簡明體各種零件選材

1、 退出退出軸的功能：軸的功能： 支承旋轉(zhuǎn)零件、傳遞動力或運(yùn)動。支承旋轉(zhuǎn)零件、傳遞動力或運(yùn)動。負(fù)荷特點(diǎn)：負(fù)荷特點(diǎn)： 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 軸軸彎曲與扭轉(zhuǎn)的復(fù)合作用，如減速器的軸、機(jī)彎曲與扭轉(zhuǎn)的復(fù)合作用，如減速器的軸、機(jī) 床主軸。床主軸。 心心 軸軸只承受彎矩，如鐵路車輛的輪軸。只承受彎矩，如鐵路車輛的輪軸。 傳動軸傳動軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力作用，如汽車的驅(qū)動軸。扭轉(zhuǎn)應(yīng)力作用，如汽車的驅(qū)動軸。 軸軸 頸頸較大摩擦；此外，軸大部受交變應(yīng)力及一定較大摩擦；此外，軸大部受交變應(yīng)力及一定 的過載或沖擊作用。的過載或沖擊作用。主要失效形式：主要失效形式： 疲勞斷裂；軸頸或花鍵處過度磨損；過量變形等。疲勞斷裂；軸頸或花鍵處過度磨損；過量

2、變形等。 良好的綜合力學(xué)性能（強(qiáng)度和塑性、韌性良好良好的綜合力學(xué)性能（強(qiáng)度和塑性、韌性良好 配合），以防止斷裂配合），以防止斷裂 ; 高的疲勞強(qiáng)度高的疲勞強(qiáng)度 ; 軸頸、花鍵等處較高硬度與耐磨性。軸頸、花鍵等處較高硬度與耐磨性。輕載、低速的一般軸（心軸、拉桿、螺栓等）：輕載、低速的一般軸（心軸、拉桿、螺栓等）： Q235 Q275，不熱處理。，不熱處理。中等載荷，一般精度軸（曲軸、機(jī)床主軸等）：中等載荷，一般精度軸（曲軸、機(jī)床主軸等）： 35 50鋼，熱處理。鋼，熱處理。重載、高精度或惡劣條件軸（汽車、拖拉機(jī)軸，壓力機(jī)重載、高精度或惡劣條件軸（汽車、拖拉機(jī)軸，壓力機(jī)曲線等），合金鋼：曲線等），

3、合金鋼： 40Cr、40MnB、30CrMnSi、35CrMo、40CrNiMo； 20Cr、 20CrMnTi（滲碳）；（滲碳）； 38CrMoAl（氮化）；（氮化）； 9Mn2V、GCr15等，采用相應(yīng)的熱處理。等，采用相應(yīng)的熱處理。 材料：材料： 45鋼。鋼。熱處理技術(shù)條件：熱處理技術(shù)條件： 整體調(diào)質(zhì)整體調(diào)質(zhì)220 250HBS； 軸頸、錐孔表面淬火軸頸、錐孔表面淬火52 58HRC。工藝路線：工藝路線： 鍛造鍛造正火正火粗加工粗加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)半精加工半精加工表面淬火及低表面淬火及低 溫回火溫回火磨削。磨削。常見機(jī)床主軸的工作條件、用材及熱處理情況（下表）。常見機(jī)床主軸的工作條件、用材及熱

4、處理情況（下表）。圖圖8-1表表8-1材料：材料： 40Cr(中型載重汽車；若重型則選中型載重汽車；若重型則選40CrMnMo)。熱處理技術(shù)條件熱處理技術(shù)條件: 正火，正火，187241HBS；調(diào)質(zhì)，桿部；調(diào)質(zhì)，桿部3742HRC，盤部外，盤部外圓圓2434HRC。工藝路線：工藝路線： 鍛造鍛造正火正火機(jī)加工機(jī)加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)盤部鉆孔盤部鉆孔精加工。精加工。圖圖8-2 選材：選材： 輕、中載荷及低、中速內(nèi)燃機(jī)用球鐵；重載及中、高速輕、中載荷及低、中速內(nèi)燃機(jī)用球鐵；重載及中、高速 時用鍛鋼。時用鍛鋼。110型柴油機(jī)球墨鑄鐵曲軸。型柴油機(jī)球墨鑄鐵曲軸。 材料：材料： QT600-3球鐵。球鐵。 熱處理

5、技術(shù)條件：熱處理技術(shù)條件： 整體正火，整體正火，b650MPa，ak15J/cm2，240 300 HBS；軸頸表面淬火、低溫回火；軸頸表面淬火、低溫回火 (55HRC，珠光體數(shù)，珠光體數(shù)量量70%)。 工藝路線：工藝路線： 鑄造成形鑄造成形正火正火+高溫回火高溫回火切削加工切削加工軸頸表面淬軸頸表面淬火、回火火、回火磨削。磨削。鍛造合金曲軸鍛造合金曲軸 材料：材料： 50CrMoA（機(jī)車內(nèi)燃機(jī)曲軸）。（機(jī)車內(nèi)燃機(jī)曲軸）。 熱處理技術(shù)條件：熱處理技術(shù)條件： 整體調(diào)質(zhì)，整體調(diào)質(zhì)，b950MPa、s750MPa、12%、45%、ak56J/cm2及及3035HRC；軸頸表面淬火回；軸頸表面淬火回火

6、，火， 6065HRC、硬化層深、硬化層深3 8mm 。 工藝路線工藝路線: 鍛造鍛造退火退火粗加工粗加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)半精加工半精加工表面淬火、表面淬火、回火回火磨削。磨削。 齒輪功能：齒輪功能：傳遞動力、改變運(yùn)動速度和運(yùn)動方向。傳遞動力、改變運(yùn)動速度和運(yùn)動方向。 負(fù)荷特點(diǎn)：負(fù)荷特點(diǎn)：齒輪交變彎曲應(yīng)力，一定沖擊載荷，齒面齒輪交變彎曲應(yīng)力，一定沖擊載荷，齒面很大接觸應(yīng)力及強(qiáng)烈摩擦。很大接觸應(yīng)力及強(qiáng)烈摩擦。 失效形式：失效形式：斷齒、齒面剝落及過度磨損。斷齒、齒面剝落及過度磨損。 高接觸疲勞強(qiáng)度、高表面硬度和耐磨性。高接觸疲勞強(qiáng)度、高表面硬度和耐磨性。 高抗彎強(qiáng)度、適當(dāng)心部強(qiáng)度和韌性。高抗彎強(qiáng)度、適當(dāng)

7、心部強(qiáng)度和韌性。 良好切削加工性和熱處理工藝性。良好切削加工性和熱處理工藝性。選材原則：選材原則： 傳動方式（開式或閉式）、載荷性質(zhì)和大?。X傳動方式（開式或閉式）、載荷性質(zhì)和大?。X面接觸應(yīng)力和沖擊負(fù)荷等），傳動速度、精度及齒面接觸應(yīng)力和沖擊負(fù)荷等），傳動速度、精度及齒面硬化要求及齒輪副材料和硬度匹配等。面硬化要求及齒輪副材料和硬度匹配等。輕載、低中速，沖擊力小，精度低齒輪：輕載、低中速，沖擊力小，精度低齒輪： 碳鋼（碳鋼（Q255、Q275、45、50Mn等），正火或調(diào)質(zhì)成軟等），正火或調(diào)質(zhì)成軟面齒輪。如減速箱齒輪等。面齒輪。如減速箱齒輪等。中載、中速、中等沖擊、運(yùn)動平穩(wěn)齒輪：中載、中速、

8、中等沖擊、運(yùn)動平穩(wěn)齒輪： 中碳（合金）鋼（中碳（合金）鋼（45、40Cr、42SiMn、55Tid等）。感等）。感應(yīng)淬火回火硬齒面（應(yīng)淬火回火硬齒面（50 55HRC）。如機(jī)床齒輪。）。如機(jī)床齒輪。重載、中高速、大沖擊載荷齒輪：重載、中高速、大沖擊載荷齒輪： 低碳（合金）鋼（低碳（合金）鋼（20Cr、20MnB、20CrMnTi）滲碳）滲碳（碳氮共滲）及淬火低溫回火，齒面（碳氮共滲）及淬火低溫回火，齒面5863HRC。如。如汽車、拖拉機(jī)變速齒輪和后橋齒輪。汽車、拖拉機(jī)變速齒輪和后橋齒輪。精密傳動齒輪或硬面內(nèi)齒輪，要求熱處理變形?。壕軅鲃育X輪或硬面內(nèi)齒輪，要求熱處理變形小： 38CrMoAl、

9、35CrMo等。調(diào)質(zhì)及氣體氮化。如非重載、等。調(diào)質(zhì)及氣體氮化。如非重載、工作平穩(wěn)的精密齒輪。工作平穩(wěn)的精密齒輪。 大尺寸大尺寸(400mm)、形狀復(fù)雜、受沖擊的齒輪，退火或、形狀復(fù)雜、受沖擊的齒輪，退火或正火狀態(tài)使用正火狀態(tài)使用(耐磨性要求高者采用表面淬火耐磨性要求高者采用表面淬火)。 灰鑄鐵，用于輕載、低速、不受沖擊的齒輪?；诣T鐵，用于輕載、低速、不受沖擊的齒輪。 銅合金、鋁合金，用于有腐蝕介質(zhì)的輕載齒輪，如儀表銅合金、鋁合金，用于有腐蝕介質(zhì)的輕載齒輪，如儀表齒輪等，另特殊用途，如為減摩，用錫青銅作蝸輪。齒輪等，另特殊用途，如為減摩，用錫青銅作蝸輪。 尼龍等。輕、摩擦系數(shù)小、減振減噪。用于輕

10、載、無潤尼龍等。輕、摩擦系數(shù)小、減振減噪。用于輕載、無潤滑的小型齒輪（儀表、小型機(jī)械）。滑的小型齒輪（儀表、小型機(jī)械）。負(fù)荷特點(diǎn)：負(fù)荷特點(diǎn)： 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、負(fù)荷不大，條件較好。運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、負(fù)荷不大，條件較好。 材料：材料： 45鋼。鋼。 熱處理技術(shù)條件：熱處理技術(shù)條件： 正火正火(160217HBS)；表面高頻淬火、回火表面高頻淬火、回火(5055HRC)。 工藝路線：工藝路線： 鍛造鍛造正火正火粗加工粗加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)半精加工半精加工高頻淬火、回高頻淬火、回火火精磨。精磨。 負(fù)荷特點(diǎn)：負(fù)荷特點(diǎn)： 承載、磨損及沖擊負(fù)荷較大，工作條件比較繁重。承載、磨損及沖擊負(fù)荷較大，工作條件比較繁重。材料：材料： 20

11、CrMnTi。熱處理技術(shù)條件：熱處理技術(shù)條件： 滲碳層深滲碳層深0.81.3mm，表層，表層Wc為為0.8%1.05%，齒面，齒面 5862HRC。心部。心部3345HRC。工藝路線：工藝路線： 鍛造鍛造正火正火粗加工、半精加工粗加工、半精加工滲碳淬火、低溫回滲碳淬火、低溫回 火火。圖圖8-3 功功 能：能：減振減振(汽車板簧汽車板簧)、儲備機(jī)械能、儲備機(jī)械能(儀表發(fā)儀表發(fā) 條條)、控制運(yùn)動、控制運(yùn)動 (氣門、離合器等氣門、離合器等)。 負(fù)負(fù) 荷荷 特特 點(diǎn)：點(diǎn)：交變應(yīng)力。交變應(yīng)力。 主要失效形式：主要失效形式：疲勞斷裂、永久變形。疲勞斷裂、永久變形。 高高s、高、高e、高、高s/b； 高疲勞

12、強(qiáng)度；高疲勞強(qiáng)度； 一定塑性、韌性。一定塑性、韌性。工程上用于制造彈簧的材料主要是碳鋼和合金鋼，以及工程上用于制造彈簧的材料主要是碳鋼和合金鋼，以及 有色金屬。如鈹青銅（儀表等場合）。有色金屬。如鈹青銅（儀表等場合）。碳素彈簧鋼：碳素彈簧鋼： 65、67、75、85。用于小截面。用于小截面(12mm)、不太重要、不太重要的小型彈簧。的小型彈簧。錳彈簧鋼：錳彈簧鋼： 65Mn，截面尺寸，截面尺寸15mm的小型彈簧。的小型彈簧。硅錳彈簧鋼：硅錳彈簧鋼： 60Si2Mn等，等，25 30mm淬透，板簧、螺旋彈簧及淬透，板簧、螺旋彈簧及250以下耐熱彈簧。以下耐熱彈簧。鉻礬彈簧鋼：鉻礬彈簧鋼： 50C

13、rVA等，等，50mm淬透，應(yīng)力較大的彈簧（工作溫淬透，應(yīng)力較大的彈簧（工作溫度度 300）。）。硅鉻彈簧鋼：硅鉻彈簧鋼： 60Si2CrA、60Si2CrVA，高應(yīng)力、受沖擊彈簧，高應(yīng)力、受沖擊彈簧（300 350）。）。 鎢鉻釩彈簧鋼：鎢鉻釩彈簧鋼： 30W4Cr2VA，高強(qiáng)度耐熱彈簧（，高強(qiáng)度耐熱彈簧（ 500）。）。 原料（鋼絲、帶等，原料（鋼絲、帶等，0.10.112mm12mm）卷簧卷簧熱處理熱處理端端 面加工。面加工。 原料狀態(tài)與熱處理原料狀態(tài)與熱處理 硬化狀態(tài)的彈簧：硬化狀態(tài)的彈簧： 只進(jìn)行去應(yīng)力回火只進(jìn)行去應(yīng)力回火( (碳鋼碳鋼250250，合金鋼，合金鋼350350450)

14、450)。 退火狀態(tài)的彈簧：退火狀態(tài)的彈簧： 需進(jìn)行淬火、回火，需進(jìn)行淬火、回火，414147HRC47HRC。回火屈氏體?；鼗鹎象w。 下料下料加熱成型加熱成型熱處理（淬火、回火）熱處理（淬火、回火）噴丸噴丸端端 面加工。面加工。 支承機(jī)器重量、安裝固定零件，壓應(yīng)力及彎曲應(yīng)力、一支承機(jī)器重量、安裝固定零件，壓應(yīng)力及彎曲應(yīng)力、一定動載及緊固力。定動載及緊固力。 足夠強(qiáng)度、剛度，良好減震性及尺寸穩(wěn)定性，良好加工足夠強(qiáng)度、剛度，良好減震性及尺寸穩(wěn)定性，良好加工性及鑄造工藝性。性及鑄造工藝性。鑄鑄 鐵：鐵：最常用，灰口鑄鐵或球墨鑄鐵，各種機(jī)床最常用，灰口鑄鐵或球墨鑄鐵，各種機(jī)床 的箱體、支承件。的箱

15、體、支承件。鑄鑄 鋼：鋼：ZG35Mn、ZG40Mn，載荷較大、承受沖，載荷較大、承受沖 擊的箱體。如工程機(jī)械。擊的箱體。如工程機(jī)械。有色金屬鑄造：有色金屬鑄造：重量輕、重量輕、 散熱良好箱體，噴油泵殼體、飛散熱良好箱體，噴油泵殼體、飛 機(jī)發(fā)動機(jī)箱體。機(jī)發(fā)動機(jī)箱體。型型 材材 焊焊 接：接： Q235、10、16Mn，大體積、簡單形狀、，大體積、簡單形狀、 小批量箱體。小批量箱體。 鑄造（或焊接）成形鑄造（或焊接）成形人工時效（或去應(yīng)力退火）人工時效（或去應(yīng)力退火） 切切 削加工。削加工。表表8-2 返返 回回圖圖8-1 CM6140車床主軸車床主軸表表8-1 機(jī)床主軸工作條件、用材及熱處理機(jī)床主軸工作條件、用材及熱處理圖圖8-2 汽車半軸汽車半軸圖8-3 解放牌汽車變速齒輪簡圖代表性零件代表性零件材料的種類及牌號材料的種類及牌號使用性能要求使用性能要求處理及其他處理及其他機(jī)床床身、軸承座、齒輪箱、缸蓋、變速器殼、離合器殼灰口鑄鐵HT200剛度、強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性時效機(jī)床座、工作臺灰口鑄鐵HT150剛度、強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性時效齒輪箱、聯(lián)軸器、閥殼灰口鑄鐵HT250剛度、強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性去應(yīng)力退火差速器殼、減速器殼、后橋殼球墨鑄鐵QT400-15剛度、強(qiáng)度、韌度、耐蝕退火承力支架、箱體底座鑄鋼ZG270-50