除了少数要求不高的零件外,机械上的大多数零件都要通过铸造、锻压或焊接等加工方法先制成毛坏,然后再经切削加工制成成品。
因此,毛坏选择的正确与否,不仅影响每个零件乃至整个产品制造质量和使用性能,而且对于生产成本也有很大影响。
正确选择毛坏的材料、类型和成形方法是机械设计和制造中的重要任务。
(一、毛坯选择的原则
机械制造零件毛坏的选择应遵循以下三条基本原则。
1;满足零件的使用性能要求
毛坯的使用要求是指将毛坏最终制成机械零件的使用要求。
零件的使用要求包括对零件形状和尺寸的要求,以及工作条件对零件性能的要求。工作条件通常指零件的受力情况、工作温度和接触介质等。
因此,对零件的使用要求也就是对其外部和内部质量的要求。
例如,机床的主轴和手柄,虽同属轴类零件,但其承载及工作情况不同。
主轴是机床的关键零件尺寸、形状和加工精度要求很高,受力复杂,在长期使用过程中只允许发生极微小的变形,因此应选用45钢或40 Cr等具有良好综合力学性能的材料,经锻造制坏及严格的切削加工和热处理制成;而机床手柄,尺寸、形状等要求不很高,受力也不大,故选用低碳钢棒料或普通灰铸铁为毛坏,经简单的切削加工即可制成,不需要热处理。
再如,燃气轮机上的叶片和电风扇叶片,虽然同是具有空间几何曲面形状的叶片,但前者要求采用优质合金钢,经过精密锻造和严格的切削加工及热处理,并且需经过严格的检验,其制造尺寸的微小偏差将会影响工作效率,其内部的某些缺陷则可能造成严重的后果;而一般电风扇叶片,采用低碳钢薄板冲压成形或采用工程塑料成型就基本完成了。
由上述可知,即使同一类零件。
由于使用要求不同,从选择材料到选择毛坏类别和加工方法,可以完全不同。
因此,在确定毛坏类别时,必须首先考虑工作条件对其提出的使用性能要求。
2;满足经济性
在满足零件使用性能要求的前提下,从几个可供选择的方案中选择总成本较低的方案尽量以最少的入力、物力、财力投入,高效生产出最多的产品,达到最佳的经济效益。
毛坯的生产成本与批量的大小关系极大,当零件的批量很大时,应采用高生产率的毛坏生产方式,如冲压、模锻、注塑成型及压力铸造等。
这些生产方法虽然模具制造费用较高、设备复杂,但当生产批量很大时,分摊在每件产品上的模具费用就较少,产品成本就相应降低;当零件的批量较小时,则应采用自由锻、砂型铸造等毛坏生产方法。
分析毛坯生产方法的经济性时,不能单纯考虑毛坏的生产成本,还应比较毛坏的材料利用率、机械加工成本、产品的使用成本等,使产品具有更好的使用性能、较低的动力消耗和较低的维修管理费用,以提高产品的市场竞争力。
3;考虑实际生产条件
根据使用要求和制造成本分析所选定的毛坏制造方法是否能实现,还必须考虑企业的实际生产条件。
只有实际生产条件能够实现的生产方案才是合理的。
因此,在考虑实际生产条件时,应首先分析本企业的设备条件和技术水平能否满足毛坏制造方案的要求。如不能满足要求,则应考虑某些零件的毛坏可否通过厂际协作和外购来解决。
随着现代工业的发展,产品和零件的生产正在向专业化方向发展,在进行生产条件分析时,一定要打破自给自足的小生产观念,将生产协作的视野从本企业、本集团的狭小天地里解脱出来。
这样就可能确定一个既能保证质量,又能按期完成任务,经济上也合理的方案。
上述三条原则是相互联系的,考虑时应在保证使用要求的前提下,力求做到质量好、成本低和制造周期短。
(二、常用毛坏的生产方法及其有关内容比较
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