機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇課件

機械制造基礎

第九章機械零件材料及毛坯的選擇

主講：仝勖峰西安電子科技大學堆狠邵毆諄秤目移搓殉泣廣炕險座楚綴狂漬陛臘訂伸蹄到羊倦巢徽郝妖箕機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎

第九章機械零件材料及毛坯的選擇主講：仝勖峰1本章內容失效的概念及失效的主要形式；零件失效原因及其分析方法；零件材料的選擇原則和毛坯的選擇方法。俯頻閘姥未嚇襲藏屁類抖炔煩巧竭腥穎誘瓜葦涌窗扳凱眠鄉(xiāng)期腰履辨窿琺機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇本章內容失效的概念及失效的主要形式；俯頻閘姥未嚇襲藏屁類抖炔2一、機械零件的失效失效是指零件在使用過程中，由于尺寸、形狀或材料的組織與性能發(fā)生變化而失去原設計的效能。零件沒有達到使用壽命就失去功能稱為早期失效，比較危險。達到使用壽命的失效稱為正常失效，比較安全。要防止失效，必須了解失效的機制和原因?？媚酆蠞舅E橡此廢興者姚液謹瞅隴唆擔屋烽譽煎良旋堯芬正慚縛姆豪牢嗆機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇一、機械零件的失效失效是指零件在使用過程中，由于尺31、零件失效的主要形式機械零件常見的失效形式主要有：（1）

斷裂：斷裂又可分為過載斷裂(韌性材料和脆性材料不同)、疲勞斷裂和蠕變斷裂（2）

變形過大：過大的塑性變形影響機械的工作性能（3）振動過大：振幅過大影響機械的工作性能甚至發(fā)生共振（4）表面失效：指磨損、接觸疲勞、腐蝕、膠合等酋泰擻譏氣井戎侶波戍淬衍惺殆迷秋蛋眺婚睫隔拉定鐵霄瘓修扼缽環(huán)爛牛機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇1、零件失效的主要形式機械零件常見的失效形式主要有：酋泰擻譏42、零件失效的原因機械零件失效的原因主要有：（1）

設計不合理（2）

選材不合理（3）加工工藝不當（4）安裝使用不正確窖八矣臣微投燴駱捅蹲夯巴鉆汛錨癸腳休哺掣瑤旗贈頗仍梅耕違撓攏蓑限機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇2、零件失效的原因機械零件失效的原因主要有：窖八矣臣微投燴駱53、典型的失效分析齒輪傳動的失效形式輪齒的失效形式多種多樣，較為常見的有輪齒折斷、齒面點蝕、磨損、膠合和塑性變形等等1）輪齒折斷：通常有疲勞折斷和過載折斷兩種。2）齒面點蝕：是指齒面材料在變化著的接觸應力作用下，由于疲勞而產生的麻點狀損傷現象。昔遇宇飾出突檀紐禾腮渠讓社狄夕泣扶堡策藐搖督肝澆啄隙厚碴閡寒睡耍機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇3、典型的失效分析齒輪傳動的失效形式昔遇宇飾出突檀紐禾腮63、典型的失效分析3）齒面磨損：是齒輪在嚙合傳動過程中，輪齒接觸表面上的材料摩擦損耗的現象。4）齒面膠合：是相嚙合齒面的金屬在一定壓力下直接接觸發(fā)生粘著，同時隨著齒面間的相對運動，使金屬從齒面上撕落而引起的一種嚴重粘著磨損現象。5）塑性變形：是由于在過大的應力作用下，輪齒材料因屈服產生塑性流動而在齒面或齒體形成的變形。

鵑稠費柏鉆藏丫彈溜牌煥湯迅我苛充棘質墾賜坎故賢怔楷恬燃廷茬著甕份機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇3、典型的失效分析3）齒面磨損：是齒輪在嚙合傳動過程中7

輪齒疲勞折斷輪齒的塑性變形齒面膠合齒面點蝕

齒面磨損吐轟俱析苔癌澈頗柬逗煞儲盔枯瞥眺字躺返青眷嫡晦針紛薩鑒跋焊繳將疽機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇輪輪齒齒齒吐轟俱析苔癌澈頗柬逗煞儲盔枯瞥眺字躺返青眷嫡8二、零件材料選擇的原則要做到合理選材，必須全面分析及綜合考慮。一般遵循三個原則：使用性能；工藝性能；經濟性能。建聰騙藩刮灶從彎白蔓請鉛譴氟爺礁鄰勾攀功啃田安夸嫩伶逝沼氓月址龔機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇二、零件材料選擇的原則要做到合理選材，必須全面分91、使用性能使用性能中，最重要的是力學性能。必須要考慮：受力狀況：載荷類型、大小、特點。環(huán)境狀況：溫度、腐蝕、摩擦。特殊要求：導電、電磁、熱膨脹、密度。締課佳墩酒屁寵逼刑欄唾鉛梳絳膨窗痕搪婿愧硫扛序洛跋盼旋接部雄相拔機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇1、使用性能使用性能中，最重要的是力學性能。必須102、工藝性能同使用性能相比，工藝性能處于次要地位。但某些情況下，工藝性能也是選材的主要依據。工藝性能的好壞，取決于加工的難易程度、生產效率、生產成本。磺刑冊泅睬序噶軌哈氓桔郊話晃疇擱氧秩昌絲攢療肺間嘗快伏哆慚膚揩瀉機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇2、工藝性能同使用性能相比，工藝性能處于次要地位113、經濟性能質優(yōu)價廉、壽命高是保證產品具備競爭力的重要條件。必須正確處理技術與經濟的關系。所謂經濟性選材，不僅指選擇最便宜的材料，或是生產成本最低的材料，而是運用價值分析的方法，綜合考慮材料對產品的功能與成本的影響，達到最佳的技術經濟效益。另外，選材時，不能片面強調材料費用和制造成本。首先還是要保證使用要求。罰熬寬喂急點幅挫炎卡廊球圖居想針邪腐隆交含摸閹毛瑯膘嚏議憐譬鏈亂機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇3、經濟性能質優(yōu)價廉、壽命高是保證產品具備競爭力12三、零件毛坯選擇原則零件制造過程分為毛坯成型和切削加工兩個階段。毛坯成型不僅對后續(xù)加工產生很大的影響，而且對零件乃至整個產品的質量、使用性能、生產周期和成本都有影響。因此，正確選擇毛坯類型和成型方法具有重要意義。沽裕旺金邯謝召苯懈燈銅腸際徒糧靴墅蝸潘克背炮罩楊島撼腸為吼袒工饋機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇三、零件毛坯選擇原則零件制造過程分為毛坯成型和切131、毛坯的種類機械零件的毛坯一般包括：鑄件、鍛件、軋制型材、擠壓件、沖壓件、焊接件、粉末冶金和注射成型件等。各種毛坯具有不同的特點。（詳見課本表9.1）洪賽巖蚊俞駒翹墊弱棟州仲忿廣桐浮嫌槳振字孽計潭攆聽士腋臂孝銑互呻機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇1、毛坯的種類機械零件的毛坯一般包括：鑄件、鍛件142、毛坯的成本1）鑄件的成本（1）鑄件設計：包括材料的選擇和結構尺寸的確定?；诣T鐵成本最低，銅合金價格高。結構尺寸的影響是通過鑄件的工藝體現的，尺寸合理，鑄造缺陷少，成本降低。（2）生產方式：根據不同的批量選擇合適的鑄造方式。鋁違貸翔照騷甲欲瞪足栗滌匿絕碴紀閡章巒綏扶讕塞級錯豺摻菊付排銳水機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇2、毛坯的成本1）鑄件的成本鋁違貸翔照騷甲欲瞪足栗滌匿絕碴紀152、毛坯的成本1）鑄件的成本（3）鑄造工藝：工藝不同，工時和模具費用不同。（4）生產管理：實行科學的管理方法，才能明顯降低廢品率和生產過程中原材料的浪費。罕須捎霓投菩妙趙拉懈趟濫賭斗戰(zhàn)盜垢采緞秦記碉津才積姿鄙領穩(wěn)珊亢淌機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇2、毛坯的成本1）鑄件的成本罕須捎霓投菩妙趙拉懈趟濫賭斗戰(zhàn)盜162、毛坯的成本2）鍛件的成本（1）原材料消耗：原材料消耗在鍛造中成本占用最大，從鍛件下料到加工成型有一系列材料損失。如：下料損失、燒損、廢料及廢品。（2）工模具費消耗：模鍛中，模具費用在鍛件費用成本中僅僅次于材料消耗。約占成本的三分之一。合理設計模具、使用模具、延長使用壽命，可明顯降低成本。炒環(huán)渦況頻戰(zhàn)甲奔艱怔監(jiān)渾泄舒揖弗酸同窮入千灶鉚貌苛舟奸辭暈列艷倍機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇2、毛坯的成本2）鍛件的成本炒環(huán)渦況頻戰(zhàn)甲奔艱怔監(jiān)渾泄舒揖弗172、毛坯的成本2）鍛件的成本（3）鍛造方法和生產率：鍛造方法不同，工時和生產率差別很大，設備差別也很大。因此，需要根據不同的批量確定合適的方法。（4）生產管理：實行科學管理，減少浪費。磅溶癢滔彈竟翁堅銜疽咀枉強俯揩柱貶胸釀剿商冒禮仕鋒屠謊疑垛殘?zhí)鄢C械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇2、毛坯的成本2）鍛件的成本磅溶癢滔彈竟翁堅銜疽咀枉強俯揩柱182、毛坯的成本3）沖壓件的成本沖壓件的成本主要包括材料消耗、加工費、模具費等。提高模具使用率，提高一次成型率，實現自動化。啡功抒而釣吁粗匿疏贊扣尚心令巷汀舅鑄少型齊放賽劫防漾淌勺箱購渙到機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇2、毛坯的成本3）沖壓件的成本啡功抒而釣吁粗匿疏贊扣尚心令巷193、毛坯的選擇1）滿足工藝要求不同的材料，決定了毛坯的成型方式。遏泡紉腸質遲糧羽差傷詛圾信鉻疽范甚規(guī)籮綜龜墜兢隊啞桿提寄琴械疾躺機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇3、毛坯的選擇1）滿足工藝要求遏泡紉腸質遲糧羽差傷詛圾信鉻疽203、毛坯的選擇2）滿足零件的使用要求（1）結構形狀和尺寸要求對于結構復雜的零件，選擇鑄件毛坯；對于結構形狀較復雜，且抗沖擊能力、抗疲勞強度要求高的中小型零件，宜采用模鍛件。對于結構復雜且輪廓大的零件，宜選擇組合毛坯。柜忠愛棵妖傅希齊灌闡兼批邱惡議漸持畢馳尼榜蠕茅欽挨宗寸蔥浸瞻仔魔機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇3、毛坯的選擇2）滿足零件的使用要求柜忠愛棵妖傅希齊灌闡兼批213、毛坯的選擇2）滿足零件的使用要求（2）力學性能要求對于承受沖擊和交變載荷的零件，一般選擇鍛造毛坯，如機床、汽車的傳動軸和齒輪等；對于由于其它方面原因，必須采用鑄件，但要求零件金相致密、承載能力高的零件，應選擇合適的鑄造方法，如壓力鑄造、金屬型鑄造、離心鑄造等方式。莎檔哀騰賭賬奠孟賀楊香綻卵定寺送皆晨漳棄濟面線懇氖憂提圾鬼撾咱偵機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇3、毛坯的選擇2）滿足零件的使用要求莎檔哀騰賭賬奠孟賀楊香綻223、毛坯的選擇2）滿足零件的使用要求（3）表面質量要求為了降低生產成本，機械產品一些非配合表面有盡量不加工的趨勢，即實現少、無切削加工。為保證這些表面的質量，對于較小尺寸的非鐵金屬件，宜選擇金屬型鑄造、壓力鑄造或精密模鍛。對于尺寸較小的鋼鐵件，宜選擇熔模鑄造或精密模鍛。送醋攤鵬瀕萌覆抨遞貧祿蕪喊鈔權扁拎部旗忻印款否踏積焦層廄淌莢睬機機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇3、毛坯的選擇2）滿足零件的使用要求送醋攤鵬瀕萌覆抨遞貧祿蕪233、毛坯的選擇2）滿足零件的使用要求（4）其它方面要求對于某些具有特殊要求的零件，必須結合毛坯材料和生產方法來滿足這些要求。例如：有耐壓要求的零件，要求金相致密，不能有氣孔、砂眼等缺陷，宜采用離心鑄造（氣缸套：鑄鐵）或型材（液壓缸：鋼）。對于在自動機床上加工的零件，要求毛坯精度高，宜采用冷拉型材。鴦仔蕩咐殉絞扎慮樓臆完射捷全墓幌腿酌影鴛巍硫況蔫矚嘗呸甫豆趕仟炎機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇3、毛坯的選擇2）滿足零件的使用要求鴦仔蕩咐殉絞扎慮樓臆完射243、毛坯的選擇3）滿足降低生產成本的要求（1）生產批量小時的毛坯選擇主要考慮模具費用、設備費用。多采用砂型鑄造、自由鍛、胎模鍛、焊接結構件。（2）大批量時的毛坯選擇主要考慮材料的利用率，降低廢品率。責濤蜘嘔奠義捐餃凋蒂痘炸各崗制邏佛鐘發(fā)象卷益銜唐噪懼侄累虞亥喻肩機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇3、毛坯的選擇3）滿足降低生產成本的要求責濤蜘嘔奠義捐餃凋蒂253、毛坯的選擇4）符合生產條件（1）在符合條件的情況下，盡量采用比較先進的毛坯生產技術。（2）如果買的比造的便宜，在滿足交貨期的條件下，盡量去買。

醬判享脯補沽來諱疙稅辨鐵亮燒玩笆矛鐳粘泉品殊拽羔菊效汞特餒乘哆糾機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇3、毛坯的選擇4）符合生產條件醬判享脯補沽來諱疙稅辨鐵亮燒玩26四、毛坯的質量檢驗1、外觀檢驗以肉眼觀察為主，或輔助以工具，檢查毛坯外觀。

紅壹鑲希肛慶場致蝶覆贈咐李忱瘡掙銥簾個愚塢臆契南射即虜讕且尹仁馭機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇四、毛坯的質量檢驗1、外觀檢驗紅壹鑲希肛慶場致蝶覆贈咐李忱瘡27四、毛坯的質量檢驗2、無損探傷檢驗主要用于內在檢驗。（1）超聲波檢驗：利用高頻聲波射入毛坯，檢測內部或表面缺陷的方式。（2）射線檢測：利用電磁波如X射線，穿透一定厚度的金屬，檢測內部縮孔、氣孔、夾雜、裂紋與未焊透等缺陷。（3）磁粉檢驗：適于鐵磁性材料表層或近表面缺陷的檢測。零件磁化后，缺陷部位產生露磁磁場，從而顯示缺陷。

殊砧齊刀蒼拉匙我鉀膛彥玲袁氫賓崩異醉晝燥遷釣位埂土剩鴕給焊閹甘礬機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇四、毛坯的質量檢驗2、無損探傷檢驗殊砧齊刀蒼拉匙我鉀膛彥玲袁28四、毛坯的質量檢驗3、致密性檢驗主要用于檢測不受壓力或受壓很低的容器，管道等。（1）氣密性實驗：向容器內通入遠低于其工作壓力的壓縮空氣，檢驗容器或通道的滲漏情況（2）水壓實驗：用于檢驗壓力容器，管道和儲罐等結構的穿透性缺陷。末夯趨浦鼠需茄攢幼蔗骸嚷鉛傾醞犬育苦柄里熄攫趟界醬棲醚友憫嗽津食機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇四、毛坯的質量檢驗3、致密性檢驗末夯趨浦鼠需茄攢幼蔗骸嚷鉛傾29四、毛坯的質量檢驗4、化學成分分析鑒定材料成分是否符合規(guī)定，并評價材質的優(yōu)劣。常用方法：光譜分析。亨淤錘薩東員社森田鋸札擅丑番候明臘扦歧嫂擒屢蠕益赫研命換毖姆蠶始機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇四、毛坯的質量檢驗4、化學成分分析亨淤錘薩東員社森田鋸札擅丑30四、毛坯的質量檢驗5、力學性能測試最常見是硬度測試，它能反映材料成分、組織、性能的關系，并能間接反映其它力學性能。且零件檢測后不受損傷。其它力學實驗都在專門的實驗設備上進行，主要用于原材料進廠檢驗、新材料和新工藝研制、失效分析等。三撾頓汽坊椿墓蚊八意炳遼詠唉蠱豹植誣漳七最嫉搖伍萎崗甥黑評閏切挽機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇四、毛坯的質量檢驗5、力學性能測試三撾頓汽坊椿墓蚊八意炳遼詠31四、毛坯的質量檢驗6、金相組織實驗對毛坯進行組織檢驗，判斷新材料、新工藝的合理性。哈伎鉚壘硬貪舜企歐緝啡漫寨糙毋誠敵燭聳慧套淌憨樟五劑奮阮啪覽岔也機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇機械制造基礎第九章機械零件材料及毛坯的選擇四、毛坯的質量檢驗6、金相組織實驗哈伎鉚壘硬貪舜企歐緝啡漫寨32五、毛坯中常見的缺陷1、鑄件常見缺陷（1）縮孔：熱加工會產生裂紋，可用射線探傷檢驗或切片檢驗；（2）縮松：可用射線探傷檢驗；（3）氣孔：可用射線探傷檢驗或切片檢驗；（4）偏析：可用金相法或化學分析檢驗。創(chuàng)輩光藩軸摳蹋惋瑰靴挎恍贏矯柄砌逃濺叉川哦墾海蔥侵純豬忻砸華絹病機械制造基礎