材料與毛坯選擇ppt課件

1、10.1機(jī)械零件材料及毛坯選擇的一般原則機(jī)械零件材料及毛坯選擇的一般原則1、滿足使用性能要求、滿足使用性能要求2、材料工藝性能良好、材料工藝性能良好3、充分考慮經(jīng)濟(jì)性、充分考慮經(jīng)濟(jì)性4、考慮零件外形和尺寸特點(diǎn)、考慮零件外形和尺寸特點(diǎn)5、考慮生產(chǎn)批量、考慮生產(chǎn)批量1、滿足使用性能要求、滿足使用性能要求零件名稱零件名稱 受力狀況受力狀況主要失效形式主要失效形式主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo)重要螺栓重要螺栓 拉應(yīng)力或交變拉拉應(yīng)力或交變拉應(yīng)力、沖擊載荷應(yīng)力、沖擊載荷過量塑性變形、過量塑性變形、疲勞斷裂疲勞斷裂0.2、 1、 HB重要傳動(dòng)重要傳動(dòng)齒輪齒輪交變彎曲應(yīng)力、交變彎曲應(yīng)力、沖擊載荷、齒面沖擊載荷、齒面

2、摩擦摩擦齒折斷、過度齒折斷、過度磨損、疲勞麻磨損、疲勞麻點(diǎn)點(diǎn)HRC、 1接觸疲勞強(qiáng)度接觸疲勞強(qiáng)度軸類軸類交變彎曲應(yīng)力、交變彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、沖擊扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、沖擊載荷、摩擦載荷、摩擦疲勞斷裂、過疲勞斷裂、過度磨損度磨損0.2、 1、 HRC2、材料工藝性能良好、材料工藝性能良好 鑄造鑄造 壓力加工壓力加工 焊接焊接 切削加工切削加工 熱處理熱處理3、充分考慮經(jīng)濟(jì)性、充分考慮經(jīng)濟(jì)性 材料價(jià)格材料價(jià)格 國(guó)家資源情況國(guó)家資源情況 零件的總成本零件的總成本4、考慮零件外形和尺寸特點(diǎn)、考慮零件外形和尺寸特點(diǎn) 軸、齒輪 鍛件 箱體 鑄件 大尺寸零件 分體制造 焊接5、考慮生產(chǎn)批量 單件小批生產(chǎn) 簡(jiǎn)單毛坯 大

3、批生產(chǎn) 外形和尺寸與零件相近毛坯 例： 單件小批 焊接 軸承座、床腿等支架 大批 鑄造 螺栓 普通車床 40 自動(dòng)車床 Y40Mn 10.2典型零件選材及工藝流程典型零件選材及工藝流程1、齒輪類零件、齒輪類零件高的彎曲疲勞強(qiáng)度及接高的彎曲疲勞強(qiáng)度及接觸疲勞強(qiáng)度觸疲勞強(qiáng)度齒面具有高的硬度和耐齒面具有高的硬度和耐磨性磨性心部具有足夠強(qiáng)度和韌心部具有足夠強(qiáng)度和韌性性機(jī)床齒輪 轉(zhuǎn)速中等、載荷不大轉(zhuǎn)速中等、載荷不大 工作平穩(wěn)無(wú)強(qiáng)烈沖擊工作平穩(wěn)無(wú)強(qiáng)烈沖擊 一般選調(diào)質(zhì)鋼一般選調(diào)質(zhì)鋼 45 40Cr 備料備料鍛造鍛造正火正火機(jī)械粗加工機(jī)械粗加工調(diào)調(diào)質(zhì)質(zhì) 機(jī)械半精加工機(jī)械半精加工高頻淬火高頻淬火+回火回火磨削磨

4、削汽車、拖拉機(jī)、摩托車齒輪 工作條件惡劣工作條件惡劣 一般選用滲碳鋼一般選用滲碳鋼 20Cr 20CrMnTi 備料備料鍛造鍛造正火正火機(jī)械加工機(jī)械加工 滲碳滲碳+淬火淬火+低溫回火低溫回火噴丸噴丸磨削磨削航空發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪 高速、高載，比汽車拖拉機(jī)條件更惡劣高速、高載，比汽車拖拉機(jī)條件更惡劣 高的疲勞強(qiáng)度、心部高的強(qiáng)度和韌性高的疲勞強(qiáng)度、心部高的強(qiáng)度和韌性 多采用多采用12CrNi3A 12Cr2Ni4A 18Cr2Ni4WA 備料備料 模鍛模鍛正火高溫回火正火高溫回火機(jī)械機(jī)械加工加工 滲碳滲碳高溫回火高溫回火機(jī)械加工機(jī)械加工淬火淬火低溫回火低溫回火 機(jī)械精加工機(jī)械精加工檢驗(yàn)檢驗(yàn)、軸類零件主要失

5、效形式主要失效形式交變載荷引起疲勞斷裂交變載荷引起疲勞斷裂過載、沖擊載荷引起的斷裂過載、沖擊載荷引起的斷裂局部過度磨損軸頸、花鍵部位）局部過度磨損軸頸、花鍵部位）軸類零件常用材料4535CrMo40Cr40MnB38CrMoAl40CrNiMo機(jī)床主軸 主要承受交變扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，載荷轉(zhuǎn)速不很主要承受交變扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，載荷轉(zhuǎn)速不很高時(shí)可選高時(shí)可選45鋼鋼 備料備料鍛造鍛造正火正火機(jī)械粗加工機(jī)械粗加工調(diào)調(diào)質(zhì)質(zhì)機(jī)械機(jī)械 半精加工半精加工局部淬火局部淬火（椎體、軸頸）（椎體、軸頸）+回火回火 粗磨粗磨花鍵高頻淬火花鍵高頻淬火+回火回火精磨精磨 調(diào)質(zhì)硬度調(diào)質(zhì)硬度 220250HBS 表面淬火部位表面淬火部位 5

6、0HRCC620車床主軸 受較大載荷的車床主軸可選用受較大載荷的車床主軸可選用40Cr 受沖擊載荷和交變載荷較大時(shí)受沖擊載荷和交變載荷較大時(shí) 20CrMnTi航空發(fā)動(dòng)機(jī)蝸輪軸高溫、高載、高速，截面大、淬透性高高溫、高載、高速，截面大、淬透性高40CrNiMoA 備料備料模鍛模鍛正火正火+高溫回火高溫回火機(jī)械粗機(jī)械粗加工加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)機(jī)械精加工機(jī)械精加工磁力探傷磁力探傷尺尺寸檢驗(yàn)寸檢驗(yàn)發(fā)藍(lán)發(fā)藍(lán)3、箱體類零件、箱體類零件 抗壓、減震抗壓、減震 一般選鑄造毛坯一般選鑄造毛坯 HT150 HT200 承受較大載荷的箱體，可選焊接結(jié)構(gòu)承受較大載荷的箱體，可選焊接結(jié)構(gòu) Q235 20 16Mn 重型機(jī)械軋鋼

7、機(jī)、大型鍛壓機(jī)）重型機(jī)械軋鋼機(jī)、大型鍛壓機(jī)） 中碳鑄鋼中碳鑄鋼 合金鑄鋼合金鑄鋼 特大型特大型 鑄鋼鑄鋼焊接焊接 單級(jí)齒輪減速器選材實(shí)例零件零件序號(hào)序號(hào)零件零件名稱名稱受力狀受力狀況和使況和使用要求用要求毛坯類別和毛坯類別和制造方法制造方法材料及材料及熱處理熱處理單件、單件、小批小批大批大批1窺視窺視孔蓋孔蓋觀察箱觀察箱內(nèi)情況內(nèi)情況及加油及加油鋼板下鋼板下料或鑄料或鑄鐵件鐵件沖壓件沖壓件或鑄鐵或鑄鐵件件鋼板：鋼板：Q235A鑄鐵件：鑄鐵件：HT150沖壓件：沖壓件：08零件零件序號(hào)序號(hào)零件零件名稱名稱受力狀況受力狀況和使用要和使用要求求毛坯類別和毛坯類別和制造方法制造方法材料及材料及熱處理熱處

8、理單件、單件、小批小批大批大批26箱蓋箱蓋箱體箱體支撐和包支撐和包容傳動(dòng)零容傳動(dòng)零件，結(jié)構(gòu)件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，承復(fù)雜，承受壓力、受壓力、震動(dòng)。震動(dòng)。剛性剛性減震性減震性密封性密封性鑄鐵件鑄鐵件（手工造型）（手工造型）焊接件焊接件（手工電弧焊）（手工電弧焊）鑄鐵件鑄鐵件（機(jī)器造型）（機(jī)器造型）鑄鐵件：鑄鐵件：HT150HT200去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火焊接件：焊接件：Q235A零件零件序號(hào)序號(hào)零件零件名稱名稱受力狀況受力狀況和使用要和使用要求求毛坯類別和毛坯類別和制造方法制造方法材料及材料及熱處理熱處理單件、單件、小批小批大批大批34螺栓螺栓螺母螺母固定箱體固定箱體和箱蓋和箱蓋軸向拉應(yīng)軸向拉應(yīng)力力橫向剪應(yīng)

9、橫向剪應(yīng)力力鐓、擠鐓、擠（標(biāo)準(zhǔn)件）（標(biāo)準(zhǔn)件）Q235A零件零件序號(hào)序號(hào)零件零件名稱名稱受力狀受力狀況和使況和使用要求用要求毛坯類別和毛坯類別和制造方法制造方法材料及材料及熱處理熱處理單件、單件、小批小批大批大批5彈簧墊彈簧墊圈圈防止螺防止螺栓松動(dòng)栓松動(dòng)沖壓件（標(biāo)準(zhǔn)沖壓件（標(biāo)準(zhǔn)件）件）60Mn淬火淬火+中溫回火中溫回火零件零件序號(hào)序號(hào)零件零件名稱名稱受力狀受力狀況和使況和使用要求用要求毛坯類別和毛坯類別和制造方法制造方法材料及材料及熱處理熱處理單件、單件、小批小批大批大批7調(diào)整環(huán)調(diào)整環(huán) 調(diào)整軸調(diào)整軸和齒輪和齒輪軸的軸軸的軸向位置向位置圓鋼車圓鋼車制制沖壓件沖壓件 圓鋼：圓鋼：Q235A沖壓件：沖

10、壓件：08零件零件序號(hào)序號(hào)零件零件名稱名稱受力狀受力狀況和使況和使用要求用要求毛坯類別和毛坯類別和制造方法制造方法材料及材料及熱處理熱處理單件、單件、小批小批大批大批8端蓋端蓋防止軸防止軸承竄動(dòng)承竄動(dòng)鑄鐵鑄鐵件件（手工造型）（手工造型）圓鋼圓鋼車制車制鑄鐵件鑄鐵件（機(jī)器造型）（機(jī)器造型）鑄鐵件：鑄鐵件：HT150圓鋼：圓鋼：Q235A零件零件序號(hào)序號(hào)零零件件名名稱稱受力狀況和受力狀況和使用要求使用要求毛坯類別和毛坯類別和制造方法制造方法材料及材料及熱處理熱處理單件、單件、小批小批大批大批9齒齒輪輪軸軸重要的傳動(dòng)重要的傳動(dòng)件件軸桿受彎距、軸桿受彎距、扭距扭距輪齒彎曲應(yīng)輪齒彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力和接觸

11、應(yīng)力大力大綜合性能、綜合性能、耐磨性、強(qiáng)耐磨性、強(qiáng)度度鍛件鍛件（自由（自由鍛或胎鍛或胎膜鍛）膜鍛）圓鋼圓鋼車制車制模鍛件模鍛件 45調(diào)質(zhì)處調(diào)質(zhì)處理理零件零件序號(hào)序號(hào)零零件件名名稱稱受力狀況和受力狀況和使用要求使用要求毛坯類別和毛坯類別和制造方法制造方法材料及材料及熱處理熱處理單件、單件、小批小批大批大批12軸軸重要的傳動(dòng)重要的傳動(dòng)件件受彎距、扭受彎距、扭距距綜合性能綜合性能鍛件鍛件（自由（自由鍛或胎鍛或胎膜鍛）膜鍛）圓鋼圓鋼車制車制模鍛件模鍛件 45調(diào)質(zhì)處調(diào)質(zhì)處理理零件零件序號(hào)序號(hào)零零件件名名稱稱受力狀況和受力狀況和使用要求使用要求毛坯類別和毛坯類別和制造方法制造方法材料及材料及熱處理熱處理單

12、件、單件、小批小批大批大批13齒齒輪輪重要的傳動(dòng)重要的傳動(dòng)件件輪齒彎曲應(yīng)輪齒彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力和接觸應(yīng)力大力大綜合性能、綜合性能、耐磨性、強(qiáng)耐磨性、強(qiáng)度度鍛件鍛件（自由（自由鍛或胎鍛或胎膜鍛）膜鍛）圓鋼圓鋼車制車制模鍛件模鍛件 45調(diào)質(zhì)處調(diào)質(zhì)處理理零件零件序號(hào)序號(hào)零件零件名稱名稱受力狀受力狀況和使況和使用要求用要求毛坯類別和毛坯類別和制造方法制造方法材料及材料及熱處理熱處理單件、單件、小批小批大批大批10擋油盤擋油盤 防止箱防止箱內(nèi)機(jī)油內(nèi)機(jī)油進(jìn)入軸進(jìn)入軸承承圓鋼車圓鋼車制制沖壓件沖壓件 圓鋼：圓鋼：Q235A沖壓件：沖壓件：08零件零件序號(hào)序號(hào)零件零件名稱名稱受力狀受力狀況和使況和使用要求用要求毛坯類別和毛坯類