5.1 毛坯的特点
毛坯件是直接经过铸、锻、焊、压力加工、粉末冶金等方法成形后未经机械加工的坯件。由于工程材料的种类较多，其毛坯成形的方法也较多。在机械制造过程中常用的毛坯有铸件、锻件、焊件、冲压件、型材、粉末冶金件、工程塑料件等。
在机械产品设计制造过程中，产品（或零件）的可靠性设计一旦确定以后，其制造工艺就是设计人员首先关心的问题，而毛坯成形方法的选择就首当其中。这就要求设计者根据零件的使用要求，工作条件、相近产品（或零件）的失效形式、定出该零件所要求的材料，并根据这些材料的力学性能与工艺性能，确定零件的主要尺寸及毛坯类型，最终制定出该毛坯成形的工艺方案。因此毛坯成形方法的选择是产品设计与制造过程中的一个很主要的环节。
1.铸件
铸件（casting）是用铸造方法所获得的金属零件或零件毛坯。它适合作为形状复杂、强度不太高的零件或零件毛坯。由于铸造方法较多，铸件的材料也有多种，因此，不同的铸造毛坯具有不同的特点。
（1）砂型铸造毛坯 采用手工造型时，因铸型误差大，铸件的精度低，其表面的加工余量也较大，生产效率低，因此，手工造型适用于单件、小批生产。采用机器造型时，铸件的精度较高，表面的加工余量也较小，但设备的费用较高，铸件的重量受限制，因此，机器造型适用于大量生产。它们都适用于常用金属材料毛坯的成形。
（2）金属型铸造毛坯 毛坯精度高、表面质量好、生产效率高，可一型多用，因此金属型铸造适用于非铁金属件的大量生产。金属型压力铸造毛坯壁厚相对较薄，体积相对较小，需要使用压铸机设备。
（3）离心铸造毛坯 毛坯内部组织致密、力学性能好，特别是外圆表面的质量好于内圆表面的质量，因此，离心铸造适用于钢铁及铜合金中空状毛坯的成形。
（4）熔模铸造毛坯 毛坯尺寸精度好、表面粗糙度较低，可制成形状较为复杂的铸件，因此，熔模铸造适用于高熔点和难切削合金毛坯的成形。
常用铸造毛坯的适用性，生产成本及应用举例如表5-1所示。
表5-1 常用铸造毛坯的适用性、生产成本及应用举例
2.锻件
锻件（forging）是用锻造方法所获得的毛坯件。锻造毛坯的成形方法主要有自由锻和模锻两种。
（1）自由锻件毛坯 尺寸精度低，加工余量大，形状简单，锻造时不需要专用模具，因此，自由锻适用于中、小型锻件的单件、小批生产。
（2）模锻件毛坯 尺寸精度较高，加工余量小，生产效率高，锻造时需要专用模具，因此，模锻适合于中、小型锻件的大量生产。
3.冲压挤压件
冲压件（punching parts）主要指厚度小于6mm的金属板料经冲压成形后的毛坯，也包括一些非金属材料制品，如塑料、石棉、硬橡胶板材。冲压件毛坯尺寸精度较高，加工余量很小，一般可不需要机械加工。
挤压件（extruding parts）也是一种由少无切削加工新工艺成形的毛坯，生产效率高，尺寸精确，表面光洁，可制成薄壁、深孔、异型截面等形状复杂的零件，但毛坯的重量及尺寸不宜太大，因此，挤压适用于塑性良好的常用金属材料毛坯的成形。
常用压力加工毛坯适用性，生产成本及应用举例如表5-2所示。
表5-2 为常用的压力加工毛坯的适用性、生产成本及应用举例
4.焊接件
焊接件（weldment）是将可焊接材料通过焊接方法制成的毛坯。其强度和刚度同被焊接材料相同，其特点是可制成较大的结构件，一般不需要机械加工。但焊接件抗震性较差，较容易变形。
焊接结构应尽可能选用同种材料焊接。采用异种材料焊接时由于两者热物理性能不同，在焊接接头中会产生很大的应力，甚至产生裂纹。因此，在焊接毛坯件设计时选材要特别慎重。
5.型材
型材（bar section）毛坯在机械零件的制造中占有较大比重，它是通过轧制、拉、拔、压等工艺制成一定规格的半成品。常用的型材毛坯有圆钢、方钢、六角钢、槽钢、角钢等。这些型材可根据精度不同分为普通精度的热轧型材和高精度的冷轧（或冷拔）型材两类。在型材毛坯的具体设计应用中，热轧制型材一般适用于普通的机械零件，强度性能满足使用要求即可。而冷轧的型材一般适用于毛坯精度要求较高的中小型零件。在制造工艺上，型材毛坯常应用焊接方法构成实际机械零件。
6.粉末冶金件
粉末冶金件（powder metallurgy）毛坯是近十年来发展速度较快的一种新型毛坯件，其特点是材料利用率高，效率高，无需机械加工，适合生产各种材料或各种具有特殊性能材料搭配在一起的零件和形状复杂的零件。但粉末冶金模具成本高，材料成本相对较高。粉末冶金件强度比相应材料的传统冶炼产品强度要低。
粉末冶金构件的性能及应用如表5-3所示。
表5-3 粉末冶金件的性能及应用
7.工程塑料件
工程塑料件（engineering plastic parts）是目前应用越来越多的一种非金属材料零件。它具有良好绝缘性、耐腐蚀性，密度小，吸震性好，成本低，特别是在一些小型机械设备中应用较多，如用它制成轴承、齿轮、密封圈等。可利用它良好的减摩性能，制造化工、冶金设备中的一些零件；可利用它良好耐酸、耐碱等耐腐蚀性能，制造航空、航天设备中的零件；可利用它比强度高的性能，减轻整体结构的重量。特别是复合塑料出现后，更能发挥其优良特性以扩大在机械制造中的应用范围。当然，工程塑料件也存在一些缺点，主要是强度不高、刚性差、热稳定性差、易发生蠕变、尺寸不稳定、易老化，在选用工程塑料件时要注意扬长避短，合理使用。
