第12章材料的选择方法及应用.ppt

第四节 预防和控制热处理变形的方法和措施 变形主要是由于热处理产生内应力（热应力和组织应力）引起的。 热应力：由于温度差而产生体积收缩（膨胀）量不同所引起的内应力。 组织应力：由于组织转变而产生体积变化不同所引起的内应力。 结构设计要充分考虑热处理变形（甚至开裂），避免应力集中 1.避免尖角、棱角、厚薄悬殊等不合理结构； 尽量采用封闭、对称，组合等结构。 2.掌握变形规律，调整加工尺寸或预留加工余量。 3.合理安排加工工艺路线。 第四节 预防和控制热处理变形的方法和措施 第五节 典型零件选材及加工工艺路线分析 机械零件选材的一般步骤: 工艺过程的基本知识 一、毛坯的选择要考虑如下因素 1、零件材料的工艺特征 某些箱体需铸造，轴、齿轮等多半要锻造 2、零件的结构形状和外形尺寸 轴可选用圆棒料 机架、大齿轮可考虑铸钢 3、生产批量的大小 例如：模锻和自由锻对零件数量要求不同 4、现有生产条件 第五节 典型零件选材及加工工艺路线分析 工艺过程的基本知识 二、外圆面加工 （a）外圆面技术要求 1、本身精度 尺寸、形状 2、位置精度 3、表面质量 （b）外圆面加工方案分析 1、粗车 2、粗车—半精车 3、粗车—半精车—磨 粗车—半精车—粗磨式半精磨 4、粗车—半精车—粗磨—精磨 5、粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨 6、粗车—精车—精细车(有色金属) 第五节 典型零件选材及加工工艺路线分析 工艺过程的基本知识 三、孔的加工 （a）孔的技术要求 1、本身精度 尺寸、形状 2、位置精度 3、表面质量 粗糙度、物理力学性能 （b）孔加工方案分析 1、粗车 2、粗车—半精车 3、粗车—半精车—磨 粗车—半精车—粗磨式半精磨 4、粗车—半精车—粗磨—精磨 5、粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨 6、粗车—精车—精细车(有色金属) 第五节 典型零件选材及加工工艺路线分析 一、齿轮类 1. 齿轮的工作条件和对性能的要求 ⑴ 齿轮的工作条件 ① 由于传递扭矩，齿根承受很大的交变弯曲应力； ② 换挡、启动或啮合不均时，齿部承受一定冲击载荷； ③ 齿面相互滚动或滑动接触，承受很大的接触压应力及摩 擦力的作用。 ⑵ 齿轮的失效形式 ① 疲劳断裂? 主要从根部发生； ② 齿面磨损? 由于齿面接触区摩擦，使齿厚变小； ③ 齿面接触疲劳破坏? 在交变接触应力作用下，齿面产 生微裂纹，微裂纹的发展，引起点状剥落(或称麻点)； ④ 过载断裂? 主要是冲击载荷过大造成的断齿。 第五节 典型零件选材及加工工艺路线分析 一、齿轮类 第五节 典型零件选材及加工工艺路线分析 一、齿轮类 失效形式 第五节 典型零件选材及加工工艺路线分析 一、齿轮类 a c d a 齿面磨损 b 齿面咬合 c 塑性变形 d 齿面点蚀 b 第五节 典型零件选材及加工工艺路线分析 一、齿轮类 ⑶ 齿轮材料的性能要求 ① 高的弯曲疲劳强度； ② 高的接触疲劳强度和耐磨性； ③ 较高的强度和冲击韧性。此外，还要求有较好的热处理工艺性能，如热处理变形小等。 ⑷ 齿轮类零件的选材 齿轮材料要求的性能主要是疲劳强度，尤其是弯曲疲劳强度和接触疲劳强度。表面硬度越高，疲劳强度也越高。齿心应有足够的冲击韧性，目的是防止轮齿受冲击过载断裂。 ??? 从以上两方面考虑，选用低、中碳钢或其合金钢。它们经表面强化处理后，表面有高的强度和硬度，心部有好的韧性，能满足使用要求。此外，这类钢的工艺性能好，经济上也较合理，所以是比较理想的材料。 第五节 典型零件选材及加工工艺路线分析 一、齿轮类 2. 汽车、拖拉机齿轮 汽车后桥齿轮 北京吉普 后桥圆锥主动齿轮 第五节 典型零件选材及加工工艺路线分析 一、齿轮类 2. 汽车、拖拉机齿轮 ⑴ 材料：20CrMnTi ⑵ 工艺路线：锻→正火→机加工→渗碳、预冷淬火+ 低温回火→喷丸(压应力、σ-1↑)→磨 ⑶ 各部热处理组织及作用： 1）正火：S+α(少量) ① 消除锻造缺陷（晶粒粗大、应力）； ② 调整硬度、利于切削加工。 2）渗碳、预冷淬火+低温回火： 表：M回+K+A’ (少量)； 心：M低碳达到“表硬心韧”，满足使用要求。 第