济性分析比较，对成形工艺及选材进行经济性分析比较，并最后选定具体的成形工艺并最后选定具体的成形工艺工艺设计工艺设计制造制造检验检验零件设计零件设计加工工艺选则加工工艺选则零件设计及制造程序零件设计及制造程序第一节 机械零件材料和毛坯的选择一、零件毛坯类型及其制造方法比较1.零件毛坯类型（1）型材（2）锻件
2、:用于受重载、动载及复杂载荷的重要零件，一般 采用低、中碳钢和合金钢。（3）铸件:用于受力不大或以承压为主的形状复杂零件。（4）冲压件:用于形状复杂、批量较大的板料零件。（5）焊接件:可连接各种结构件，尺寸形状不受太大限制。（6）冷挤压件：用于加工形状简单、尺寸小、批量较大的 零件或半成品。（7）粉末冶金件2.常用零件毛坯制造方法的比较比较内容铸造锻造冲压焊接成形原理液态成形固态下塑性成形借助于原子间的扩散和结合作用形成接头对原材料工艺性能的要求流动性好、收缩率低塑性好、变形抗力小焊接性能好一般制品材料铸铁、中碳铸钢、有色金属中碳钢、合金结构钢低碳钢和有色金属薄板低碳钢和低合金结构钢制品金属组
3、织特点晶粒粗大、疏松晶粒细小、致密组织基本不变根据焊接方法不同，组织各异制品力学性能特征铸铁件力学性能差，铸钢件力学性能好比相同成分的铸钢件性能好强度硬度提高，结构刚度好接头的力学性能可达到或超过母材的性能零件的结构特征形状复杂形状较铸件简单轻巧、形状较复杂尺寸形状一般不受限制，结构轻便材料利用率高低较高较高生产周期长模锻长、自由锻短长短生产成本较低较高批量越大成本越低较高主要使用范围铸铁件用于受力不大或承压为主的零件，或要求有减震、耐磨性能的零件，铸钢件用于承受重载而形状复杂的大中型零件用于承受重载、动载及复杂载荷的重要零件用于以薄板成形的各种零件用于制造各种金属结构件，部分用于制造零件的毛
4、坯及修复废旧零件 第二节 选择毛坯类型的原则和依据 毛坯的选择包括毛坯的材料、类型以及具体的制造方法。毛坯材料（零件材料）和毛坯类型的选择是密切相关的，因为不同的材料具有完全不同的工艺性能。一、零件的使用性能及质量要求1.零件使用性能的要求 毛坯的选择和制造方法上首先必须满足其使用性能的要求例：齿轮，用途不同、实际工作条件不同，其毛坯的材料、类别和制造方法也不同。（1）机床齿轮工作条件：具有良好的润滑，工作时齿面上承受很大的接触应力和摩擦力，要求齿面具有高硬度和高耐磨性；齿根部分承受较大的弯曲应力并具有重复、交变性质，要求材料具有较高的疲劳强度极限；齿轮在工作时还会受到冲击、振动，要求材料具有
5、足够的强度和韧性。总之，齿轮工作时的受力情况比较复杂，要求材料具有良好的综合力学性能。选材：中碳钢及中碳合金钢，45钢、40Cr钢毛坯：锻件热处理：整体正火或调质处理齿面高频淬火（2）汽车齿轮工作条件：比机床齿轮差得多，在恶劣的路面上行驶及紧急刹车时轮齿要承受冲击载荷，要求轮齿材料具有更好的塑性、韧性。材料：合金渗碳钢20CrMnTi、20MnMo等毛坯：锻件热处理：渗碳淬火（3）低速机械齿轮工作条件：开式多粉尘环境下工作，受力不大。材料：铸铁毛坯：铸造2.零件质量的要求二、材料的工艺性能三、选材的经济性：考虑功能成本四、生产条件 第三节 常用零件毛坯成形方法的选用一、轴杆类零件 直轴：45钢
6、、锻造毛坯、调质处理轴颈表面淬火 曲轴：球铁、铸造毛坯 受力较小的直轴：型材、机加工二、饼块及盘套类零件 齿轮 一般齿轮：中碳钢及中碳合金钢、锻造毛坯、调质处理 重载齿轮：20CrMnTi、20Cr等，渗碳淬火 中小型齿轮：锻件毛坯，大批量生产时采用热轧齿轮 单件小批生产，直径小于100mm的齿轮：圆钢机加工 结构复杂的大型齿轮，直径大于400mm时：铸钢或球铁，铸造毛坯 单件小批生产大型齿轮：焊接毛坯 低速运转受力不大或多粉尘下工作的开式齿轮：灰铁，铸造毛坯带轮、飞轮、手轮和垫块 受力不大，以承压为主 HT150、HT200，铸造毛坯 单件小批生产：低碳钢焊接件发兰、套环、垫圈等 根据受力情
7、况及形状、尺寸等，可分别采用铸铁件、锻钢件或圆钢为毛坯；厚度较小者在单件或小批生产时，也可直接用钢板下料。各种模具 采用合金钢，锻造毛坯三、机架、箱体类零件 指机身、底座、支架、横梁、工作台、齿 轮箱、轴承座、阀体、泵体等一般：铸件毛坯单件小批生产、急需时：可用焊接件第四节 毛坯选择应用举例一、承压油缸毛坯1.技术要求 材料45钢，工作压力1.5MPa,要求水压试验压力为3MPa，批量200件/年。图样规定内孔及发兰结合面为加工面，不允许有任何缺陷，其余外圆部分不加工。2.成形工艺方案选择及比较（1）用圆钢车削加工 特点：可全部通过水压试验；内外表面加工余量大，切削加工费用高，材料利用率低。（
8、2）砂型铸造平浇，发兰顶部安置冒口。特点：工艺简单，内孔铸出，加工量少；发兰与缸壁交接处补缩不好，水压试验合格率低，内孔品质不好，水压试验合格率低，冒口浪 费钢液。立浇，上部用冒口，下部发兰端部用冷铁。特点：缩松问题有所改善，内孔品质较好；不能全部通过水压试验。（3）平锻机上锻造 特点：能全部通过水压试验，能锻出通孔及发兰，锻件精度高，加工余 量少；平锻机昂贵，工艺准备时间长，批量太小时不合适。（4）模锻件 工件立放 特点：可通过水压试验，能锻出孔；设备昂贵、模具成本高，不能锻 出发兰，外圆面加工余量大 工件卧放 特点：可通过水压试验，能锻出发兰；设备昂贵、模具成本高，锻不 出内孔，内孔的加工
9、余量大。（5）胎模锻 工艺：在空气锤上先镦粗、冲孔、在心轴上拔长，然后在胎模内锻出发兰。特点：能全部通过水压试验，可锻出发兰及通孔，加工余量小，设备与 模具成本不高；生产率比锤上模锻低，非加工表面上有皮缝。（6）焊接件 工艺：用无缝钢管，两端焊上发兰。特点：材料最省，工艺准备时间短，不需要特殊设备，能全部通过水压 试验；不易获得此规格的无缝钢管。结论：结合生产批量与现实可能性考虑，以胎模锻最合理。二、螺旋起重器1.托杯 直接支撑重物，承受压应力，且具有凹槽和内腔，结构形状较复杂；宜选用HT200材料，铸件毛坯。2.手柄 工作时承受弯曲应力，受力不大且结构形状较简单；选Q235圆钢，机加工。3.螺母 工作时沿轴线方向承受压力，承受弯曲应力及摩擦力，受力情况比较复杂；但为了保护比较贵重的螺杆，宜选用较软的材料，如青铜：ZCuSn10Pb1，铸件毛坯。4.螺杆 工作时受力情况与螺母类似；结构形状较简单；宜选用45钢，锻件毛坯。5.支座 承受静载荷压应力，具有锥度及内腔，结构形状较复杂；宜选用HT200材料，铸件毛坯。