第12章材料及成形工艺选用

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,十,十,一,一,章,章,机,机,械,械,零,零,件,件,材,材,料,料,的,的,选,选,用,用,材,料,料,选,选,用,用,的,的,一,一,般,般,原,原,则,则,选,材,材,的,的,基,基,本,本,过,过,程,程,与,与,失,失,效,效,分,分,析,析,典,型,型,零,零,件,件,的,的,选,选,材,材,第,一,一,节,节,材,材,料,料,选,选,用,用,的,的,一,一,般,般,原,原,则,则,1.,材,材,料,料,使,使,用,用,性,性,能,能,足,足,够,够,原,原,则,则:根,据,据,零,零,件,件,的,的,工,工,作,条,条,件,件,、,、,损,损,坏,坏(,或,或,失,失,效,效),形,形,式,式,选,选,择,择,满,满,足,足,力,学,学,性,性,能,能,的,的,材,材,料,料,。,。,2.,材,材,料,料,工,工,艺,艺,性,性,能,能,良,良,好,好,原,原,则,则:对,零,零,件,件,加,加,工,工,生,生,产,有,有,直,直,接,接,的,的,影,影,响,响,甚,甚,至,至,是,是,决,决,定,定,性,性,的,的,。,。,3.,材,材,料,料,的,的,经,经,济,济,性,性,合,合,理,理,原,原,则,则:主要是,性,性价比,。,。,4.,材,材料、,成,成形工,艺,艺和零,件,件结构,相,相适应,原,原则：,在保证,使,使用性,能,能的前,提,提下，,兼,兼顾其,它,它因素,。,。,第二节,选,选材的,基,基本过,程,程与失,效,效分析,选择材,料,料的基,本,本过程,零件的,失,失效分,析,析,一.选,择,择材料,的,的基本,过,过程,二.零,件,件的失,效,效分析,1.定,义,义:零件不,能,能正常,和,和安全,的,的工作,即零件,失,失效。,2.原,因,因,结构或,形,形状设,计,计不合,理,理,材料的,选,选择不,合,合理,加工工,艺,艺不合,理,理,安装与,使,使用不,合,合理,3.形,式,式,过量变,形,形失效,过量弹,性,性变形,过量塑,性,性变形,断裂失,效,效,韧性断,裂,裂,应力腐,蚀,蚀断裂,蠕变断,裂,裂,疲劳断,裂,裂,低应力,断,断裂,脆性断,裂,裂,表面损,伤,伤失效,磨损,接触疲,劳,劳,腐蚀,第三节,典,典型,零,零件的,选,选材及,工,工艺分,析,析,机床主,轴,轴,汽车半,轴,轴,机床齿,轮,轮,汽车齿,轮,轮,机架、,箱,箱体类,零,零件,一、轴,类,类零件,1.轴,的,的工作,条,条件-轴主,要,要是起,支,支承传,动,动零件,并,并传递,扭,扭矩,承受,高,高变扭,转,转载荷,、,、弯曲,载,载荷或,拉,拉-压,载,载荷,；,；,局,局部（,轴,轴颈、,花,花键等,处,处）承,受,受磨擦,和,和磨损,；,；,特,特殊,条,条件下,受,受温度,或,或介质,作,作用。,2.,主,主要失,效,效方式,：,：,是疲劳,断,断裂和,转,转颈处,磨,磨损，,有,有时也,发,发生冲,击,击过载,断,断裂，,个,个别情,况,况下发,生,生塑性,变,变形或,腐,腐蚀失,效,效。,3.,性,性能要,求,求：,高,的,的疲劳,强,强度，,防,防止疲,劳,劳断裂,；,；,优,良,良的综,合,合机械,性,性能，,即,即较高,的,的屈服,强,强度的,抗,抗拉强,度,度，较,高,高的韧,性,性，防,止,止塑性,变,变形及,过,过载或,冲,冲击载,荷,荷下的,扭,扭转和,折,折断；,局,部,部承受,磨,磨擦的,部,部位具,有,有高硬,度,度和耐,磨,磨性，,防,防止磨,损,损;,在,特,特殊条,件,件下工,作,作的转,的,的材料,应,应具有,特,特殊性,能,能，如,蠕,蠕变抗,力,力，耐,腐,腐蚀性,等,等。,例1、C616 416车床,主,主轴,一),工,工作条,件,件:,1.该,轴,轴在滚,动,动轴承,中,中运转,。,。,2.承,受,受中等,负,负荷,承,承受一,定,定的冲,击,击力。,3.转,速,速中等,。,。,二),技,技术要,求,求:,1.整,体,体调质,后,后硬度,应,应为HB200230,金,金相组,织为回,火,火索氏,体,体。,2.内,锥,锥孔和,外,外圆锥,面,面处硬,度,度为HRC4550,表面3,5mm内金,相,相组织,为,为回火,屈,屈氏体,和,和,少量回,火,火马氏,体,体。,3.花,键,键部分,硬,硬度HRC4850,金,相,相组织,同,同上。,三),选,选材:45钢,。,。,四),加,加工工,艺,艺路线:,下料 锻造,正火,粗加工,调质,半精加工 钻中心孔 精车加工,铣键槽,局部淬火,(锥孔及外锥体),粗磨 滚铣花键,花键淬火,精磨,例2、YJ,130汽,车,车半轴,一),工,工作条,件,件:,1.该,轴,轴在上,坡,坡或启,动,动时,承,承受较,大,大扭矩,。,。,2.承,受,受一定,的,的冲击,力,力和具,有,有较高,的,的抗弯,能,能力。,3.承,受,受反复,弯,弯曲疲,劳,劳应力,。,。,二),技,技术要,求,求:,1.杆,部,部硬度HRC3744;,盘,盘部外,圆,圆硬度HRC,2434;金相,组,组织为,回,回火索,氏,氏体和,回,回火屈,氏体。,2.弯,曲,曲度:,杆,杆中部,1.8mm;盘部,跳,跳动2.0mm。,三),选,选材:40Cr、42CrMo、40CrMnMo。,四),加,加工工,艺,艺路线:,下料 锻造,正火,粗加工,调质,半精加工 精车加工 盘部钻孔,磨花键,二、齿,轮,轮类零,件,件,（一）,齿,齿轮的,工,工作条,件,件：,、传,递,递扭矩,，,，轮齿,受,受弯曲,应,应力；,、换,档,档、起,动,动时受,冲,冲击力,；,；,、接,触,触压应,力,力，摩,擦,擦作用,。,。,（二）,失,失效形,式,式：,、疲,劳,劳断；,、齿,面,面磨损,；,；,、麻,点,点剥落,，,，实质,为,为接触,疲,疲劳破,坏,坏；,、过,载,载断裂,，,，扫齿,。,。,（三）,性,性能要,求,求：,、高,的,的bb，-1（,主,主要指,标,标）；,、高,的,的接触,疲,疲劳强,度,度和耐,磨,磨性；,、高,的,的强韧,性,性。,例1、C616机床,齿,齿轮,一),工,工作条,件,件:,1.工,作,作负荷,不,不太大,。,。,2.中,速,速运转(610m/s),。,。,二),技,技术要,求,求:,1.齿,面,面硬度HRC4550,金,金相组,织,织为回,火索氏,体,体。,2.齿,心,心部硬,度,度HRC22,25,金相,组,组织为,回火马,氏,氏体。,三),选,选材:40、45钢,。,。,四),加,加工工,艺,艺路线:,下料 锻造,正火,粗加工,调质,半精加工 精车加工,高频淬火,及低温回火,精磨,例2、JN,150型,载,载重汽,车,车变速,箱,箱齿轮,一),工,工作条,件,件:,1.工,作,作负荷,大,大。,2.高,速,速运转(1015m/s以,上,上),。,。,3.受,冲,冲击频,繁,繁,磨,损,损较严,重,重。,二),技,技术要,求,求:,1.齿,面,面硬度HRC5862,金,金相,组,组织为,回,回,火马氏,体,体+合,金,金碳化,物,物+残,余,余奥氏,体,体。,2.齿,心,心部硬,度,度HRC35,45,金,相,相组织,为,为,回火马,氏,氏体(,低,低碳)+铁素,体,体+细,珠,珠光体,。,。,三),选,选材:20CrMnTi,钢,钢。,四),加,加工工,艺,艺路线:,下料 锻造,正火,机械加工,渗碳,淬火 低温回火,喷丸,磨齿,三、机,架,架、箱,体,体类零,件,件,各种机,械,械的机,身,身、底,座,座、支,架,架、横,梁,梁、工,作,作台以,及,及齿轮,箱,箱、轴,承,承座、,阀,阀体、,内,内燃机,缸,缸体等,，,，都可,视,视为机,架,架、箱,体,体类零,件,件。,特点：,形,形状不,规,规则，,结,结构比,较,较复杂,并,并带有,内,内腔，,重,重量从,几,几千克,至,至数十,吨,吨，工,作,作条件,也,也相差,很,很大。,一般的,基,基础零,件,件，如,机,机身、,底,底座等,，,，主要,起,起支承,和,和连接,机,机床各,部,部件的,作,作用，,属,属非运,动,动零件,，,，以承,受,受压应,力,力和弯,曲,曲力为,主,主，为,保,保证工,作,作的稳,定,定性，,应,应有较,好,好的刚,度,度和减,振,振性。,工,工作台,和,和导轨,等,等零件,，,，则要,求,求有较,好,好的耐,磨,磨性。,这类零,件,件一般,受,受力不,大,大，但,要,要求有,良,良好的,刚,刚度和,密,密封性,，,，在多,数,数情况,选,选用灰,铸,铸铁进,行,行铸造,成,成形。,少,少数重,型,型机械,，,，如轧,钢,钢机、,大,大型锻,压,压机械,的,的机身,，,，可选,用,用中碳,铸,铸钢件,或,或合金,铸,铸钢件,，,，个别,特,特大型,的,的还可,采,采用铸,钢,钢焊,接,接联合,结,结构。,一些受,力,力较大,、,、要求,高,高强度,、,、高韧,性,性，甚,至,至在高,温,温下工,作,作的零,件,件，如,汽,汽轮机,机,机壳，,选,选用铸,钢,钢。,一些,受,受力,不,不大,，,，且,主,主要,是,是承,受,受静,力,力，,不,不受,冲,冲击,，,，这,类,类箱,体,体可,选,选用,灰,灰铸,铁,铁，,如,如零,件,件在,服,服役,时,时有,摩,摩擦,、,、磨,损,损发,生,生，,应,应选,用,用珠,光,光体,基,基体,的,的灰,铸,铸铁,。,。,受力,不,不大,，,，要,求,求自,重,重轻,，,，或,要,要求,导,导热,好,好，,可,可选,用,用铸,造,造铝,合,合金,。,。,受力,很,很小,，,，要,求,求自,重,重轻,等,等，,可,可选,用,用工,程,程塑,料,料。,受力,较,较大,，,，但,形,形状,简,简单,，,，可,选,选用,型,型钢,焊,焊接,而,而成.,