典型零件的选材及加工工艺路线分析

《典型零件的选材及加工工艺路线分析》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、第九章典型零件选材及加工工艺路线选材的一般原则与方法典型零件(齿轮类、轴类、弹簧类、叶片类）的选材第一节选材的一般原则与方法一、选材的一般原则1．对材料力学性能的考虑从零件工作条件中找出对材料力学性能的要求。将零件的工作条件分为受力状态、载荷性质、工作温度、环境介质等几个方面。受力状态有拉、压、弯、扭等；载荷性质有静载、冲击、交变等；工作温度可分为低温、室温、高温、交变温度；环境介质为与零件接触的介质，如润滑剂、海水、酸、碱、盐等。必须研究零件的失效方式，找出对零件失效起主导作用的力学性能指标。2．对材料工艺性能的

2、考虑材料本身工艺性能的好坏将直接影确零件的质量、生产效率和成本。工艺性能中最突出的是可切削性和热处理工艺性(包括淬透性、变形规律、氧化脱碳倾向等)。在大量生产时，工艺周期的长短和加工费用的高低，常常是生产的关键。3．对材料经济性的考虑经济性涉及到材料成本的高低，供应是否充分，加工工艺过程是否复杂、成品率的高低以及同一产品中使用金属或钢材型号的多少等。选用一般碳钢和铸铁能满足要求的，就不选用合金钢。对只要求表面性能高的零件，可选用廉价钢种，然后进行表面强化处理。另外，应当以综合效益来评价材料的经济性高低。4．对产品“

3、轻型化、高寿命”的考虑从商品的销售和用户的愿望考虑，产品还应当具有重量轻、美观、经久耐用等特点。尽量采用先进科学技术成果，做到在结构设计方面有创新，有特色。在材料制造工艺和强化工艺上有改革、有先进性。5．对实现现代生产组织可能性的考虑一个产品或一个零件的制造，是采用手工操作还是机器操作；是采用单件生产还是采用机械化自动流水作业，对产品的成本和质量也起着重要作用。在选材时，应考虑到所选材料能满足实现现代化生产的可能性。二、选材的一般方法与过程对零件的工作特性和使用条件进行周密的分析，找出主要损坏形式，从而恰当地提出主

4、要抗力指标。根据工作条件需要和分析，对该零件的设计制造提出必要的技术条件。材料的预选择根据所提出的技术条件要求和工艺性、经济性方面的考虑，对材料进行预选择。可以通过与相类似机器零件的比较和已有的实践经验的判断，或者通过各种材料选用手册来进行选择。对预选方案材料进行计算，以确定是否能满足上述工作条件要求。材料的二次(或最终)选择，可以是若干种方案。通过实验室试验、台架试验和工艺性能试验最终确定合理选材方案。最后在中、小批量生产基础上，检验选材的合理性。几种机械零件主要损坏形式和主要抗力指标零件名称工作条件主要损坏形式

5、主要抗力指标重要螺栓拉应力或交变应力冲击载荷拉断（过量塑性变形）；疲劳断裂σ0.2，σ-1P，HB重要传动齿轮交变弯曲应力；交变接触应力；冲击载荷；齿表面摩擦与磨损齿的折断；过渡磨损；疲劳麻点σ-1，σbb，HRC，接触疲劳强度曲轴、轴类交变弯曲应力；扭转应力；冲击负荷；磨损疲劳破坏造成断裂；过渡磨损σ0.2，σ-1，HRC滚动轴承点或线接触下的交变应力磨损过渡磨损破坏；疲劳破坏造成的断裂σe，σbc，σ-1，HRC弹簧交变应力冲击、振动弹力丧失；疲劳破坏引起断裂σe,σs/σb,σ-1pσ-1P—抗压或对称拉伸疲

6、劳强度；σ-1—光滑试样对称歪曲疲劳强度；σbb—抗弯强度；σbc—抗压强度；σ0.2—条件屈服强度；σe—弹性极限；σs—屈服强度；σb—抗拉强度第二节典型零件选材及工艺路线分析一、齿轮一）齿轮的工作条件、失效方式及性能要求1、工作条件和失效方式主要起传递扭矩、变速或改变传力方向的作用。工作条件：1)传递扭矩时齿根部承受较大的交变弯曲应力；2)齿啮合时齿面承受较大接触应力并受强烈摩擦和磨损；3)换档、启动、制动或啮合不均匀时承受一定冲击力。失效方式：齿的折断(包括疲劳断裂和冲击过载断裂)和齿面损伤(包括接触疲劳麻

7、点剥落和过度磨损)。2、性能要求1)高弯曲疲劳强度，防止轮齿疲劳断裂；2)足够高的齿心强度和韧性，防止轮齿过载断裂；3)足够高的齿面接触疲劳强度和高硬度及耐磨性，防止齿面损伤；4)较好工艺性能，如切削加工性好，热处理变形小或变形有一定规律，过热倾向小，有一定淬透性等。二）选材及热处理1、机床齿轮工作平稳无强烈冲击，负荷不大，转速中等，对齿轮心部强度和韧性要求不高，一般选用40或45钢，经正火或调质处理后再进行高频感应加热表面淬火，齿面硬度达52HRC左右，齿心硬度为220~250HBS。对于一部分性能要求较高的齿轮

8、，可用中碳低合金钢(如40Cr、40MnB、45Mn2等)。2、汽车、拖拉机齿轮工作条件比机床齿轮恶劣，受力较大，超载与启动、制动和变速时受冲击频繁，对耐磨性、弯曲疲劳强度、接触疲劳强度、心部强度和韧性等性能要求较高，选用合金渗碳钢(20CrMnTi、20CrMnMo、20MnVB)较为适宜。经正火处理后再进行渗碳、淬火+低温回火，表面硬度达58~62HRC