10.材料与毛坯选择(精品).ppt

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1、10.1机械零件材料及毛坯选择的一般原则机械零件材料及毛坯选择的一般原则1、满足使用性能要求、满足使用性能要求2、材料工艺性能良好、材料工艺性能良好3、充分考虑经济性、充分考虑经济性4、考虑零件外形和尺寸特点、考虑零件外形和尺寸特点5、考虑生产批量、考虑生产批量1、满足使用性能要求、满足使用性能要求零件名称零件名称受力状况受力状况主要失效形式主要失效形式主要性能指标主要性能指标重要螺栓重要螺栓拉应力或交变拉拉应力或交变拉应力、冲击载荷应力、冲击载荷过量塑性变形、过量塑性变形、疲劳断裂疲劳断裂0.2、1、HB重要传动重要传动齿轮齿轮交变弯曲应力、交变弯曲应力、冲击载荷、齿面冲击载荷、齿面摩擦摩擦

2、齿齿折断、过度折断、过度磨损、疲劳麻磨损、疲劳麻点点HRC、1接触疲劳强度接触疲劳强度轴类轴类交变弯曲应力、交变弯曲应力、扭转应力、冲击扭转应力、冲击载荷、摩擦载荷、摩擦疲劳断裂、过疲劳断裂、过度磨损度磨损0.2、1、HRC2、材料工艺性能良好、材料工艺性能良好铸造铸造压力加工压力加工焊接焊接切削加工切削加工热处理热处理3、充分考虑经济性、充分考虑经济性材料价格材料价格国家资源情况国家资源情况零件的总成本零件的总成本4、考虑零件外形和尺寸特点、考虑零件外形和尺寸特点轴、齿轮 锻件箱体 铸件大尺寸零件 分体制造 焊接5、考虑生产批量单件小批生产 简单毛坯大批生产 外形和尺寸与零件相近毛坯例：单件

3、小批 焊接轴承座、床腿等支架 大批 铸造 螺栓 普通车床 40 自动车床 Y40Mn 10.2典型零件选材及工艺流程典型零件选材及工艺流程1、齿轮类零件、齿轮类零件高的弯曲疲劳强度及高的弯曲疲劳强度及接触疲劳强度接触疲劳强度齿面具有高的硬度和齿面具有高的硬度和耐磨性耐磨性心部具有足够强度和心部具有足够强度和韧性韧性机床齿轮转速中等、载荷不大转速中等、载荷不大工作平稳无强烈冲击工作平稳无强烈冲击一般选调质钢一般选调质钢 45 40Cr 备料备料锻造锻造正火正火机械粗加工机械粗加工调质调质机械半精加工机械半精加工高频淬火高频淬火+回火回火磨削磨削汽车、拖拉机、摩托车齿轮工作条件恶劣工作条件恶劣一般

4、选用渗碳钢一般选用渗碳钢 20Cr 20CrMnTi 备料备料锻造锻造正火正火机械加工机械加工渗碳渗碳+淬火淬火+低温回火低温回火喷丸喷丸磨削磨削航空发动机齿轮高速、高载，比汽车拖拉机条件更恶劣高速、高载，比汽车拖拉机条件更恶劣高的疲劳强度、心部高的强度和韧性高的疲劳强度、心部高的强度和韧性多采用多采用12CrNi3A 12Cr2Ni4A 18Cr2Ni4WA 备料备料 模锻模锻正火高温回火正火高温回火机械加工机械加工渗碳渗碳高温回火高温回火机械加工机械加工淬火低温回火淬火低温回火机械精加工机械精加工检验检验、轴类零件主要失效形式主要失效形式交变载荷引起疲劳断裂交变载荷引起疲劳断裂过载、冲击载

5、荷引起的断裂过载、冲击载荷引起的断裂局部过度磨损（轴颈、花键部位）局部过度磨损（轴颈、花键部位）轴类零件常用材料4535CrMo40Cr40MnB38CrMoAl40CrNiMo机床主轴主要承受交变扭转应力，载荷转速不很主要承受交变扭转应力，载荷转速不很高时可选高时可选45钢钢 备料备料锻造锻造正火正火机械粗加工机械粗加工调质调质机械机械半精加工半精加工局部淬火局部淬火（椎体、轴颈）（椎体、轴颈）+回火回火粗磨粗磨花键高频淬火花键高频淬火+回火回火精磨精磨调质硬度调质硬度 220250HBS表面淬火部位表面淬火部位 50HRCC620车床主轴 受受较大载荷的车床主轴可选用较大载荷的车床主轴可选

6、用40Cr受冲击载荷和交变载荷较大时受冲击载荷和交变载荷较大时 20CrMnTi航空发动机蜗轮轴高温、高载、高速，截面大、淬透性高高温、高载、高速，截面大、淬透性高40CrNiMoA 备料备料模锻模锻正火正火+高温回火高温回火机械粗机械粗加工加工调质调质机械精加工机械精加工磁力探伤磁力探伤尺尺寸检验寸检验发蓝发蓝3、箱体类零件、箱体类零件抗压、减震抗压、减震一般选铸造毛坯一般选铸造毛坯 HT150 HT200承受较大载荷的箱体，可选焊接结构承受较大载荷的箱体，可选焊接结构 Q235 20 16Mn重型机械（轧钢机、大型锻压机）重型机械（轧钢机、大型锻压机）中碳铸钢中碳铸钢 合金铸钢合金铸钢 特

7、大型特大型 铸钢铸钢焊接焊接 单级齿轮减速器选材实例单级齿轮减速器选材实例零件零件序号序号零件零件名称名称受力状受力状况和使况和使用要求用要求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批1窥视窥视孔盖孔盖观察箱观察箱内情况内情况及加油及加油钢板下钢板下料或铸料或铸铁件铁件冲压件冲压件或铸铁或铸铁件件钢板：钢板：Q235A铸铁件：铸铁件：HT150冲压件：冲压件：08零件零件序号序号零件零件名称名称受力状况受力状况和使用要和使用要求求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批26箱盖箱盖箱体箱体支撑和包支撑

8、和包容传动零容传动零件，结构件，结构复杂，承复杂，承受压力、受压力、震动。震动。刚性刚性减震性减震性密封性密封性铸铁件铸铁件（手工造型）（手工造型）焊接件焊接件（手工电弧焊）（手工电弧焊）铸铁件铸铁件（机器造型）（机器造型）铸铁件：铸铁件：HT150HT200去应力退火去应力退火焊接件：焊接件：Q235A零件零件序号序号零件零件名称名称受力状况受力状况和使用要和使用要求求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批34螺栓螺栓螺母螺母固定箱体固定箱体和箱盖和箱盖轴向拉应轴向拉应力力横向剪应横向剪应力力镦、挤镦、挤（标准件）（标准件）Q235A零件零件

9、序号序号零件零件名称名称受力状受力状况和使况和使用要求用要求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批5弹簧垫弹簧垫圈圈防止螺防止螺栓松动栓松动冲压件（标准冲压件（标准件）件）60Mn淬火淬火+中温回火中温回火零件零件序号序号零件零件名称名称受力状受力状况和使况和使用要求用要求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批7调整环调整环 调整轴调整轴和齿轮和齿轮轴的轴轴的轴向位置向位置圆钢车圆钢车制制冲压件冲压件 圆钢：圆钢：Q235A冲压件：冲压件：08零件零件序号序号零件零件名称名称受力状受力状况和使况

10、和使用要求用要求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批8端盖端盖防止轴防止轴承窜动承窜动铸铁铸铁件件（手工造型）（手工造型）圆钢圆钢车制车制铸铁件铸铁件（机器造型）（机器造型）铸铁件：铸铁件：HT150圆钢：圆钢：Q235A零件零件序号序号零零件件名名称称受力状况和受力状况和使用要求使用要求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批9齿齿轮轮轴轴重要的传动重要的传动件件轴杆受弯距、轴杆受弯距、扭距扭距轮齿弯曲应轮齿弯曲应力和接触应力和接触应力大力大综合性能、综合性能、耐磨性、强耐磨性、强度度锻件锻件

11、（自由（自由锻或胎锻或胎膜锻）膜锻）圆钢圆钢车制车制模锻件模锻件 45调质处调质处理理零件零件序号序号零零件件名名称称受力状况和受力状况和使用要求使用要求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批12轴轴重要的传动重要的传动件件受弯距、扭受弯距、扭距距综合性能综合性能锻件锻件（自由（自由锻或胎锻或胎膜锻）膜锻）圆钢圆钢车制车制模锻件模锻件 45调质处调质处理理零件零件序号序号零零件件名名称称受力状况和受力状况和使用要求使用要求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批13齿齿轮轮重要的传动重要的传动件件

12、轮齿弯曲应轮齿弯曲应力和接触应力和接触应力大力大综合性能、综合性能、耐磨性、强耐磨性、强度度锻件锻件（自由（自由锻或胎锻或胎膜锻）膜锻）圆钢圆钢车制车制模锻件模锻件 45调质处调质处理理零件零件序号序号零件零件名称名称受力状受力状况和使况和使用要求用要求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批10挡挡油盘油盘 防止箱防止箱内机油内机油进入轴进入轴承承圆钢车圆钢车制制冲压件冲压件 圆钢：圆钢：Q235A冲压件：冲压件：08零件零件序号序号零件零件名称名称受力状受力状况和使况和使用要求用要求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批11滚动轴滚动轴承承受受径向径向和轴向和轴向压应力，压应力，要求较要求较高的强高的强度和耐度和耐磨性磨性（标准件）（标准件）内外环用扩孔内外环用扩孔锻造锻造滚珠用螺旋斜滚珠用螺旋斜轧轧保持器为冲压保持器为冲压件件内外环内外环及滚珠：及滚珠：GCr 15（淬火淬火+低低温回火）温回火）保持器：保持器：08