產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)材料與工藝(已修改)
2025-01-18 17:08 本頁(yè)面
【正文】 第二章 工程材料的性能 167。 工程材料的力學(xué)性能 167。 工程材料的分類及用途 產(chǎn)品造型材料與工藝 產(chǎn)品造型材料與工藝 教學(xué)基本要求 產(chǎn)品造型材料與工藝 金屬材料的性能包括 使用性能和工藝性能 使用性能 包括力學(xué)性能、物理和化學(xué)性能等。 工藝性能 材料對(duì)各種加工工藝適應(yīng)的能力。包括液態(tài)成形 性、塑性成形性、連接成形性、切削加工性能和 熱處理工藝性能等。 力學(xué)性能 指材料在各種載荷作用下表現(xiàn)出來(lái)的抵抗力。 有 強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性和疲勞強(qiáng)度等。 產(chǎn)品造型材料與工藝 產(chǎn)品造型材料與工藝 材料在載荷作用下抵抗塑性變形或斷裂的能力。 有 σs、 σb、 σy等 ⑴ 屈服點(diǎn)或屈服強(qiáng)度 σ s 設(shè)計(jì)和選材的主要依據(jù)之一 ⑵ 抗拉強(qiáng)度 σb 最大允許承載能力的度量 強(qiáng)度指標(biāo)作為設(shè)計(jì)與選材的依據(jù)。 為了應(yīng)用需要，還有一些派生指標(biāo)。 1）比強(qiáng)度： 強(qiáng)度指標(biāo)與材料密度之比。 2）屈強(qiáng)比 ： 材料屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比。 產(chǎn)品造型材料與工藝 試驗(yàn)儀器： 萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)； 變形儀（常用引伸儀）。 產(chǎn)品造型材料與工藝 材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力。 常用的塑性指標(biāo) ψ、 δ（ δ δ10） ⑴ 伸長(zhǎng)率（ δ） ⑵斷面收縮率（ ψ） 001 100???oolll?00010 100???SSS?伸長(zhǎng)率或斷面收縮率越高，材料的 塑性越好。 衡量材料軟硬程度的指標(biāo) 。 有壓入法 、 刻劃法 、 回跳法等 。 常用壓入法 ， 工程上常用的有 布氏 、 洛氏 、 維氏硬度試驗(yàn)方法 。 產(chǎn)品造型材料與工藝 （ 1） 布氏硬度 用 淬火鋼球 或 硬質(zhì)合金球?yàn)閴侯^ ， 在試驗(yàn)力作用下 ， 持續(xù)一定時(shí)間測(cè)得的單位面積上所承受載荷 。 )()(22 dDDDFSFH B WH B S?????布氏硬度值 （ 用 HBS或 HBW） 載荷單位為 kgf )dDD(DF2SF)H BW(H BS22 ?????載荷單位為 N 產(chǎn)品造型材料與工藝 布氏硬度的表示方法： 150HBS10/1000/30——用 10mm直徑的淬火鋼球 ， 試驗(yàn)力為 1000kgf， 持續(xù)時(shí)間為 30s， 測(cè)定的布氏硬度為 150。 500HBW5/750——持續(xù) 10~15S， 可不標(biāo)注 。 HBS—壓頭為淬火鋼球時(shí) ， 適用于布氏硬度低于 450的材料 。 HBW— 壓頭為硬質(zhì)合金球時(shí) ， 適用于布氏硬度值為 450~650 的材料 。 布氏硬度的單位為 N/mm2， 但習(xí)慣不標(biāo)單位 。 壓頭直徑有五種 （ 、 1mm） 。 產(chǎn)品造型材料與工藝 （ 2） 洛氏硬度 —— 應(yīng)用廣泛 用錐頂角 1200的金剛石圓錐體或一定直徑的鋼球?yàn)閴侯^ ， 在規(guī)定載荷作用下壓入金屬表面 ， 由壓頭在金屬表面所形成的壓痕深度來(lái)確定的硬度值 。 11為在 初載荷 ， 壓入深度為 h1 22為在總載荷作用下 ， 壓入深度為 h2 33為卸除主載荷后 ， 由于金屬?gòu)椥宰冃位謴?fù) ， 壓頭略微提高時(shí)的位置 。 壓頭實(shí)際壓入深度為 h3 壓痕深度增量 h= h3 h1 為什么加初載荷 ？ 產(chǎn)品造型材料與工藝 洛氏硬度的計(jì)算公式為 00 hCHR ??C——常數(shù) ， 當(dāng)用金剛石圓錐體壓頭取 100， 當(dāng)用鋼球取 130。 h——壓痕深度增量 mm 產(chǎn)品造型材料與工藝 洛氏硬度常用的標(biāo)尺有 A、 B、 C三種 。 洛氏硬度值也可由硬度計(jì)直接讀出 。 表示方法： 55HRC 用 C 標(biāo)尺測(cè)定的洛氏硬度值為 55 此法壓痕小 ， 測(cè)試效率較高 。 產(chǎn)品造型材料與工藝 韌性 （ 沖擊韌性 ） ：材料在沖擊載荷或振動(dòng)載荷作用下 ， 抵抗變形和斷裂的能力 。 材料在塑性變形和斷裂過(guò)程中 ， 吸收能量的能力 。 許多零件和工具在工作中 ， 受到?jīng)_擊載荷的作用 ， 如沖床 的沖頭 、 鍛錘的錘桿 、 活塞 、 風(fēng)動(dòng)工具等 。 沖擊韌性常用一次擺錘彎曲沖擊試驗(yàn) ， 在擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行 ， 按 GB/T229——1994規(guī)定 ， 試件采用 帶缺口試樣 （ V、 U） 。 產(chǎn)品造型材料與工藝 產(chǎn)品造型材料與工藝 沖斷試樣所消耗的能量 ， 即沖擊吸收功為 Ak=mg（ H1H2） ，單位為 J。 Ak越大 ， 沖擊韌性越好 。 沖擊韌性是一個(gè)由強(qiáng)度和塑性共同決定的指標(biāo) 。 沖擊韌性以 沖擊值 （ kJ/cm2 或 J/cm2） So——沖擊試樣斷口處的截面面積 cm2 okk SAa ? 材料在無(wú)數(shù)次循環(huán)應(yīng)力作用下仍不斷裂 的最大應(yīng)力。表示材料抵抗斷裂的能力。 工程上規(guī)定，材料在循環(huán)應(yīng)力作用下循 環(huán)次數(shù)達(dá)到某一基數(shù) N而不斷裂時(shí)，其最大 應(yīng)力就作為該材料的 疲勞強(qiáng)度極限。 產(chǎn)品造型材料與工藝 ： (1)金屬材料 包括鋼鐵材料 (黑色金屬）和非鐵材料（有色金屬）。 （ 2）無(wú)機(jī)非金屬材料 玻璃、陶瓷和木材。 （ 3）有機(jī)高分子材料 塑料、橡膠及合成纖維。 （ 4）復(fù)合材料 玻璃鋼、碳纖維復(fù)合材料等。 復(fù)合材料于 20世紀(jì) 40年代初 ， 首先是玻璃纖維增強(qiáng)塑料 （ 玻璃鋼 ） 的問(wèn)世； 20世紀(jì) 60年代碳纖維 、
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