[精选]工程材料与成型工艺.pptx

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1、 第四章第四章 成型材料与毛坯选择成型材料与毛坯选择 箱体底座齿轮传动轴为满足减速器的设计要求，为满足减速器的设计要求，各组成零件应选择什么样的各组成零件应选择什么样的材料和成型方法？材料和成型方法？怎样合理的选择材料？怎样合理的选择材料？课前案例分析课前案例分析5.1 5.1 毛坯及成型方法的选择毛坯及成型方法的选择成型方法：成型方法：铸造、锻压、焊接或非金属材料成形。铸造、锻压、焊接或非金属材料成形。ZL202、HT200、QT600-245钢、LD7Q235、08钢等板、带材塑料、陶瓷零件铸造锻压冲压或焊接成形非金属材料成型毛坯种类：毛坯种类：铸件、锻件、焊接件、铸件、锻件、焊接件、型材

2、及板料型材及板料等。等。一、毛坯选择的原则一、毛坯选择的原则总原则总原则：应在满足使用要求的前提下，尽可能地降低应在满足使用要求的前提下，尽可能地降低生产成本，在市场上具有竞争能力。生产成本，在市场上具有竞争能力。u经济性原则经济性原则考虑材料的价格考虑材料的价格、国家资源、零件总成本等因素、国家资源、零件总成本等因素u使用性能原则使用性能原则 根据零件的工作条件、失效形式，确定使用性能要求根据零件的工作条件、失效形式，确定使用性能要求u工艺性能原则工艺性能原则 应满足生产工艺应满足生产工艺铸、锻、焊、热处理等铸、锻、焊、热处理等的要求的要求5.1 5.1 毛坯及成型方法的选择毛坯及成型方法的

3、选择1 1铸件铸件l对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造方法制造对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造方法制造。目前大多数铸件采用砂型铸造砂型铸造；对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造特种铸造。二、毛坯成型方法选择二、毛坯成型方法选择2 2锻件锻件l因其力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件因其力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。自由锻件自由锻件精度和生产率低，用于小批生产和大型锻件；模型锻造模型锻造件尺寸精度和生产率高，用于中小型锻件。5.1 5.1 毛坯及成型方法的选择毛坯及成型方法的选择5.1 5.1 毛坯及成型方法的选择毛坯及成型方法的选择3焊接件焊接件l焊接件主要用于单件小

4、批生产和大型零件等焊接件主要用于单件小批生产和大型零件等。优点优点：制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。缺点缺点：抗振性较差，变形大，需时效处理后才能机加工。4其它毛坯其它毛坯l粉末冶金件粉末冶金件适合于制造有特殊性能要求的材料和形状较适合于制造有特殊性能要求的材料和形状较复杂的中、小型零件复杂的中、小型零件 l冲压件是冲压件是制造质量轻、刚度好零件和形状复杂的壳体首选制造质量轻、刚度好零件和形状复杂的壳体首选5.2 5.2 典型零件选材典型零件选材1.零件选材的步骤零件选材的步骤选用最正确材选用最正确材料料分析零件工作条件和工作环境分析零件工作条件和工作环境。确定零件失效主要形式确定零

5、件失效主要形式确定材料应具备的性能确定材料应具备的性能2.典型工件的选材典型工件的选材轴杆类零件轴杆类零件特点：特点：轴向尺寸远大于径向尺寸。如实心轴、曲轴、杆件等轴向尺寸远大于径向尺寸。如实心轴、曲轴、杆件等 比较重要或承载较大的轴：比较重要或承载较大的轴：常用常用40、45、50等等承载较大而无很大冲击的重要轴：承载较大而无很大冲击的重要轴：可用可用40Cr或或35SiMn等合金钢进行调质处理；等合金钢进行调质处理；强度和韧性均要求较高、外表要求耐磨的轴：强度和韧性均要求较高、外表要求耐磨的轴：用用20Cr、20CrMnTi进行渗碳、淬火、回火处理；进行渗碳、淬火、回火处理；5.2 5.2

6、 典型零件选材典型零件选材工作条件与性能要求：工作条件与性能要求：受交变弯曲和扭转复合应力，载受交变弯曲和扭转复合应力，载荷和转速不高，冲击载荷不大；荷和转速不高，冲击载荷不大；接触面要较高硬度和耐磨性。接触面要较高硬度和耐磨性。选材：选材：45工艺：工艺：锻造锻造正火正火粗加工粗加工调质调质精加工精加工轴颈轴颈外表淬火低温回火外表淬火低温回火磨削磨削机床主轴：机床主轴：C620C620车床主轴车床主轴5.2 5.2 典型零件选材典型零件选材5.2 5.2 典型零件选材典型零件选材u 连杆连杆性能要求：性能要求：承受多种力的作用，要求综合性能好选材选材：45、40Cr、球墨铸铁、球墨铸铁工艺：

7、工艺：锻造锻造正火正火粗加工粗加工调质调质精加工精加工u 手工刃具手工刃具性能要求：性能要求：高硬度、高耐磨性，红硬性和韧性要求不高高硬度、高耐磨性，红硬性和韧性要求不高选材选材：T8、T10、T12等工艺：工艺：锻造锻造球化退火球化退火机加工机加工淬火淬火+低温回火低温回火盘套类零件盘套类零件 特点：特点：轴向尺寸和径向尺寸相差不大轴向尺寸和径向尺寸相差不大 1齿轮齿轮低速、低载齿轮：低速、低载齿轮：选用选用Q255、Q275、40等。等。低速、中载、轻微冲击的齿轮：低速、中载、轻微冲击的齿轮：选用中碳调质钢，如选用中碳调质钢，如45、40Cr、50Mn等，等，中速、中载、承受一定冲击的齿轮

8、：中速、中载、承受一定冲击的齿轮：选用中碳合金调质钢，可采用选用中碳合金调质钢，可采用40Cr、35CrMo等等。高速、中载或重载、承受较大冲击的齿轮高速、中载或重载、承受较大冲击的齿轮：选用低碳合金渗碳钢，如选用低碳合金渗碳钢，如20Cr、20CrMnTi等。等。5.2 5.2 典型零件选材典型零件选材工作条件：工作条件：转速中等，载荷不大，工作平稳，无强烈冲击转速中等，载荷不大，工作平稳，无强烈冲击性能指标：性能指标：心部220250HBS，齿面硬度52HRC选材选材：4545、40Cr工艺路线工艺路线：锻造正火正火粗加工调质调质精加工轮齿高轮齿高 频淬火及低温回火频淬火及低温回火精磨机床

9、齿轮机床齿轮5.2 5.2 典型零件选材典型零件选材u 汽车板簧汽车板簧工作条件和性能要求：工作条件和性能要求：承受很大交变应力和冲击载荷，承受很大交变应力和冲击载荷，需要需要 高屈服强度和疲劳强度高屈服强度和疲劳强度。选材：选材：轻型汽车轻型汽车65Mn65Mn、60Si2Mn60Si2Mn；中型或重型汽车；中型或重型汽车50CrMn50CrMn工艺：工艺：下料下料 压力成型压力成型淬火淬火+中温回火中温回火喷丸强化喷丸强化板弹簧拉伸螺旋弹簧拉伸螺旋弹簧典型弹簧选材典型弹簧选材5.2 5.2 典型零件选材典型零件选材选择普通车床选择普通车床C6140型的变速箱齿轮所用材料型的变速箱齿轮所用材

10、料u工作条件：工作条件：承受载荷不大，转速中等，工作较平稳，无强承受载荷不大，转速中等，工作较平稳，无强烈冲击。烈冲击。u性能要求：性能要求：齿面：齿面：5053HRC；心部；心部220245HBS；请问：请问：1选何种材料选选何种材料选45还是还是40Cr；2写出加工工艺路线；写出加工工艺路线；3说明各热处理工艺的作用。说明各热处理工艺的作用。举例举例5.2 5.2 典型零件选材典型零件选材选材实例选材实例2010年辽宁省首届大学生工程训练综合能力竞赛年辽宁省首届大学生工程训练综合能力竞赛命题的主题：命题的主题：“无碳小车。无碳小车。5.2 5.2 典型零件选材典型零件选材参赛作品参赛作品5

11、.2 5.2 典型零件选材典型零件选材9、静夜四无邻，荒居旧业贫。4月-234月-23Tuesday,April 18,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。03:37:5103:37:5103:374/18/2023 3:37:51 AM11、以我独沈久，愧君相见频。4月-2303:37:5103:37Apr-2318-Apr-2312、故人江海别，几度隔山川。03:37:5103:37:5103:37Tuesday,April 18,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。4月-234月-2303:37:5103:37:51April 18,202314、他乡生白发，旧国见青山。18 四月

12、20233:37:51 上午03:37:514月-2315、比不了得就不比，得不到的就不要。四月 233:37 上午4月-2303:37April 18,202316、行动出成果，工作出财富。2023/4/18 3:37:5103:37:5118 April 202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。3:37:51 上午3:37 上午03:37:514月-239、没有失败，只有暂时停止成功！。4月-234月-23Tuesday,April 18,202310、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。03:37:5103:37:5103:374

13、/18/2023 3:37:51 AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。4月-2303:37:5103:37Apr-2318-Apr-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份缺乏，可得无限完美。03:37:5103:37:5103:37Tuesday,April 18,202313、不知香积寺，数里入云峰。4月-234月-2303:37:5103:37:51April 18,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。18 四月 20233:37:51 上午03:37:514月-2315、楚塞三湘接，荆门九派通。四月 233:37 上午4月-2303:37Apr

14、il 18,202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/4/18 3:37:5103:37:5118 April 202317、空山新雨后，天气晚来秋。3:37:51 上午3:37 上午03:37:514月-239、杨柳散和风，青山澹吾虑。4月-234月-23Tuesday,April 18,202310、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。03:37:5103:37:5103:374/18/2023 3:37:51 AM11、越是没有本领的就越加自命非凡。4月-2303:37:5103:37Apr-2318-Apr-2312、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。03:37:51

15、03:37:5103:37Tuesday,April 18,202313、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。4月-234月-2303:37:5203:37:52April 18,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。18 四月 20233:37:52 上午03:37:524月-2315、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。四月 233:37 上午4月-2303:37April 18,202316、业余生活要有意义，不要越轨。2023/4/18 3:37:5203:37:5218 April 202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。3:37:52 上午3:37 上午03:37:524月-23MOMODAPOWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉