零件选材及热处理工艺分析课件.ppt

课程教学模块三：工程材料及其热处理课程教学模块三：工程材料及其热处理 课题6零件选材及热处理工艺分析 1-1-1 1课程教学模块三：工程材料及其热处理课程教学模块三：工程材料及其热处理 课题6教学重点典型零件的选材和热处理工艺分析。教学难点本课题重点与难点零件材料的选用和热处理工艺分析。1-1-2 2课程教学模块三：工程材料及其热处理课程教学模块三：工程材料及其热处理 课题61）断裂失效 断裂失效是指零件完全断裂而无法工作的失效。2）过量变形失效 过量变形失效是指零件的变形量超过了允许的范围。3）表面损伤失效 表面损伤失效是指零件在工作中，因机械和化学作用，使其表面损伤而造成的失效。一个零件的失效可能有几种形式，也可以是相互组合而成的联合失效形式，但只有一种起决定性作用。3.6.1 零件的失效分析 1、零件的失效形式 1-1-3 3课程教学模块三：工程材料及其热处理课程教学模块三：工程材料及其热处理 课题61）设计原因 对零件的工作条件估计错误，安全系数过小、计算错误等，零件的结构形状、尺寸等设计不合理。2）选材问题 选择材料错误，容易造成所选材料的性能不能满足使用要求；所选材料质量不合格等原因引起零件的失效。3）加工工艺不当 采用的工艺方法、工艺参数、技术措施不正确，可能产生铸造缺陷、锻造缺陷、焊接缺陷、切削加工缺陷和热处理缺陷。4）安装使用不正确 机械在装配、安装过程中不按技术要求，使用过程中不按规程操作、保养、维修，超载使用等。3.6.1 零件的失效分析 2、零件的失效原因 1-1-4 4课程教学模块三：工程材料及其热处理课程教学模块三：工程材料及其热处理 课题6课程教学模块三：工程材料及其热处理课程教学模块三：工程材料及其热处理 课题62）工艺性 工艺性能是指零件在各种加工过程中所表现出来的性能。决定了所选材料能否顺利加工制造成所需的零件。1）铸造性能2）锻压性能3）焊接性能4）切削加工性5）热处理工艺性3）经济性 经济性是指所选材料加工成零件后的成本高低。主要包括：材料费用、加工费用、管理费用、运输费、安装费、维修保养费用等3.6.2 选材的原则、方法和步骤 1-1-6 6课程教学模块三：工程材料及其热处理课程教学模块三：工程材料及其热处理 课题61）按力学性能选材的基本方法 1）以综合力学性能为主时的选材 主要失效形式是过量变形，一般可选用中碳钢或中碳合金钢，采用调质处理或正火处理。2）以疲劳强度为主时的选材 主要失效形式是疲劳破坏，对承载较大的零件选用淬透性要求较高的材料。调质钢进行表面淬火、渗碳钢进行渗碳淬火、氮化钢进行氮化以及喷丸、滚压等处理。3）以磨损为主时的选材3.6.2 选材的原则、方法和步骤 2、选材的方法和步骤 1-1-7 7课程教学模块三：工程材料及其热处理课程教学模块三：工程材料及其热处理 课题62）选材的基本步骤 3.6.2 选材的原则、方法和步骤 1）分析零件的工作条件、失效形式，确定零件的性能。2）对同类产品进行调研，分析选材的合理性。3）找出关键的性能要求，确定零件应具有的力学性能判据或理化性能指标。4）选择合适的材料，确定热处理方法或其他强化方法。5）通过试验，检验所选材料及热处理方法能否达到各项性能要求。1-1-8 8课程教学模块三：工程材料及其热处理课程教学模块三：工程材料及其热处理 课题6课程教学模块三：工程材料及其热处理课程教学模块三：工程材料及其热处理 课题61）轴类零件的作用支承传动零件、传递运动和动力。2）工作条件（1）承受较大的交变弯曲应力、扭转应力（2）轴颈和花键部位承受较大的摩擦（3）一定的冲击载荷3）失效形式疲劳断裂、过量的弯曲变形和扭转变形、过量磨损。4）力学性能要求（1）良好的综合力学性能（2）轴颈等部位应具有高的硬度和良好的耐磨性（3）高的疲劳强度3.6.3典型零件的选材及热处理工艺分析 2、轴类零件 1-1-1010课程教学模块三：工程材料及其热处理课程教学模块三：工程材料及其热处理 课题61）丝锥和板牙的作用 加工内螺纹，板牙的作用是加工外螺纹。2）工作条件 柄部和心部承受较大的扭转应力，齿刃部承受较大的摩擦和磨损，高速切削时齿刃部还要承受较高的工作温度。3）失效形式 磨损和扭断。4）力学性能要求 齿刃部应具有高硬度（5964HRC）和高耐磨性，一定的热硬性（视切削速度而定）；柄部和心部应具有足够的强度和韧性，硬度为3545HRC。3.6.3典型零件的选材及热处理工艺分析 3、丝锥和板牙 1-1-1111课程教学模块三：工程材料及其热处理课程教学模块三：工程材料及其热处理 课题6高速电主轴在卧式镗铣床上的应用越来越多，除了主轴速度和精度大幅提高外，还简化了主轴箱内部结构，缩短了制造周期，尤其是能进行高速切削，电主轴转速最高可大10000r/min 以上。不足之处在于功率受到限制，其制造成本较高，尤其是不能进行深孔加工。而镗杆伸缩式结构其速度有限，精度虽不如电主轴结构，但可进行深孔加工，且功率大，可进行满负荷加工，效率高，是电主轴无法比拟的。因此，两种结构并存，工艺性能各异，却给用户提供了更多的选择。现在，又开发了一种可更换式主轴系统，具有一机两用的功效，用户根据不同的加工对象选择使用，即电主轴和镗杆可相互更换使用。这种结构兼顾了两种结构的不足，还大大降低了成本。是当今卧式镗铣床的一大创举。电主轴的优点在于高速切削和快速进给，大大提高了机床的精度和效率。卧式镗铣床运行速度越来越高，快速移动速度达到2530m/min，镗杆最高转速6000r/min。而卧式加工中心的速度更高，快速移动高达50m/min，加速度5m/s2，位置精度0.008 0.01mm，重复定位精度0.004 0.005mm。落地式铣镗床铣刀 由于落地式铣镗床以加工大型零件为主，铣削工艺范围广，尤其是大功率、强力切削是落地铣镗床的一大加工优势，这也是落地铣镗床的传统工艺概念。而当代落地铣镗床的技术发展，正在改变传统的工艺概念与加工方法，高速加工的工艺概念正在替代传统的重切削概念，以高速、高精、高效带来加工工艺方法的改变，从而也促进了落地式铣镗床结构性改变和技术水平的提高。当今，落地式铣镗床发展的最大特点是向高速铣削发展，均为滑枕式(无镗轴)结构，并配备各种不同工艺性能的铣头附件。该结构的优点是滑枕的截面大，刚性好，行程长，移动速度快，便于安装各种功能附件，主要是高速镗、铣头、两坐标双摆角铣头等，将落地铣镗床的工艺性能及加工范围达到极致，大大提高了加工速度与效率。传统的铣削是通过镗杆进行加工，而现代铣削加工，多由各种功能附件通过滑枕完成，已有替代传统加工的趋势，其优点不仅是铣削的速度、效率高，更主要是可进行多面体和曲面的加工，这是传统加工方法无法完成的。因此，现在，很多厂家都竞相开发生产滑枕式(无镗轴)高速加工中心，在于它的经济性，技术优势很明显，还能大大提高机床的工艺水平和工艺范围。同时，又提高了加工精度和加工效率。当然，需要各种不同型式的高精密铣头附件作技术保障，对其要求也很高。高速铣削给落地式铣镗床带来了结构上的变化，主轴箱居中的结构较为普遍，其刚性高，适合高速运行。滑枕驱动结构采用线性导轨，直线电机驱动，这种结构是高速切削所必需的，国外厂家在落地式铣镗床上都已采用，国内同类产品还不多见，仅在中小规格机床上采用线性导轨。高速加工还对环境、安全提出了更高的要求，这又产生了宜人化生产的概念，各厂家都非常重视机床高速运行状态下，对人的安全保护与可操作性，将操作台、立柱实行全封闭式结构，既安全又美观。工艺特点精品课件文档，欢迎下载，下载后可以复制编辑。更多精品文档，欢迎浏览。1313