(二)经济性原则
1.应把满足使用要求与降低成本统一起来 脱离使用要求，对成形加 工提出过高要求，会造成无谓的浪费；反之，不顾使用要求，片面 强调降低成形加工成本，则会导致零件达不到工作要求、提前失效、 甚至造成重大事故。 2.降低零件总成本 为获得最大的经济效益，不能仅从成形工艺角度 考虑经济性，而应从降低零件总成本考虑，即应从所用材料价格、 零件成品率、整个制造过程加工费、材料利用率与回收率、零件寿 命成本、废弃物处理费用等方面进行综合考虑。
(一)适用性原则 (二)经济性原则 (三)与环境相宜及安全原则
(一)适用性原则
1.满足使用要求 零件的使用要求包括对零件形状、尺寸、精度、表 面质量和材料成分、组织的要求，以及工作条件对零件材料性能的 要求。 2.适应成形加工工艺性 各种成形方法都要求零件的结构与材料具有 相应的成形加工工艺性，成形加工工艺性的好坏对零件加工的难易 程度、生产效率、生产成本等起着十分重要的作用。
二、盘套类零件
图6-8 盘套类零件
1.齿轮 这是各类机械中的重要传动零件，运转时齿面承受接触 应力和摩擦力，齿根承受弯曲应力，有时还要承受冲击力。
图6-9 不同类型的齿轮 a)锻造毛坯轮、飞轮、手轮和垫块等 这些零件受力不大、结构复杂或 以承压为主的零件，通常采用灰铸铁件，单件生产时也可采用低
件供应。 5. 压簧(零件5) 起缓冲、吸振、储存能量的作用，承受循环载荷， 要求具有较高疲劳强度，不能产生塑性变形，根据其尺寸(1 mm
×12 mm×26 mm)，采用碳素弹簧钢(65Mn钢)冷拉钢丝制造。 6. 管接头与旋塞 管接头(零件6)起定位作用，旋塞(零件7)起调整 弹簧压力作用，均属于套类件，受力小，采用中碳钢(35钢)圆钢
棒直接截取。
三、单级齿轮减速器
1.窥视孔盖(零件1) 力学性能要求不高。 2. 箱盖(零件2)、箱体(零件6) 是传动零件的支承件和包容件，结构复杂， 其中的箱体承受压力，要求有良好的刚度、减振性和密封性。 3. 螺栓(零件3)、螺母(零件4) 起固定箱盖和箱体的作用，受纵向(轴向)拉 应力和横向切应力。 4. 弹簧垫圈(零件5) 其作用是防止螺栓松动，要求良好的弹性和较高的屈 服强度。 5. 调整垫环(零件7) 其作用是调整轴和齿轮轴的轴向位置。 6. 端盖(零件8) 用于防止滚动轴承窜动，单件、小批生产时，采用手工造 型铸铁(HT150)件或采用碳素结构钢(Q235)圆钢下料车削而成。 7. 齿轮轴(零件9)、轴(零件12)和齿轮(零件13) 均为重要的传动零件，轴和 齿轮轴的轴杆部分受弯矩和扭矩的联合作用，要求具有较好的综合力学性 能；齿轮轴与齿轮的轮齿部分受较大的接触应力和弯曲应力，应具有良好 的耐磨性和较高的强度。
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主编
第六章 材料成形方法选择
第六章 材料成形方法选择
第一节 材料成形方法选择的原则与依据 第二节 常用机械零件的毛坯成形方法选择 第三节 毛坯成形方法选择举例
第一节 材料成形方法选择的原则与依据
一、材料成形方法的选择原则 二、材料成形方法选择的依据 三、常用成形方法的比较
一、材料成形方法的选择原则
(三)与环境相宜及安全原则
1.对环境友好的含义 1)能量耗费少，CO2产生少(以煤、石油等化工燃料为主的能源，会 大量排出CO2气体，导致地球温度升高)； 2)贵重资源用量少； 3)废弃物少，再生处理容易，能够实现再循环； 4)不使用、不产生对环境有害的物质。 2.环境负载性的评价 要考虑从原料到制成材料，然后经成形加工成 制品，再经使用至损坏而废弃，或回收、再生、再使用(再循环)，在 这整个过程中所消耗的全部能量(即全寿命消耗能量)，CO2气体排出 量，以及在各阶段产生的废弃物，有毒排气、废水等情况。 3.成形加工方法与单位能耗的关系 材料经各种成形加工工艺成为制 品，生产系统中的能耗就由此工艺流程确定。
(三)现有生产条件
图6-2 水轮机空心轴三种成形工艺方案
(四)密切注意新工艺、新技术、新材料的利用
图6-3 铸造铁锅的两种成形方法 a ) 砂型铸造 b)挤压铸造
(四)密切注意新工艺、新技术、新材料的利用
图6-4 排气门
1)胎模锻造成形，选用直径较气门杆粗的棒坯，
(四)密切注意新工艺、新技术、新材料的利用
三、常用成形方法的比较
表6-2 常用成形方法的比较
三、常用成形方法的比较
表6-2 常用成形方法的比较
三、常用成形方法的比较
表6-2 常用成形方法的比较
第二节 常用机械零件的毛坯成形方法选择
一、轴杆类零件 二、盘套类零件 三、机架、箱座类零件
一、轴杆类零件
图6-5 轴杆类零件
一、轴杆类零件
(三)与环境相宜及安全原则
表6-1 几种成形加工方法的单位能耗、材料利用率比较
4.工业安全性 在选择成形方法时，应充分考虑安全生产、安全使用 问题，要充分认识生产、使用过程中会引起不良后果或事故等的不 安全因素，以保证可靠生产、可靠使用。
二、材料成形方法选择的依据
(一)零件类别、功能、使用要求及其结构、形状、尺寸、技术要求等 (二)零件的生产批量 (三)现有生产条件 (四)密切注意新工艺、新技术、新材料的利用
三、单级齿轮减速器
8. 挡油盘(零件10) 其用途是防止箱内机油进入轴承。 9. 滚动轴承(零件11) 受径向和轴向压应力，要求较高的强度和耐磨性。
三、单级齿轮减速器
图6-13 单级齿轮减速器 1—窥视孔盖 2—箱盖 3—螺栓 4—螺母 5—弹簧垫圈 6—箱体 7—调整垫环
8—端盖 9—齿轮轴 10—挡油盘 11—滚动轴承 12—轴 13—齿轮
图6-6 汽车排气阀锻-焊结构
一、轴杆类零件
图6-7 水压机立柱铸-焊结构
二、盘套类零件
1.齿轮 这是各类机械中的重要传动零件，运转时齿面承受接触应力和摩 擦力，齿根承受弯曲应力，有时还要承受冲击力。 2. 带轮、飞轮、手轮和垫块等 这些零件受力不大、结构复杂或以承压为 主的零件，通常采用灰铸铁件，单件生产时也可采用低碳钢焊接件。 3. 法兰、垫圈、套环、联轴节等 此类零件根据受力情况及形状、尺寸等 不同，可分别采用铸铁件、锻钢件或圆钢棒为毛坯。 4. 钻套、导向套、滑动轴承、液压缸、螺母等 这些套类零件，在工作中 承受径向力或轴向力和摩擦力，通常采用钢、铸铁、非铁合金材料的圆棒 材、铸件或锻件制造，有的可直接采用无缝管下料。 5. 模具毛坯，一般采用合金钢锻造成形。
下料。
5. 模具毛坯，一般采用合金钢锻造成形。
三、机架、箱座类零件
图6-10 机架箱座类零件
第三节 毛坯成形方法选择举例
一、承压液压缸 二、开关阀 三、单级齿轮减速器 四、汽车发动机曲柄连杆机构
一、承压液压缸
图6-11 承压液压缸
一、承压液压缸
表6-3 承压液压缸成形方案分析比较
一、承压液压缸
较高的屈服强度。
5. 调整垫环(零件7) 其作用是调整轴和齿轮轴的轴向位置。 6. 端盖(零件8) 用于防止滚动轴承窜动，单件、小批生产时，采 用手工造型铸铁(HT150)件或采用碳素结构钢(Q235)圆钢下料车削
而成。
7. 齿轮轴(零件9)、轴(零件12)和齿轮(零件13) 均为重要的传动 零件，轴和齿轮轴的轴杆部分受弯矩和扭矩的联合作用，要求具 有较好的综合力学性能；齿轮轴与齿轮的轮齿部分受较大的接触
(一)零件类别、功能、使用要求及其结构、形状、尺寸、技术要 求等
图6-1 仪表座冲压件的两种成形工艺 a)冲焊工艺 b)冲口工艺
(二)零件的生产批量
(三)现有生产条件
1)整轴在水压机上自由锻造，两端法兰锻不出，采用敷料，加工余 量大，材料利用率只有22.6%，切削加工需1400台时(见图6-2a)。 2)两端法兰用砂型铸造成形的铸钢件，轴筒采用水压机自由锻造成 形，然后将轴筒与两个法兰焊接成形为一体，材料利用率提高到35.8 %，切削加工需用台时数下降为1200台时(见图6-2b)。 3)两端法兰用铸钢件，轴筒用厚钢板弯成两个半筒形，再焊成整个 筒体，然后与法兰焊成一体，材料利用率可高达47%，切削加工只 需1000台时，且不需大型熔炼与锻压设备(见图6-2c)。
表6-3 承压液压缸成形方案分析比较
二、开关阀
1. 推杆(零件1) 承受轴向压应力、摩擦力，要求耐磨性好，其形状简单， 属于杆类零件，采用中碳钢(45钢)圆钢棒直接截取即可。 2. 塞子(零件2) 起顶杆的定位和导向作用，受力小，内孔要求具有一定的 耐磨性，属于套类件，采用中碳钢(35钢)圆钢棒直接截取。 3. 阀体(零件3) 是开关阀的重要基础零件，起支承、定位作用，承受压应 力，要求良好的刚度、减振性和密封性，其结构复杂，形状不规则，属于 箱体类零件，宜采用灰铸铁(HT250)铸造成形。 4. 钢珠(零件4) 承受压应力和冲击力，要求较高的强度、耐磨性和一定的 韧度，采用滚动轴承钢(GCr15钢)螺旋斜轧成形，以标准件供应。 5. 压簧(零件5) 起缓冲、吸振、储存能量的作用，承受循环载荷，要求具 有较高疲劳强度，不能产生塑性变形，根据其尺寸(1 mm×12 mm×26 m m)，采用碳素弹簧钢(65Mn钢)冷拉钢丝制造。 6. 管接头与旋塞 管接头(零件6)起定位作用，旋塞(零件7)起调整弹簧压力 作用，均属于套类件，受力小，采用中碳钢(35钢)圆钢棒直接截取。
1.窥视孔盖(零件1) 力学性能要求不高。
2. 箱盖(零件2)、箱体(零件6) 是传动零件的支承件和包容件，结 构复杂，其中的箱体承受压力，要求有良好的刚度、减振性和密
封性。 3. 螺栓(零件3)、螺母(零件4) 起固定箱盖和箱体的作用，受纵向
(轴向)拉应力和横向切应力。 4. 弹簧垫圈(零件5) 其作用是防止螺栓松动，要求良好的弹性和
四、汽车发动机曲柄连杆机构
图6-14 气缸体与气缸套 1—气缸体 2—气缸套
碳钢焊接件。 3. 法兰、垫圈、套环、联轴节等 此类零件根据受力情况及形状、