机械工程材料第十章机械零件选材与工艺路线分析ppt课件.ppt
为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能第十章第十章 机械零件选材及工艺路线分析机械零件选材及工艺路线分析第一节第一节 选材的一般原则选材的一般原则第二节第二节 热处理技术条件的标注热处理技术条件的标注第三节第三节 冷加工方面减小变形、防止冷加工方面减小变形、防止 开裂的措施开裂的措施第四节第四节 热处理与切削加工性的关系热处理与切削加工性的关系第五节第五节 典型零件选材及工艺分析典型零件选材及工艺分析为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能第一节第一节 选材的一般原则选材的一般原则一、力学性能原则一、力学性能原则 在设计零件并进行选材时，应在设计零件并进行选材时，应根据零件的根据零件的工作条件、失效形式，确定零件的力学性能工作条件、失效形式，确定零件的力学性能要求。要求。而且同时还应考虑到短时过载、润滑而且同时还应考虑到短时过载、润滑不良、材料内部缺陷等因素的影响。不良、材料内部缺陷等因素的影响。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能二、工艺性能原则二、工艺性能原则材料的工艺性能：材料的工艺性能：铸、锻、焊、机加工和热处理。铸、锻、焊、机加工和热处理。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能三、经济性原则三、经济性原则在满足使用性能的前提下，选用零件材料时还应注在满足使用性能的前提下，选用零件材料时还应注意降低零件的总成本。意降低零件的总成本。零件的总成本包括材料本身的价格和与生产有关的零件的总成本包括材料本身的价格和与生产有关的其它一切费用。其它一切费用。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能第二节第二节 热处理技术条件的标注热处理技术条件的标注 热处理零件一般在图纸上都以硬度作为热处理技热处理零件一般在图纸上都以硬度作为热处理技术条件。在标注硬度范围时，其波动范围为术条件。在标注硬度范围时，其波动范围为HRC在在5个单位左右，个单位左右，HB在在2040个单位左右。个单位左右。对于渗碳的零件则还应标注渗碳深度。某些要求对于渗碳的零件则还应标注渗碳深度。某些要求性能较高的零件则还需标注其它力学性能指标。性能较高的零件则还需标注其它力学性能指标。在标注硬度的同时要写出相应的热处理工艺名在标注硬度的同时要写出相应的热处理工艺名 称，称，如调质、淬火回火、高频淬火等。如调质、淬火回火、高频淬火等。采用不同热处理方法时，图纸上的标注方法不同。采用不同热处理方法时，图纸上的标注方法不同。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能第三节第三节 冷加工方面减小变形、防止冷加工方面减小变形、防止 开裂的措施开裂的措施一、改进淬火零件结构形状的设计一、改进淬火零件结构形状的设计1、避免尖角和棱角、避免尖角和棱角为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能2、避免厚薄悬殊、避免厚薄悬殊为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能3、采用封闭、对称结构、采用封闭、对称结构为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能4、采用组合结构、采用组合结构为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能二、合理安排工艺路线二、合理安排工艺路线45钢齿轮钢齿轮为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能三、修改技术条件三、修改技术条件为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能四、按变形规律调整加工尺寸四、按变形规律调整加工尺寸五、预留加工余量五、预留加工余量六、更换材料六、更换材料滚轮滚轮为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能七、提高表面质量七、提高表面质量大型剪刀板大型剪刀板为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能第四节 热处理与切削加工性的关系材料的切削加工性的好坏，经常用材料被切削材料的切削加工性的好坏，经常用材料被切削的难易程度、材料被切削后的表面光洁度以及的难易程度、材料被切削后的表面光洁度以及刀具寿命等几方面情况来衡量。刀具寿命等几方面情况来衡量。在切削加工时，为了不致发生在切削加工时，为了不致发生“粘刀粘刀”现象和现象和使刀具严重磨损，通过金相组织控制钢的硬度使刀具严重磨损，通过金相组织控制钢的硬度范围是必要的。为了使钢具有良好的切削加工范围是必要的。为了使钢具有良好的切削加工性，一般希望硬度控制在性，一般希望硬度控制在HB170230。调质状态的中碳钢为了改善表面光洁度可将硬调质状态的中碳钢为了改善表面光洁度可将硬度提高到度提高到HB250，但将使普通刀具受到严重但将使普通刀具受到严重磨损。磨损。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能第五节第五节 典型零件选材及工艺分析典型零件选材及工艺分析一、齿轮类零件一、齿轮类零件（一）机床齿轮（一）机床齿轮工作条件工作条件:转速中等，工作平稳，载荷不大，无强烈冲击转速中等，工作平稳，载荷不大，无强烈冲击性能指标性能指标:心部心部HBS220250，齿面硬度齿面硬度HRC50选材选材:45、40Cr工艺路线工艺路线:下料下料锻造锻造正火正火粗加工粗加工调质调质精加工精加工 轮齿高频淬火及低温回火轮齿高频淬火及低温回火精磨精磨最终组织最终组织:心部：回火心部：回火S齿面：回火齿面：回火M 注：冲击小低速齿轮可采用注：冲击小低速齿轮可采用HT250、HT350、QT500-5、QT600-2等等为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能（二）汽车、拖拉机变速箱齿轮（二）汽车、拖拉机变速箱齿轮工作条件工作条件:载荷较大，高速运转，受冲击频繁，磨损严重载荷较大，高速运转，受冲击频繁，磨损严重性能指标性能指标:耐磨性、疲劳强度、心部强度、冲击韧性等均要耐磨性、疲劳强度、心部强度、冲击韧性等均要 求比机床齿轮高。求比机床齿轮高。(b1000MPa，aK50J，齿面硬度齿面硬度HRC58，齿心部硬度齿心部硬度HRC3045)选材选材:20CrMnTi工艺路线工艺路线:下料下料锻造锻造正火正火机加工机加工渗渗C、淬火低温回淬火低温回火火喷丸喷丸磨削磨削最终组织最终组织:心部：回火心部：回火M+F齿面：回火齿面：回火M+碳化物碳化物+A为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能（一）机床主轴1、工作条件与、工作条件与性能要求性能要求:受交变弯曲和扭转复合应力，载荷和转速不高，冲击不大，受交变弯曲和扭转复合应力，载荷和转速不高，冲击不大，局部局部（轴颈、花键等处）承受磨擦和磨损。（轴颈、花键等处）承受磨擦和磨损。强度、塑韧性，疲劳强度，轴颈耐磨性。强度、塑韧性，疲劳强度，轴颈耐磨性。2、选材与工艺：、选材与工艺：普通车床（轻载）主轴普通车床（轻载）主轴 45钢调质或正火钢调质或正火+轴颈高频表面淬火。轴颈高频表面淬火。铣床（中载）主轴铣床（中载）主轴 40Cr等调质等调质+轴颈高频表面淬火。轴颈高频表面淬火。组合机床（重载）主轴组合机床（重载）主轴 20CrMnTi 渗渗C+淬火淬火+回火处理。回火处理。精密镗床（高精度）主轴精密镗床（高精度）主轴 38CrMoAl 调质调质+N化化+时效。时效。C620车床主轴二、轴类零件二、轴类零件为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能例例1：C616 416车床主轴车床主轴为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能工作条件工作条件:1.该轴在滚动轴承中运转。该轴在滚动轴承中运转。2.承受中等负荷，承受一定的冲击。承受中等负荷，承受一定的冲击。3.转速中等。转速中等。技术要求技术要求:1.整体调质后硬度应为整体调质后硬度应为HBW200230，金相组，金相组 织为回火索氏体。织为回火索氏体。2.内锥孔和外圆锥面处硬度为内锥孔和外圆锥面处硬度为HRC4550，表面表面35mm内金相组织为回火屈氏体和内金相组织为回火屈氏体和 少量回火马氏体。少量回火马氏体。3.花键部分硬度花键部分硬度HRC4850，金相组织同上。，金相组织同上。选材选材 45钢钢为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能加工工艺路线加工工艺路线:下料下料 锻造锻造 正火正火 粗加工粗加工 调质调质 半精加工半精加工 钻中心孔钻中心孔 精车加工精车加工 铣键槽铣键槽 局部淬火局部淬火(锥孔及外锥体锥孔及外锥体)粗磨粗磨 滚铣花键滚铣花键 花键淬火花键淬火 精磨精磨 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能例例2:YJ 130汽车半轴汽车半轴为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能工作条件工作条件:1.该轴在上坡或启动时承受较大扭矩。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。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。承受反复弯曲疲劳应力。技术要求技术要求:1.杆部硬度杆部硬度HRC3744，盘部外圆硬度，盘部外圆硬度HRC 2434，金相组织为回火索氏体或回火屈，金相组织为回火索氏体或回火屈 氏体。氏体。2.弯曲度弯曲度:杆中部杆中部1.8mm，盘部跳动，盘部跳动650MPa，aK12J，整体硬度，整体硬度240260HBW，轴颈表面硬度，轴颈表面硬度625HV(HRC55)选材选材 QT600-3为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能热处理工艺热处理工艺：880920正火正火+500600回火回火+轴颈高频淬火轴颈高频淬火最终组织最终组织：P+G+少量少量F 工艺路线工艺路线：铸造铸造高温正火高温正火高温回火高温回火机加工机加工轴颈高频淬轴颈高频淬火火为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能of Chapter 10of Chapter 10
