軸類零件選材及熱處理演示文稿

軸類零件選材及熱處理演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期二\14點(diǎn)（優(yōu)選）軸類零件選材及熱處理當(dāng)前第2頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期二\14點(diǎn)8.1軸類零件選材（axle）8.1.1軸的工作條件與性能要求⑴工作條件：?軸的功能：支承旋轉(zhuǎn)零件、傳遞動(dòng)力或運(yùn)動(dòng)。?負(fù)荷特點(diǎn)：

轉(zhuǎn)軸—彎曲與扭轉(zhuǎn)的復(fù)合作用，如減速器的軸、機(jī)床主軸。心軸—只承受彎矩，如鐵路車輛的輪軸。

傳動(dòng)軸—扭轉(zhuǎn)應(yīng)力作用，如汽車的驅(qū)動(dòng)軸。

軸頸—較大摩擦；此外，軸大部受交變應(yīng)力及一定的過(guò)載或沖擊作用。?主要失效形式：疲勞斷裂；軸頸或花鍵處過(guò)度磨損；過(guò)量變形等。當(dāng)前第3頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期二\14點(diǎn)⑵性能要求:①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;②高的疲勞強(qiáng)度;③軸頸、花鍵等處較高硬度與耐磨性。當(dāng)前第4頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期二\14點(diǎn)8.1.2軸類零件選材（進(jìn)行強(qiáng)度、剛度計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，提出要求）?輕載、低速的一般軸（心軸、拉桿、螺栓等）：

Q235～Q275，不熱處理。?中等載荷，一般精度軸（曲軸、機(jī)床主軸等）：

35～50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)曲線等），合金鋼：

40Cr、40MnB、30CrMnSi、35CrMo、40CrNiMo；

20Cr、20CrMnTi（滲碳）；

38CrMoAl（氮化）；

9Mn2V、GCr15等，采用相應(yīng)的熱處理。當(dāng)前第5頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期二\14點(diǎn)

8.1.3軸類零件加工工藝路線⑴機(jī)床主軸

?材料：

45鋼。?熱處理技術(shù)條件：整體調(diào)質(zhì)220～250HBS；軸頸、錐孔表面淬火52～58HRC。?工藝路線：鍛造→正火→粗加工→調(diào)質(zhì)→半精加工→表面淬火及低溫回火→磨削。?常見機(jī)床主軸的工作條件、用材及熱處理情況（下表）。圖8-1表8-1當(dāng)前第6頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期二\14點(diǎn)⑵汽車半軸?材料：

40Cr(中型載重汽車；若重型則選40CrMnMo)。?熱處理技術(shù)條件:

正火，187～241HBS；調(diào)質(zhì)，桿部37～42HRC，盤部外圓24～34HRC。?工藝路線：鍛造→正火→機(jī)加工→調(diào)質(zhì)→盤部鉆孔→精加工。圖8-2當(dāng)前第7頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期二\14點(diǎn)⑶內(nèi)燃機(jī)曲軸

?選材：輕、中載荷及低、中速內(nèi)燃機(jī)用球鐵；重載及中、高速時(shí)用鍛鋼。①110型柴油機(jī)球墨鑄鐵曲軸。

?材料：

QT600-3球鐵。

?熱處理技術(shù)條件：整體正火，σb≥650MPa，ak≥15J/cm2，240～300HBS；軸頸表面淬火、低溫回火(≥55HRC，珠光體數(shù)量≥70%)。

?工藝路線：鑄造成形→正火+高溫回火→切削加工→軸頸表面淬火、回火→磨削。當(dāng)前第8頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期二\14點(diǎn)②鍛造合金曲軸

?材料：

50CrMoA（機(jī)車內(nèi)燃機(jī)曲軸）。

?熱處理技術(shù)條件：整體調(diào)質(zhì)，σb≥950MPa、σs≥750MPa、δ≥12%、ψ≥45%、ak≥56J/cm2及30～35HRC；軸頸表面淬火回火，60～65HRC、硬化層深3～8mm。

?工藝路線:

鍛造→退火→粗加工→調(diào)質(zhì)→半精加工→表面淬火、回火→磨削。當(dāng)前第9頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期二\14點(diǎn)8.2齒輪類零件材料選擇(gear)8.2.1齒輪的工作條件與性能要求⑴工作條件:?齒輪功能：傳遞動(dòng)力、改變運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)方向。

?負(fù)荷特點(diǎn)：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。

?失效形式：斷齒、齒面剝落及過(guò)度磨損。⑵性能要求:

①高接觸疲勞強(qiáng)度、高表面硬度和耐磨性。②高抗彎強(qiáng)度、適當(dāng)心部強(qiáng)度和韌性。③良好切削加工性和熱處理工藝性。當(dāng)前第10頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期二\14點(diǎn)8.2.2齒輪選材?選材原則：傳動(dòng)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(dòng)速度、精度及齒面硬化要求及齒輪副材料和硬度匹配等。當(dāng)前第11頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期二\14點(diǎn)⑴鋼制齒輪:?輕載、低中速，沖擊力小，精度低齒輪：碳鋼（Q255、Q275、45、50Mn等），正火或調(diào)質(zhì)成軟面齒輪。如減速箱齒輪等。?中載、中速、中等沖擊、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)齒輪：中碳（合金）鋼（45、40Cr、42SiMn、55Tid等）。感應(yīng)淬火回火硬齒面（50～55HRC）。如機(jī)床齒輪。?重載、中高速、大沖擊載荷齒輪：低碳（合金）鋼（20Cr、20MnB、20CrMnTi）滲碳（碳氮共滲）及淬火低溫回火，齒面58～63HRC。如汽車、拖拉機(jī)變速齒輪和后橋齒輪。?精密傳動(dòng)齒輪或硬面內(nèi)齒輪，要求熱處理變形?。?/p>

38CrMoAl、35CrMo等。調(diào)質(zhì)及氣體氮化。如非重載、工作平穩(wěn)的精密齒輪。當(dāng)前第12頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期二\14點(diǎn)⑵鑄鋼齒輪：大尺寸(≥400mm)、形狀復(fù)雜、受沖擊的齒輪，退火或正火狀態(tài)使用(耐磨性要求高者采用表面淬火)。⑶鑄鐵齒輪：灰鑄鐵，用于輕載、低速、不受沖擊的齒輪。⑷有色金屬齒輪：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。⑸工程塑料齒輪：尼龍等。輕、摩擦系數(shù)小、減振減噪。用于輕載、無(wú)潤(rùn)滑的小型齒輪（儀表、小型機(jī)械）。當(dāng)前第13頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期二\14點(diǎn)8.2.3齒輪加工工藝路線及選材實(shí)例⑴機(jī)床齒輪?負(fù)荷特點(diǎn)：運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、負(fù)荷不大，條件較好。?材料：

45鋼。

?熱處理技術(shù)條件：正火(160～217HBS)；表面高頻淬火、回火(50～55HRC)。

?工藝路線：鍛造→正火→粗加工→調(diào)質(zhì)→半精加工→高頻淬火、回火→精磨。

當(dāng)前第14頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期二\14點(diǎn)⑵汽車、拖拉機(jī)齒輪

?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。?材料：

20CrMnTi。?熱處理技術(shù)條件：滲碳層深0.8～1.3mm，表層Wc為0.8%～1.05%，齒面

58～62HRC。心部33～45HRC。?工藝路線：鍛造→正火→粗加工、半精加工→滲碳淬火、低溫回火。圖8-3當(dāng)前第15頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期二\14點(diǎn)8.3彈簧類零件材料選擇（spring)8.3.1不同類型彈簧的工作條件與性能要求⑴功能與工作條件

?功能：減振(汽車板簧)、儲(chǔ)備機(jī)械能(儀表發(fā)條)、控制運(yùn)動(dòng)(氣門、離合器等)。

?負(fù)荷特點(diǎn)：交變應(yīng)力。

?主要失效形式：疲勞斷裂、永久變形。⑵性能要求（同彈簧鋼）①高σs、高σe、高σs/σb；②高疲勞強(qiáng)度；③一定塑性、韌性。當(dāng)前第16頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期二\14點(diǎn)8.3.2彈簧材料選擇?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(chǎng)合）。①碳素彈簧鋼：

65、67、75、85。用于小截面(φ＜12mm)、不太重要的小型彈簧。②錳彈簧鋼：

65Mn，截面尺寸≤15mm的小型彈簧。③硅錳彈簧鋼：

60Si2Mn等，φ25～30mm淬透，板簧、螺旋彈簧及250℃以下耐熱彈簧。當(dāng)前第17頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期二\14點(diǎn)④鉻礬彈簧鋼：

50CrVA等，φ50mm淬透，應(yīng)力較大的彈簧（工作溫度≤300℃）。⑤硅鉻彈簧鋼：

60Si2CrA、60Si2CrVA，高應(yīng)力、受沖擊彈簧（300～350℃）。⑥鎢鉻釩彈簧鋼：

30W4Cr2VA，高強(qiáng)度耐熱彈簧（≤500℃）。當(dāng)前第18頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期二\14點(diǎn)8.3.3彈簧加工工藝路線⑴冷卷彈簧的加工工藝路線

?原料（鋼絲、帶等，0.1～12mm）→卷簧→熱處理→端面加工。

?原料狀態(tài)與熱處理硬化狀態(tài)的彈簧：只進(jìn)行去應(yīng)力回火(碳鋼250℃，合金鋼350～450℃)。退火狀態(tài)的彈簧：需進(jìn)行淬火、回火，41～47HRC?；鼗鹎象w。⑵熱成型彈簧的加工工藝路線

?下料→加熱成型→熱處理（淬火、回火）→噴丸→端面加工。當(dāng)前第19頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期二\14點(diǎn)8.4箱體支承類零件材料選擇8.4.1箱體支承類零件功能與性能要求⑴功能：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(dòng)載及緊固力。⑵性能要求：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。當(dāng)前第20頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期二\14點(diǎn)

8.4.2箱體支承類零件用材及加工工藝路線⑴選材鑄鐵：最常用，灰口鑄鐵或球墨鑄鐵，各種機(jī)床的箱體、支承件。鑄鋼：ZG35Mn、ZG40Mn，載荷較大、承受沖擊的箱體。如工程機(jī)械。有色金屬鑄造：重量輕、散熱良好箱體，噴油泵殼體、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)箱體。型材焊接：

Q235、10、16Mn，大體積、簡(jiǎn)單形狀、小批量箱體。⑵加工工藝路線鑄造（或焊接）成形→人工時(shí)效（或去應(yīng)力退火）→切削加工。