机械工程材料及成形工艺基础第十三章 机械零件的毛坯成形综合选材ppt课件.ppt

《机械工程材料及成形工艺基础第十三章 机械零件的毛坯成形综合选材ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第十三章机械零件的毛坯成形综合选材及工艺路线分析第一节零件与工具的失效方式第二节选用材料的一般原则第三节毛坯成形综合选材第四节热处理的技术条件、工序位置和结构工艺性第五节典型零件的选材及工艺路线分析第六节典型工具的选材及工艺路线分析第一节零件与工具的失效方式失效就是指零件在使用过程中，由于尺寸、形状或材料的组织与性能发生变化而失去正常工作所具有的效能。零件或工具在以下三种情况下都认为已失效：（1）零件或工具完全不能工作；（2）虽能工作，但已不能完成指定的功能；（3）零件或工具有严重损坏而不能再继续安全工作。失效的主要方式有变形、断裂和

2、表面损伤等。一、变形失效例如，车床主轴在工作过程中发生过量的弹性弯曲变形，不仅产生振动，而且造成了被加工零件质量严重下降，会造成轴与轴承配合不良。过量变形的原因主要是零件或工具的材料强度低，造成金属材料强度低的原因很多，可能选材不当，或者热处理工艺不当，或是零件或工具在使用过程中内部矛盾组织发生变化等。二、断裂失效断裂可分为脆性断裂和延性断裂两种。脆性断裂是断裂前零件或工具几何尺寸几乎不发生变化，即没有明显的塑性变形，断口较齐平，其断面常呈细颗粒状。延性断裂是零件或工具在断裂前产生明显的塑性变形，即零件或工具的尺寸发生明显的变化，一般

3、截面积减小，断口常呈纤维状特征。金属零件的断裂往往是几种因素共同作用的结果，他涉及到零件的金属材料的成分、组织、加工制造和运行条件等一系列问题。三、表面损伤失效定义：零件或工具在工作过程中，可能由于机械和（或）化学作用而使工件表面及近表面层受到严重损伤，以致不能工作，这种基本上局限于表面层的失效形式称为表面损伤失效。1、磨损失效定义：磨损主要是相对运动的接触表面的材料在机械力的作用下，以细屑形式逐渐磨掉，而使零件或工具的尺寸不断变小的一种失效方式。单位时间内（或单位行程、每转）材料的磨损量（或尺寸）称为磨损率。金属材料的耐磨性高（即磨

4、损率小），则零件的使用寿命就长。2、腐蚀失效腐蚀失效是由于化学或电化学腐蚀作用而造成的零件或工具的失效。腐蚀造成金属材料的损耗，引起零件尺寸和性能变化，最后导致失效。3、表面疲劳失效表面疲劳失效是相互的两个运动表面（特别是滚动接触），在工作过程中承受交变接触应力的作用，使表面层材料发生疲劳破坏而脱落，造成零件或工具的失效。按表面疲劳损伤的程度，又分麻点与剥落两种方式。零件或工具的失效可从一种类型转变成另一种类型。例如，齿轮的失效方式可能有：断齿、齿形的变形、齿面的磨损和点蚀等。第二节选用材料的一般原则一、材料的使用性能使用性能是保证零

5、件完成规定功能的必要条件。通过对零件或工具的工作条件和失效形式的全面分析，确定零件对使用性能的具体要求。几种常用零件或工具的工作条件和失效形式二、材料的工艺性能零件的加工工艺路线一般零件——毛坯→正火或退火→切削加工轴、齿轮等毛坯→预先热处理（正火、退火）→粗加工→最终热处理（淬火＋回火，时效，渗C等）→精加工精密丝杠毛坯→预先热处理→粗加工→最终热处理→半精加工→时效（或N化）→精加工→时效金属材料是铸造成形，则选用共晶或接近共晶；若是锻造成形，则选用固溶体的合金；如果是焊接成形则选用低碳钢或低碳合金钢；为了便于切削加工，一般选硬度

6、在170—220HBW；碳钢的淬透性差，加热时晶粒也容易长大，淬火时还容易产生变形甚至开裂，因此在制造高强度大截面、形状复杂的零件时，需要选合金钢。在某些特殊情况下、工艺性将成为选用材料的主要依据。三、材料的经济性产品成本分析基本材料的成本（价格、利用率）——占总成本的30~70%我国常用材料的相对价格制造（加工）成本——约占零件成本的30%加工成本＝工具与设备费用+每件产品成本×生产批量第三节毛坯成形综合选材一、毛胚的类型1、型材约85%～95%的铸钢锭是通过轧制等压力加工方法制成各种型材。型材具有流线组织，顺着流线方向的抗拉强度、

7、塑性好；而垂直于流线方向的抗拉强度、塑性低，但抗剪强度高。（1）型钢型钢一般采用热轧和冷轧方法生产。种类：圆钢、方钢、六角钢、等边角钢、不等边角钢、工字钢和槽钢等。（2）钢板钢板的规格以厚度×宽度×长度表示。种类：根据厚薄和表面状况，分为厚钢板、薄钢板、镀锌薄钢板、酸洗薄钢板和花纹钢板等。（3）钢带钢带是厚度较薄、宽度较窄、长度很长的钢板。一般成卷供应。种类：分为热轧普通质量钢带、冷轧普通质量钢带；低碳钢、优质碳素结构钢、弹簧钢、工具钢和不锈钢亦可通过冷轧制成钢带。（4）钢管钢管分为无缝钢管（包括热轧、冷轧、冷拔、挤压管等）和焊接钢管

8、（包括直缝焊管和螺旋缝焊管等）两类；按断面形状可分为圆管、异形管（如矩形、椭圆形、半圆形、六角形等），常用圆形管。（5）钢丝圆形钢丝一般是圆盘料拉制而成。实际工作中也常用线号表示规格，线号越大线越细。低碳钢丝俗称“铁丝”