干了幾年機加工，你覺得毛坯選對了嗎？
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發表時間：2020-09-19 16:15:59
干了這么多年機加，你有多重視毛坯？你覺得一直以來你的毛坯選對了嗎？關于毛坯其實也有很多的學問在里面。今天，金屬加工小編就和大家聊聊毛坯的那些學問！
毛坯的確定，不僅影響毛坯制造的經濟性，而且影響機械加工的經濟性。所以在確定毛坯時，既要考慮熱加工方面的因素，也要兼顧冷加工方面的要求，以便從確定毛坯這一環節中，降低零件的制造成本。
1、機械加工中常用毛坯的種類
毛坯的種類很多，同一種毛坯又有多種制造方法，機械制造中常用的毛坯有以下幾種：
（1）鑄件
形狀復雜的零件毛坯，宜采用鑄造方法制造。目前鑄件大多用砂型鑄造，它又分為木模手工造型和金屬模機器造型。木模手工造型鑄件精度低，加工表面余量大，生產率低，適用于單件小批生產或大型零件的鑄造。金屬模機器造型生產率高，鑄件精度高，但設備費用高，鑄件的重量也受到限制，適用于大批量生產的中小鑄件。其次，少量質量要求較高的小型鑄件可采用特種鑄造（如壓力鑄造、離心制造和熔模鑄造等）。
（2）鍛件
機械強度要求高的鋼制件，一般要用鍛件毛坯。鍛件有自由鍛造鍛件和模鍛件兩種。自由鍛造鍛件可用手工鍛打（小型毛坯） 、 機械錘鍛（中型毛坯）或壓力機壓鍛（大型毛坯）等方法獲得。這種鍛件的精度低，生產率不高，加工余量較大，而且零件的結構必須簡單；適用于單件和小批生產，以及制造大型鍛件。
模鍛件的精度和表面質量都比自由鍛件好，而且鍛件的形狀也可較為復雜，因而能減少機械加工余量。模鍛的生產率比自由鍛高得多，但需要特殊的設備和鍛模，故適用于批量較大的中小型鍛件。
（3）型材
型材按截面形狀可分為：圓鋼、方鋼、六角鋼、扁鋼、角鋼、槽鋼及其它特殊截面的型材。型材有熱軋和冷拉兩類。熱軋的型材精度低，但價格便宜，用于一般零件的毛坯；冷拉的型材尺寸較小、精度高，易于實現自動送料，但價格較高，多用于批量較大的生產，適用于自動機床加工。
（4）焊接件
焊接件是用焊接方法而獲得的結合件，焊接件的優點是制造簡單、周期短、節省材料，缺點是抗振性差，變形大，需經時效處理后才能進行機械加工。
除此之外，還有沖壓件、冷擠壓件、粉末冶金等其它毛坯。
2、毛坯種類選擇中應注意的問題
（1）零件材料及其力學性能
零件的材料大致確定了毛坯的種類。例如材料為鑄鐵和青銅的零件應選擇鑄件毛坯；鋼質零件形狀不復雜，力學性能要求不太高時可選型材；重要的鋼質零件，為保證其力學性能，應選擇鍛件毛坯。
（2）零件的結構形狀與外形尺寸
形狀復雜的毛坯，一般用鑄造方法制造。薄壁零件不宜用砂型鑄造；中小型零件可考慮用先進的鑄造方法；大型零件可用砂型鑄造。一般用途的階梯軸，如各階梯直徑相差不大，可用圓棒料；如各階梯直徑相差較大，為減少材料消耗和機械加工的勞動量，則宜選擇鍛件毛坯。尺寸大的零件一般選擇自由鍛造；中小型零件可選擇模鍛件；一些小型零件可做成整體毛坯。
（3）生產類型
大量生產的零件應選擇精度和生產率都比較高的毛坯制造方法，如鑄件采用金屬模機器造型或精密鑄造；鍛件采用模鍛、精鍛；型材采用冷軋或冷拉型材；零件產量較小時應選擇精度和生產率較低的毛坯制造方法。
（4）現有生產條件
確定毛坯的種類及制造方法，必須考慮具體的生產條件，如毛坯制造的工藝水平，設備狀況以及對外協作的可能性等。
（5）充分考慮利用新工藝、新技術和新材料
隨著機械制造技術的發展，毛坯制造方面的新工藝、新技術和新材料的應用也發展很快。 如精鑄、精鍛、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料等在機械中的應用日益增加。采用這些方法大大減少了機械加工量，有時甚至可以不再進行機械加工就能達到加工要求，其經濟效益非常顯著。我們在選擇毛坯時應給予充分考慮，在可能的條件下，盡量采用。
3、毛坯形狀和尺寸的確定
毛坯形狀和尺寸，基本上取決于零件形狀和尺寸。零件和毛坯的主要差別，在于在零件需要加工的表面上，加上一定的機械加工余量，即毛坯加工余量。毛坯制造時，同樣會產生誤差，毛坯制造的尺寸公差稱為毛坯公差。毛坯加工余量和公差的大小，直接影響機械加工的勞動量和原材料的消耗，從而影響產品的制造成本。所以現代機械制造的發展趨勢之一，便是通過毛坯精化，使毛坯的形狀和尺寸盡量和零件一致，力求作到少、無切削加工。毛坯加工余量和公差的大小，與毛坯的制造方法有關，生產中可參考有關工藝手冊或有關企業、行業標準來確定。
在確定了毛坯加工余量以后，毛坯的形狀和尺寸，除了將毛坯加工余量附加在零件相應的加工表面上外，還要考慮毛坯制造、機械加工和熱處理等多方面工藝因素的影響。下面僅從機械加工工藝的角度，分析確定毛坯的形狀和尺寸時應考慮的問題。
（1）工藝搭子的設置
有些零件，由于結構的原因，加工時不易裝夾穩定，為了裝夾方便迅速，可在毛坯上制出凸臺，即所謂的工藝搭子。工藝搭子只在裝夾工件時用，零件加工完成后，一般都要切掉，但如果不影響零件的使用性能和外觀質量時，可以保留。
（2）整體毛坯的采用
在機械加工中，有時會遇到如磨床主軸部件中的三瓦軸承、發動機的連桿和車床的開合螺母等類零件。為了保證這類零件的加工質量和加工時方便，常做成整體毛坯，加工到一定階段后再切開。
（3）合件毛坯的采用
為了便于加工過程中的裝夾，對于一些形狀比較規則的小形零件，如 T 形鍵、扁螺母、小隔套等，應將多件合成一個毛坯，待加工到一定階段后或者大多數表面加工完畢后，再加工成單件。
在確定了毛坯種類、形狀和尺寸后，還應繪制一張毛坯圖，作為毛坯生產單位的產品圖樣。繪制毛坯圖，是在零件圖的基礎上，在相應的加工表面上加上毛坯余量。但繪制時還要考慮毛坯的具體制造條件，如鑄件上的孔、鍛件上的孔和空檔、法蘭等的最小鑄出和鍛出條件；鑄件和鍛件表面的起模斜度（拔模斜度）和圓角；分型面和分模面的位置等。并用雙點劃線在毛坯圖中表示出零件的表面，以區別加工表面和非加工表面。
毛坯的確定，不僅影響毛坯制造的經濟性，而且影響機械加工的經濟性。所以在確定毛坯時，既要考慮熱加工方面的因素，也要兼顧冷加工方面的要求，以便從確定毛坯這一環節中，降低零件的制造成本。
1、機械加工中常用毛坯的種類
毛坯的種類很多，同一種毛坯又有多種制造方法，機械制造中常用的毛坯有以下幾種：
（1）鑄件
形狀復雜的零件毛坯，宜采用鑄造方法制造。目前鑄件大多用砂型鑄造，它又分為木模手工造型和金屬模機器造型。木模手工造型鑄件精度低，加工表面余量大，生產率低，適用于單件小批生產或大型零件的鑄造。金屬模機器造型生產率高，鑄件精度高，但設備費用高，鑄件的重量也受到限制，適用于大批量生產的中小鑄件。其次，少量質量要求較高的小型鑄件可采用特種鑄造（如壓力鑄造、離心制造和熔模鑄造等）。
（2）鍛件
機械強度要求高的鋼制件，一般要用鍛件毛坯。鍛件有自由鍛造鍛件和模鍛件兩種。自由鍛造鍛件可用手工鍛打（小型毛坯） 、 機械錘鍛（中型毛坯）或壓力機壓鍛（大型毛坯）等方法獲得。這種鍛件的精度低，生產率不高，加工余量較大，而且零件的結構必須簡單；適用于單件和小批生產，以及制造大型鍛件。
模鍛件的精度和表面質量都比自由鍛件好，而且鍛件的形狀也可較為復雜，因而能減少機械加工余量。模鍛的生產率比自由鍛高得多，但需要特殊的設備和鍛模，故適用于批量較大的中小型鍛件。
（3）型材
型材按截面形狀可分為：圓鋼、方鋼、六角鋼、扁鋼、角鋼、槽鋼及其它特殊截面的型材。型材有熱軋和冷拉兩類。熱軋的型材精度低，但價格便宜，用于一般零件的毛坯；冷拉的型材尺寸較小、精度高，易于實現自動送料，但價格較高，多用于批量較大的生產，適用于自動機床加工。
（4）焊接件
焊接件是用焊接方法而獲得的結合件，焊接件的優點是制造簡單、周期短、節省材料，缺點是抗振性差，變形大，需經時效處理后才能進行機械加工。
除此之外，還有沖壓件、冷擠壓件、粉末冶金等其它毛坯。
2、毛坯種類選擇中應注意的問題
（1）零件材料及其力學性能
零件的材料大致確定了毛坯的種類。例如材料為鑄鐵和青銅的零件應選擇鑄件毛坯；鋼質零件形狀不復雜，力學性能要求不太高時可選型材；重要的鋼質零件，為保證其力學性能，應選擇鍛件毛坯。
（2）零件的結構形狀與外形尺寸
形狀復雜的毛坯，一般用鑄造方法制造。薄壁零件不宜用砂型鑄造；中小型零件可考慮用先進的鑄造方法；大型零件可用砂型鑄造。一般用途的階梯軸，如各階梯直徑相差不大，可用圓棒料；如各階梯直徑相差較大，為減少材料消耗和機械加工的勞動量，則宜選擇鍛件毛坯。尺寸大的零件一般選擇自由鍛造；中小型零件可選擇模鍛件；一些小型零件可做成整體毛坯。
（3）生產類型
大量生產的零件應選擇精度和生產率都比較高的毛坯制造方法，如鑄件采用金屬模機器造型或精密鑄造；鍛件采用模鍛、精鍛；型材采用冷軋或冷拉型材；零件產量較小時應選擇精度和生產率較低的毛坯制造方法。
（4）現有生產條件
確定毛坯的種類及制造方法，必須考慮具體的生產條件，如毛坯制造的工藝水平，設備狀況以及對外協作的可能性等。
（5）充分考慮利用新工藝、新技術和新材料
隨著機械制造技術的發展，毛坯制造方面的新工藝、新技術和新材料的應用也發展很快。 如精鑄、精鍛、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料等在機械中的應用日益增加。采用這些方法大大減少了機械加工量，有時甚至可以不再進行機械加工就能達到加工要求，其經濟效益非常顯著。我們在選擇毛坯時應給予充分考慮，在可能的條件下，盡量采用。
3、毛坯形狀和尺寸的確定
毛坯形狀和尺寸，基本上取決于零件形狀和尺寸。零件和毛坯的主要差別，在于在零件需要加工的表面上，加上一定的機械加工余量，即毛坯加工余量。毛坯制造時，同樣會產生誤差，毛坯制造的尺寸公差稱為毛坯公差。毛坯加工余量和公差的大小，直接影響機械加工的勞動量和原材料的消耗，從而影響產品的制造成本。所以現代機械制造的發展趨勢之一，便是通過毛坯精化，使毛坯的形狀和尺寸盡量和零件一致，力求作到少、無切削加工。毛坯加工余量和公差的大小，與毛坯的制造方法有關，生產中可參考有關工藝手冊或有關企業、行業標準來確定。
在確定了毛坯加工余量以后，毛坯的形狀和尺寸，除了將毛坯加工余量附加在零件相應的加工表面上外，還要考慮毛坯制造、機械加工和熱處理等多方面工藝因素的影響。下面僅從機械加工工藝的角度，分析確定毛坯的形狀和尺寸時應考慮的問題。
（1）工藝搭子的設置
有些零件，由于結構的原因，加工時不易裝夾穩定，為了裝夾方便迅速，可在毛坯上制出凸臺，即所謂的工藝搭子。工藝搭子只在裝夾工件時用，零件加工完成后，一般都要切掉，但如果不影響零件的使用性能和外觀質量時，可以保留。
（2）整體毛坯的采用
在機械加工中，有時會遇到如磨床主軸部件中的三瓦軸承、發動機的連桿和車床的開合螺母等類零件。為了保證這類零件的加工質量和加工時方便，常做成整體毛坯，加工到一定階段后再切開。
（3）合件毛坯的采用
為了便于加工過程中的裝夾，對于一些形狀比較規則的小形零件，如 T 形鍵、扁螺母、小隔套等，應將多件合成一個毛坯，待加工到一定階段后或者大多數表面加工完畢后，再加工成單件。
在確定了毛坯種類、形狀和尺寸后，還應繪制一張毛坯圖，作為毛坯生產單位的產品圖樣。繪制毛坯圖，是在零件圖的基礎上，在相應的加工表面上加上毛坯余量。但繪制時還要考慮毛坯的具體制造條件，如鑄件上的孔、鍛件上的孔和空檔、法蘭等的最小鑄出和鍛出條件；鑄件和鍛件表面的起模斜度（拔模斜度）和圓角；分型面和分模面的位置等。并用雙點劃線在毛坯圖中表示出零件的表面，以區別加工表面和非加工表面。
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