机械零件毛坯和选择及材料和选用.ppt

《工程材料与热加工基础》 第十二章零件毛坯的选择与材料的选用 第十二章零件毛坯的选择与材料的选用 材料选用的一般原则 选材的基本过程与失效分析 典型零件的选材 零件毛坯的选择 第一节 材料选用的一般原则 第二节选材的基本过程与失效分析 材料的相对价格 一.选择材料的基本过程 二.零件的失效分析 第三节 典型零件的选材及工艺分析 机床主轴 汽车半轴 机床齿轮 汽车齿轮 二.YJ – 130汽车半轴 三.C616机床齿轮 四.JN – 150型载重汽车变速箱齿轮 第四节毛坯制造方法选择的原则 毛坯制造方法选择的指导思想； 毛坯制造方法选择的适用性原则； 毛坯制造方法选择的经济性原则； 毛坯制造方法选择的可行性原则。 毛坯制造方法的分析与比较 常用材料铸造毛坯的优缺点及应用； 锻造毛坯的优缺点及应用； 冲压件的优缺点及应用； 毛坯内在质量的比较 毛坯内在成型工艺的比较 毛坯的选择应用举例 本章小结 工程材料与热加工基础——程晓宇 机械工程系 金工教研室 1.材料的力学性能: 根据零件的工作条 件、损坏(或失效)形式 , 选择满足力 学性能的材料。 2.材料的工艺性能:对零件加工生产有 直接的影响,甚至是决定性的。 3.材料的经济性:主要是性价比。 选择材料的基本过程 零件的失效分析 1.4~1.5 2.4~3.7 5.4~7.2 13.5~15 8 20 13 2.4~2.9 碳素工具钢 低合金工具钢 高合金工具钢 高速钢 铬不锈钢 铬镍不锈钢 普通黄铜 球墨铸铁 1 1.2~1.7 1.4~1.5 2 1.7~1.9 3 2.1~2.9 1.6~1.9 碳素结构钢 低合金结构钢 优质碳素结构钢 易切削钢 合金结构钢 铬镍合金结构钢 滚动轴承钢 弹簧钢 相 对 价 格 材 料 相 对 价 格 材 料 1.定义: 零件不能正常和安全的工作, 即零件失效。 2.原因 结构或形状设计不合理。 材料的选择不合理。 加工工艺不合理。 安装与使用不合理。 3.形式 过量变形失效 过量弹性变形 过量塑性变形 断裂失效 韧性断裂 应力腐蚀断裂 蠕变断裂 疲劳断裂 低应力断裂 脆性断裂 表面损伤失效 磨损 接触疲劳 腐蚀 一.C616 – 416车床主轴 一) 工作条件: 1.该轴在滚动轴承中运转。 2.承受中等负荷,承受一定的冲击力。 3.转速中等。 二) 技术要求: 1.整体调质后硬度应为HB200～230,金相组 织为回火索氏体。 2.内锥孔和外圆锥面处硬度为HRC45～50, 表面3～5mm内金相组织为回火屈氏体和 少量回火马氏体。 3.花键部分硬度HRC48～50,金相组织同上。 三) 选材: 45钢。 四) 加工工艺路线: 下料 锻造 正火 粗加工 调质 半精加工 钻中心孔 精车加工 铣键槽 局部淬火(锥孔及外锥体) 粗磨 滚铣花键 花键淬火 精磨 一) 工作条件: 1.该轴在上坡或启动时,承受较大扭矩。 2.承受一定的冲击力和具有较高的抗弯能力。 3.承受反复弯曲疲劳应力。 二) 技术要求: 1.杆部硬度HRC37～44;盘部外圆硬度HRC 24～34 ;金相组织为回火索氏体和回火屈 氏体。 2.弯曲度:杆中部1.8mm;盘部跳动2.0mm。 三) 选材:40Cr、42CrMo、40CrMnMo。 四) 加工工艺路线: 下料 锻造 正火 粗加工 调质 半精加工 精车加工 盘部钻孔 磨花键 一) 工作条件: 1.工作负荷不太大。 2.中速运转(6～10m/s)。 二) 技术要求: 1.齿面硬度HRC45～50,金相组织为回 火索氏体。 2.齿心部硬度HRC22～25,金相组织为 回火马氏体。 三) 选材: 40、45钢。 四) 加工工艺路线: 下料 锻造 正火 粗加工 调质 半精加工 精车加工 高频淬火 及低温回火 精磨 一) 工作条件: 1.工作负荷大。 2.高速运转 ( 10～15m/s以上 )。 3.受冲击频繁,磨损较严重。 二) 技术要求: 1.齿面硬度HRC58～62, 金相组织为回 火马氏体+合金碳化物+残余奥氏体。 2.齿心部硬度HRC35～45, 金相组织为 回火马氏体