第12章--机械零件和工具的选材及加工工艺设计.pptVIP

第12章机械零件和工具的选材

及加工工艺设计;一般机器零件常见的失效形式有以下三种：

(1)断裂

包括静载荷或冲击载荷下的断裂、疲劳断裂、应力腐蚀破裂等。

(2)外表损伤

包括过量磨损、外表腐蚀、外表疲劳〔点蚀或剥落〕等。

(3)过量变形包括过量的弹性变形、塑性变形和蠕变等。;12.1.2选材的根本原那么

1.材料的使用性能应满足零件的使用要求

使用性能是指零件在正常使用状态下，材料应具备的性能，包括力学性能、物理性能和化学性能。使用性能是保证零件工作平安可靠、经久耐用的必要条件。

应注意以下几点：第一，材料的性能不单与化学成分有关，也与加工、处理后的状态有关。

第二，材料的性能还与试样的尺寸有关，且随试样截面尺寸的增大，其力学性能一般是降低的。

第三，材料的化学成分、加工、处理的工艺参数本身都有一定的波动范围，所以其力学性能数据也有一个波动范围。;几种零件〔工具〕的工作条件、失效形式及要求的主要力学性能，见表12.1所示。;2.材料的工艺性应满足加工要求

材料的工艺性是指材料适应某种加工的能力。在选材中，与使用性能比较，材料的工艺性能常处于次要地位。但在某些特殊情况下，工艺性能也会成为选材的主要依据。

3.选材时，还应充分考虑经济性

选材时应注意降低零件的总本钱。零件的总本钱包括材料本身的价格、加工工资、管理费及其它附加费用〔如零件的维修费等〕。据资料统计，在一般的工业部门中，材料的价格要占产品价格的30％～70％。因此，在保证使用性能的前提下，应尽可能选用价廉、货源充足、加工方便、总本钱低的材料。;12.2零件毛坯的选材及热处理的技术条件和工序位置

12.2.1零件毛坯的选择原那么

除了少数要求不高的零件外，机械上的大多数零件都要通过铸造、锻压或焊接等加工方法先制成毛坯，然后再经切削加工制成成品。因此，零件毛坯选择是否合理，不仅影响每个零件乃至整部机械的制造质量和使用性能，而且对零件的制造工艺过程、生产周期和本钱也有很大的影响。;1.保证零件的使用要求

毛坯的使用要求，是指将毛坯最终制成机械零件的使用要求。零件的使用要求包括对零件形状和尺寸的要求，以及工作条件对零件性能的要求。工作条件通常指零件的受力情况、工作温度和接触介质等。

2.降低制造本钱，满足经济性

零件的制造本钱包括其本身的材料费以及所消耗的燃料费、动力费用、人工费、各项折旧费和其它辅助费用等分摊到该零件上的份额。在选择毛坯的类别和具体的制造方法时，通常是在保证零件使用要求的前提下，选择本钱低廉的方案。;3.考虑实际生产条件

根据使用性要求和制造本钱分析所选定的毛坯制造方法是否能实现，还必须考虑企业的实际生产条件。只有实际生产条件能够实现的生产方案才是合理的。因此，在考虑实际生产条件时，应首先分析本厂的设备条件和技术水平能否满足毛坯制造方案的要求。

上述三条原那么是相互联系的，考虑时应在保证使用要求的前提下，力求做到质量好、本钱低和制造周期短。;12.2.2热处理的技术条件和工序位置

热处理是机械制造过程中的重要工序。对于改善金属材料的切削加工性能，保证零件的质量，满足使用性能要求，具有重要的意义。

1.零件热处理的技术条件及标注

需要热处理的零件，设计者应根据零件的性能要求，在图样上标明零件所用材料的牌号，并应注明热处理的技术条件，以供热处理生产和检验时使用。;2.热处理的工序位置

热处理可分为预先热处理和最终热处理两大类。〔1〕预先热处理的工序位置

预先热处理包括退火、正火、调质等。其工序位置一般均紧接毛坯生产之后，切削加工之前；或粗加工之后，精加工之前。

①退火、正火的工序位置

通常退火、正火都安排在毛坯生产之后、切削加工之前，以消除毛坯的内应力，均匀组织，改善切削加工性，并为最终热处理作组织准备。对于精密零件，为了消除切削加工的剩余应力，在切削加工工序之间还应安排去应力退火。

;②调质处理的工序位置

调质工序一般安排在粗加工之后，精加工或半精加工之前。目的是为了获得良好的综合力学性能，或为以后的外表淬火或易变形的精密零件的整体淬火作好组织准备。调质一般不安排在粗加工之前，是为了防止调质层在粗加工时大局部被切削掉，失去调质的作用，这对淬透性差的碳钢零件尤为重要。调质零件的加工路线一般为：

下料→锻造→正火〔退火〕→切削粗加工→调质→切削精加工。

在实际生产中，灰铸铁件、铸钢件和某些轧钢件、锻钢件经退火、正火或调质后，往往不再进行其它热处理，这时上述热处理也就是最终热处理。;〔2〕最终热处理的工序位置

最终热处理包括各种淬火、回火及外表热处理等。

①淬火、回火的工序位置

整体淬火、回火与外表淬火工序位置安排根本相同。

整体淬火零件的加工路线一般为：下