常见的毛坯形式及其选择
型 材：指各种截面和规格的成型轧材。 铸造毛坯：不宜用型材作坯料的场合，零件的
形状很复杂、力学性能要求不太高。 锻压毛坯：不宜用型材作坯料的场合，零件的
力学性能要求较高。 焊接毛坯：适用于具有一定的尺寸和体积，又
不能用铸造或锻压方法制造的构件。
常用型材规格表
5 5.5 6 6.5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
3A21/LF21
Ai,Mg Ai,Mg Ai, Mn
270
23
70
塑性、可焊性均
270
23
70
好。薄板容器、
导管、焊接油
箱、日用器具等
130
20
30
超硬铝 7A04/LC4
Ai,Mg,Cu, Mn,Zn,Cr
220
18
可作主要受力构 件，如飞机大梁
等
锻铝 2A20/LD2 Ai,Mg,Cu,Mn,Si
材料成形工艺设计
机械制造基础教学部
目录
金工工艺设计准备 工艺设计的要求 材料和毛坯的选择 金属材料热处理方式 砂型铸造工艺设计 自由锻工艺设计
什么是工艺设计
根据零件图纸、零件的材料牌号和技术要求，结 合生产实际来设计该零件的加工工艺方案、并分析零 件结构设计合理性的过程。
金属产品形成过程
工艺设计的内容和步骤
三. 几点说明：
1.“工艺设计”或“创新思维报告”任选其一来完成。
2.提交实习和工艺设计心得一份（500字以上）。 3. “工艺设计”或“创新思维报告”成绩不及格者，所修
《工程实践》课程总成绩亦不及格。需重修者随下一年 级本系工程训练学生同时进行。请注意集中理论授课时 间。 4．设计资料可到图书馆借阅。 5．工艺设计及创新思维报告需独立完成。抄袭者(包括抄袭 例题)和被抄袭者的成绩均为不及格。 6．上交时间：一周后的中午12:30~13:40，地点：61号楼 5101室。每份作业需与实习心得装订一起递交， 并写 明姓名，学号。
板
宽度 500 600 710 750 800 850 900 950 1000 1100 1350 1400 1500
热 轧 厚
厚度
4.5 5 5.5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
钢 板 宽度 最小宽度为600，宽度间隔为50，最大宽度为3000。
工艺设计或撰写创新思维报告的
要求(机类、近机类)
一、工艺设计
主要完成内容: 零件设计和零件制造工艺的设计
铸造工艺设计（A）; 自由锻工艺设计（B）; 切削加工工艺设计（C）或（D）。
A、B、C、D类工艺设计，下课前每名同学抽签 确定。
（一）、零件设计要求
借助参考资料自行选择或设计零件，不许抄例题 （带有工艺设计的例子）。 轴类零件 盘套类零件 支架类/80
应用举例 电线、油管等
双金属片，艺术品 螺钉、栓圈、弹簧 热冲压及切削加工零件
锡青铜 QSn4-3 350/550 40/4
铍青铜 Qbe2 500/850
40/3
60/160
弹性元件，管道配件
90/250 HV
重要弹簧，耐磨零件，轴承
金属材料热处理方式
主要合金元素 Ai
Ai,Cu,Mg
抗拉强度 延伸率 Бь/MPa δ/%
90
38
160
24
硬度HB 28 38
应用举例
导线、铝箔、 电容
铝铆钉
硬铝 2A11/LY11 Ai,Cu,Mg,Mn
180
2A12/LY12 Ai,Cu,Mg,Mn
180
18
42~45
中强度结构件
18
42
5A05/LF5 防锈铝 5A11/LF11
130
24
30
铝锻件、 铝冲压件
常用的铜合金举例
类别
纯铜 金色 黄铜
普通 黄铜
牌号
35245693506946030 185642430658004
T1
H90
H62
抗拉强度 Бь/ MPa
延伸率 δ%
硬度 HB
240 260/480
45 45/4
35 53/130
330/600 49/3
56/164
圆
直径
24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 38 40 42 45 48 50 52 55 56 58 60 63 65 68 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125
钢
130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 240 250
丝锥、板牙、钻头、绞刀、冷冲模 等
拉刀、长丝锥、长绞刀等
63~66 64~66
600
各种车刀、刨刀、铣刀、钻头等
60~63
400~450
各种冷冲模具、钻套、量规等
常用的铝合金举例 （新-GB/T3190-1996、旧- GB/3190-1982）
类别 纯铝
牌号 新/旧
1070/L1
2A01/LY1
b.关于日常生活用具新功能的开发，结构的改进或全新设计； c.关于某种机械的新功能开发，结构的改进或全新设计； 2、篇幅2000-3000字（或更多）；可附设计图纸若干（包括设计构思、 图纸、装配图及零件图）。 3、写明关于议题的: a.历史与现状及其发展趋势； b.明确说明你的“创新”之处的闪光点或构思的特色； c.说明你的构思的实现途径或方案。 4、考核成绩评定与工艺设计成绩评定等效。
1、设计前的准备 分析零件图纸、结构工艺性、技术要求、选材合理、
生产类型。 2、进行工艺设计
（1）选择加工方法，确定加工路线。 （2）查阅资料并进行必要的计算。 （3）绘制工艺图，如铸造工艺图、锻件图等。 （4）填写工艺文件，如工艺过程卡等。 3、工艺方案的分析
优缺点、可行性、经济性、其它方案，等等。
续表
型号 8 10 12.6 14a 14b 16a 16 18a 18 20a 20 22a 22
槽 钢
高度
80 100 126
140
160
180
200
220
腰宽 41 48 53 58 60 63 65 68 70 73 75 77 79
型号 10 12.6 14 16 18 20a 20b 22a 22b 25a 25b 28a 28b
零件的热处理分析实例
主轴选用45钢的锻件毛坯，热处理技术要求： 整体调质后硬度为220～250HBS；内锥孔和外锥体硬度为
45～48HRC；花键齿廓部分硬度为48～53HRC。
主轴的加工工艺路线：
备料→锻造→正火→机械粗加工→调质→机械半精加工→ 锥孔及外锥体的局部淬火、回火→粗磨(外圆、锥孔、外锥体) → 铣花键→花键淬火、回火→精磨(外圆、锥孔、外锥体)
7.6 8.4 9.1 9.9 10.7 11.4 11.4 12.3 12.3 13 13 13.7 13.7
扁 宽度 20 22 25 28 30 32 36 40 45 50 56 60 63
钢 厚度 4
5
6
7
8 （每一宽度规格均有表中所列各种厚度与之相配）
热
轧 无 外径
32 38 78 80
低合金 工具钢
9SiCr CrWMn
高速钢
W18Cr4V W6Mo5Cr4V2
模具钢
Cr12
热处理后 硬度HRC
48~54 60~62
62 61~63 61~62
能保持硬度 的温度℃
应用举例
＜250 250~300
韧性较好，木工工具，手锤、剪刀 等
韧性中等，冲头、丝锥、手锯条简 单冲模
高硬耐磨，不受冲击的锉刀、刮刀 等
问题的途径及方案，应体现创造性的思维方法和创造能力。 要求：
1、议题: a.关于制造工程中的某一种类的成型工艺、机械加工工艺（或其中的
某一环节）方法的改进，或提出全新的工艺方法；对工艺过程中某一或某几道 工序所用设备（装置、仪器）、工具、夹具、量具等、或者对某一设施（例如 环保、安全、检测、控制、装卸、输送等）提出新设计方案。
175 225 355 540 835 735 785 835 785
410
343 206
延伸率 δ5 %
应用举例
26
轻载、不要求耐磨的零件，普通焊接构 件
23
螺旋焊管、冷弯钢建筑结构
21 桥梁、船舶、车辆建筑结构、压力容器
18
大型焊接结构、压力容器
35
用于冲压、冷作的零件
27
用于轻载，表面要求耐磨的简单零件
材料和毛坯的选择
常用的各种结构钢举例
牌号
Q235
09MnV 16Mn 15MnVN 08F
15 45 20Cr 20CrMnTi 35SiMn 40Cr 38CrMoAi 40CrMnMo
65
1Cr13 1Cr18Ni9Ti
热处理 方式
一般在 供应状态 （热轧或 正火）下 使用，不 热处理
正火
渗碳
该零件以内孔、外圆及端面为主。与轴配合时应有键槽； 外圆在三个以上，端面至少有一个与内孔有跳动要求或垂直度 要求；螺纹孔。标注尺寸及公差、形位公差、表面粗糙度、技 术要求、材料牌号。
例图：盘、套类零件
（3）支架类、箱体类或其它类型零件:
零件要有大孔，三个以上加工表面，要有重要表面，标注 尺寸及公差、形位公差、表面粗糙度、技术要求、材料牌号。
42 45 83 89