機(jī)械零件毛坯的選擇與材料的選用課件

1、工程材料與熱加工基礎(chǔ)第十二章零件毛坯的選擇與材料的選用機(jī)械工程系金工教研室工程材料與熱加工基礎(chǔ)機(jī)械工程系第十二章零件毛坯的選擇與材料的選用材料選用的一般原則選材的基本過程與失效分析典型零件的選材零件毛坯的選擇第十二章零件毛坯的選擇與材料的選用材料選用的一般原則 第一節(jié) 材料選用的一般原則1.材料的力學(xué)性能: 根據(jù)零件的工作條 件、損壞(或失效)形式 , 選擇滿足力 學(xué)性能的材料。2.材料的工藝性能:對零件加工生產(chǎn)有 直接的影響,甚至是決定性的。3.材料的經(jīng)濟(jì)性:主要是性價比。 第一節(jié) 材料選用的一般原則1.材料的力學(xué)性能: 根第二節(jié)選材的基本過程與失效分析選擇材料的基本過程零件的失效分析第二節(jié)

2、選材的基本過程與失效分析選擇材料的基本過程材料的相對價格材 料相 對 價 格材 料相 對 價 格碳素結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼易切削鋼合金結(jié)構(gòu)鋼鉻鎳合金結(jié)構(gòu)鋼滾動軸承鋼彈簧鋼11.21.71.41.521.71.932.12.91.61.9碳素工具鋼低合金工具鋼高合金工具鋼高速鋼鉻不銹鋼鉻鎳不銹鋼普通黃銅球墨鑄鐵1.41.52.43.75.47.213.515820132.42.9材料的相對價格材 料相 對 價 格材 料相 對 價一.選擇材料的基本過程一.選擇材料的基本過程二.零件的失效分析1.定義: 零件不能正常和安全的工作, 即零件失效。2.原因結(jié)構(gòu)或形狀設(shè)計不合理。材料的選擇不合理

3、。加工工藝不合理。安裝與使用不合理。二.零件的失效分析1.定義: 零件不能正常和安全的工作,2.3.形式過量變形失效過量彈性變形過量塑性變形斷裂失效韌性斷裂應(yīng)力腐蝕斷裂蠕變斷裂疲勞斷裂低應(yīng)力斷裂脆性斷裂表面損傷失效磨損接觸疲勞腐蝕3.形式過量變形失效過量彈性變形過量塑性變形斷裂失效韌性斷裂第三節(jié) 典型零件的選材及工藝分析機(jī)床主軸汽車半軸機(jī)床齒輪汽車齒輪第三節(jié) 典型零件的選材及工藝分析機(jī)床主軸一.C616 416車床主軸一.C616 416車床主軸一) 工作條件: 1.該軸在滾動軸承中運(yùn)轉(zhuǎn)。 2.承受中等負(fù)荷,承受一定的沖擊力。 3.轉(zhuǎn)速中等。 二) 技術(shù)要求: 1.整體調(diào)質(zhì)后硬度應(yīng)為HB200

4、230,金相組 織為回火索氏體。 2.內(nèi)錐孔和外圓錐面處硬度為HRC4550, 表面35mm內(nèi)金相組織為回火屈氏體和 少量回火馬氏體。 3.花鍵部分硬度HRC4850,金相組織同上。一) 工作條件:二) 技術(shù)要求:三) 選材: 45鋼。四) 加工工藝路線:下料 鍛造 正火 粗加工 調(diào)質(zhì) 半精加工 鉆中心孔 精車加工 銑鍵槽 局部淬火(錐孔及外錐體)粗磨 滾銑花鍵 花鍵淬火 精磨 三) 選材: 45鋼。四) 加工工藝路線:下料 二.YJ 130汽車半軸二.YJ 130汽車半軸一) 工作條件: 1.該軸在上坡或啟動時,承受較大扭矩。 2.承受一定的沖擊力和具有較高的抗彎能力。 3.承受反復(fù)彎曲疲勞

5、應(yīng)力。二) 技術(shù)要求: 1.桿部硬度HRC3744;盤部外圓硬度HRC 2434 ;金相組織為回火索氏體和回火屈 氏體。 2.彎曲度:桿中部1.8mm;盤部跳動2.0mm。一) 工作條件:二) 技術(shù)要求:三) 選材:40Cr、42CrMo、40CrMnMo。四) 加工工藝路線:下料 鍛造 正火 粗加工 調(diào)質(zhì) 半精加工 精車加工 盤部鉆孔 磨花鍵 三) 選材:40Cr、42CrMo、40CrMnMo。四) 三.C616機(jī)床齒輪一) 工作條件: 1.工作負(fù)荷不太大。 2.中速運(yùn)轉(zhuǎn)(610m/s)。二) 技術(shù)要求: 1.齒面硬度HRC4550,金相組織為回 火索氏體。 2.齒心部硬度HRC2225,

6、金相組織為 回火馬氏體。三.C616機(jī)床齒輪一) 工作條件:二) 技術(shù)要求:三) 選材: 40、45鋼。四) 加工工藝路線:下料 鍛造 正火 粗加工 調(diào)質(zhì) 半精加工 精車加工 高頻淬火及低溫回火 精磨 三) 選材: 40、45鋼。四) 加工工藝路線:下料 四.JN 150型載重汽車變速箱齒輪一) 工作條件: 1.工作負(fù)荷大。 2.高速運(yùn)轉(zhuǎn) ( 1015m/s以上 )。 3.受沖擊頻繁,磨損較嚴(yán)重。二) 技術(shù)要求: 1.齒面硬度HRC5862, 金相組織為回 火馬氏體+合金碳化物+殘余奧氏體。 2.齒心部硬度HRC3545, 金相組織為 回火馬氏體(低碳)+鐵素體+細(xì)珠光體。四.JN 150型載

7、重汽車變速箱齒輪一) 工作條件:二)三) 選材: 20 CrMnTi 鋼。四) 加工工藝路線:下料 鍛造 正火 機(jī)械加工 滲碳 淬火 低溫回火 噴丸 磨齒 三) 選材: 20 CrMnTi 鋼。四) 加工工藝路線:下第四節(jié)毛坯制造方法選擇的原則毛坯制造方法選擇的指導(dǎo)思想；毛坯制造方法選擇的適用性原則；毛坯制造方法選擇的經(jīng)濟(jì)性原則；毛坯制造方法選擇的可行性原則。第四節(jié)毛坯制造方法選擇的原則毛坯制造方法的分析與比較常用材料鑄造毛坯的優(yōu)缺點及應(yīng)用；鍛造毛坯的優(yōu)缺點及應(yīng)用；沖壓件的優(yōu)缺點及應(yīng)用；毛坯制造方法的分析與比較常用材料鑄造毛坯的優(yōu)缺點及應(yīng)用；毛坯內(nèi)在質(zhì)量的比較 成型方法組織特征性能特點改善方法鑄造鑄態(tài)組織，晶粒粗大較差增加過冷度，變質(zhì)處理等鍛造再結(jié)晶組織，有鍛造流線較好焊接熔焊接頭組織復(fù)雜不均勻選擇合適焊條、焊絲及熱處理等壓焊接頭具有再結(jié)晶或加工硬化組織較好或不均勻釬焊接頭具有和金鑄態(tài)組織不均勻增加搭接面積，提高承載能力毛坯內(nèi)在質(zhì)量的比較 成型方法組織特征性能特點改善方法鑄造鑄態(tài)毛坯內(nèi)在成型工藝的比較成型方法工藝設(shè)計的基本問題依據(jù)鑄造確定澆鑄位置，選擇分型面保證質(zhì)量鍛造確