工程材料課件 第十章 機(jī)械設(shè)計(jì)與選材(文件)
【正文】 1 第十一章 材料的選用 機(jī)電工程 趙華洋 二、齒輪類(lèi)零件選材（金屬材料） 167。 主要包括： ② 中碳鋼表面淬火齒輪 的工作速度 、 載荷及受沖擊的程度應(yīng)低于低碳鋼滲碳淬火齒輪 。 鍛造可改善鋼的組織并形成有益的加工流線 ， 力學(xué)性能優(yōu)良 。3 典型零件選材與工藝分析 （ 2）鑄鋼 鑄鋼 齒 輪 的 力 學(xué) 性 能 比 鍛鋼差，較少使用，但對(duì)某些尺寸大 (＞ Ф500mm)、 形狀復(fù)雜的齒輪，采用鑄鋼較為合理。3 典型零件選材與工藝分析 （ 3） 鑄鐵 灰鑄鐵齒輪具有優(yōu)良的減摩性 、 減振性 ，工藝性能好且成本低 ， 其主要缺點(diǎn)是強(qiáng)韌性欠佳 ，故多用于制作低速 、 輕載 、 不受沖擊的非重要齒輪 。3 典型零件選材與工藝分析 （ 4） 非鐵金屬 在儀器儀表及某些特殊條件下工作的輕載齒輪 ， 由于有耐蝕 、 無(wú)磁 、 防爆等特殊要求 ， 可采用一些耐磨性較好的有色金屬材料制造 ， 其中最主要的是銅合金 ， 如黃銅 (如 H62)、 鋁青銅 (如 QAl94)、 錫青銅 (如)、 硅青銅 (如 QSi31)等 。 2023/1/14 37 第十一章 材料的選用 機(jī)電工程 趙華洋 二、齒輪類(lèi)零件選材（非金屬材料） 167。 2023/1/14 39 第十一章 材料的選用 機(jī)電工程 趙華洋 二、齒輪類(lèi)零件選材（常用材料） 167。 2023/1/14 41 第十一章 材料的選用 機(jī)電工程 趙華洋 二、齒輪類(lèi)零件選材（典型齒輪選材） 167。低溫回火的作用主要是消除淬火應(yīng)力 。 2023/1/14 43 第十一章 材料的選用 機(jī)電工程 趙華洋 二、齒輪類(lèi)零件選材（典型齒輪選材） 167。 3． 性能要求 ① 高的疲勞極限； ② 綜合力學(xué)性能好； ③局部承受摩擦部分應(yīng)具有較高的硬度和耐磨性 。 2023/1/14 47 第十一章 材料的選用 機(jī)電工程 趙華洋 三、軸類(lèi)零件選材（常用材料 鋼鐵） 167。 2023/1/14 48 第十一章 材料的選用 機(jī)電工程 趙華洋 三、軸類(lèi)零件選材（常用材料 鋼鐵） 167。 鑄鐵軸的剛度和耐磨性不低 ， 且具有缺口敏感性低 、 減振減摩 、 切削加工性好且生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn) ， 選材時(shí)值得重視 。③ 主要受彎扭載荷的軸，無(wú)需選淬透性大的鋼種，可選4 40Cr即可；而對(duì)受拉 壓載荷的軸，特別當(dāng)其尺寸較大、形狀較復(fù)雜時(shí)，則應(yīng)選用淬透性較高的鋼種，如 40CrNiMo。 45鋼 (或 40Cr鋼 )機(jī)床主軸的簡(jiǎn)明加工路線為： 下料 → 鍛造 → 正火 → 粗加工 → 調(diào)質(zhì) → 半精加工 → 表面淬火＋低溫回火 → 精磨 → 成品 2023/1/14 51 第十一章 材料的選用 機(jī)電工程 趙華洋 三、軸類(lèi)零件選材（典型材料 ） 167。3 典型零件選材與工藝分析 2．絲錐與板牙 絲錐和板牙均需要高的硬度 (59～64HRC)和耐磨性，還須足夠的強(qiáng)度和韌性。3 典型零件選材與工藝分析 日用刀具 與機(jī)械切削刀具的工作條件和性能要求有較明顯的差別；如因形狀薄、窄、小，而要求較高的韌性以防止折斷；因切斷對(duì)象較軟、磨損不嚴(yán)重，故無(wú)需過(guò)高的硬度和耐磨性；因清潔標(biāo)準(zhǔn)或工作條件下的腐蝕，而要求較好的耐蝕性等。 2023/1/14 57 第十一章 材料的選用 機(jī)電工程 趙華洋 五、冷作模具選材 167。3 典型零件選材與工藝分析 2023/1/14 61 第十一章 材料的選用 機(jī)電工程 趙華洋 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下的材料選擇 167。 采用具有高效吸附分離的功能活性碳纖維 、 聚乙烯醇纖維等 ， 應(yīng)用于空調(diào)冷卻水系統(tǒng)可有效地起到防蝕 、 防水垢 、 防微生物污垢的作用 。 例如 ， Whirlpool公司的德國(guó)合作伙伴的包裝工程師將用于包裝的材料從 20種減少到 4種 ， 在滿足基本功能要求的前提下 ， 不僅降低了材料成本 ， 且使處理廢棄物的成本減少了一半 。 這不僅給產(chǎn)品報(bào)廢后的材料回收 、 利用帶來(lái)了困難 ， 而且大部分涂料本身就有毒 ， 且涂 、 鍍工藝過(guò)程也給環(huán)境帶來(lái)了極大的污染 。 現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外均在研究在光合作用或生物作用下能自然分解的塑料用以制作包裝材料和農(nóng)用薄膜 ， 這種新型塑料在廢棄后 ， 能在一定的時(shí)間內(nèi)經(jīng)光合作用而脆化 、 降解成碎片 ， 再經(jīng)自然界的侵蝕進(jìn)入土壤而被微生物消化 (即生化作用 )， 不再給環(huán)境造成污染 。值得提及的是，這種波紋紙板床在廢棄后還可多次回收再生，當(dāng)用這種波紋紙板代替木板來(lái)制造包裝用的托架時(shí)，在等強(qiáng)度的條件下，其重量只有木板托架的 1/4，這將大大降低運(yùn)輸成本；當(dāng)然，更具意義的是節(jié)約了木材而減少了對(duì)森林資源的濫用和破壞，進(jìn)而有利于防止水土流失、空氣沙塵等災(zāi)害，意義重大。 試從使用性能 、 制造工藝和綠色特性等方面比較塑料飲料瓶 、玻璃飲料瓶 、 金屬飲料瓶的優(yōu)缺點(diǎn) 。 經(jīng)檢驗(yàn) ， 鉆頭的材料 、加工工藝 、 組織和硬度均符合規(guī)范 。4 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下的材料選擇 廢棄材料若可易于再生，既可減輕環(huán)境污染，又利于資源的再使用，節(jié)約能源、減少?gòu)U棄垃圾占放地，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益好。 2023/1/14 65 第十一章 材料的選用 機(jī)電工程 趙華洋 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下的材料選擇 167。 2023/1/14 64 第十一章 材料的選用 機(jī)電工程 趙華洋 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下的材料選擇 167。 2023/1/14 63 第十一章 材料的選用 機(jī)電工程 趙華洋 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下的材料選擇 167。 2023/1/14 62 第十一章 材料的選用 機(jī)電工程 趙華洋 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下的材料選擇 167。3 典型零件選材與工藝分析 強(qiáng)度 剛度 減震 易于成形 易于加工 灰鑄鐵 液態(tài)成形 2023/1/14 59 第十一章 材料的選用 機(jī)電工程 趙華洋 六、機(jī)架、箱座類(lèi)零件 167。3 典型零件選材與工藝分析 2023/1/14 56 第十一章 材料的選用 機(jī)電工程 趙華洋 五、冷作模具選材 167。 對(duì)機(jī)用者，因切削速度較高 (25～ 55m/min)， 有熱硬性要求，故應(yīng)選用高速鋼 (如 W6Mo5Cr4V2)制造。3 典型零件選材與工藝分析 1．車(chē)刀 車(chē)刀是最常用的切削刀具，目前用于制造刀具的主要材料是高速鋼和硬質(zhì)合金兩大類(lèi)，其中高速鋼應(yīng)用最多、最廣。 2023/1/14 50 第十一章 材料的選用 機(jī)電工程 趙華洋 三、軸類(lèi)零件選材（典型軸 機(jī)床主軸 ） 167。3 典型零件選材與工藝分析 軸類(lèi)零件選材時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ① 以剛度為主、輕載、非重要軸，為降低成本，可選用碳鋼(如 45鋼 )、鑄鐵 (如 QT7002)、 甚至普通質(zhì)量碳鋼 (如 Q275)制造；一般進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理，若需提高相對(duì)運(yùn)動(dòng)部位的耐磨性，可對(duì)其進(jìn)行表面淬火。 鑄鋼軸比鍛鋼軸的綜合力學(xué)性能(主要是韌性 )要低 。 少數(shù)情況下還可選用低碳鋼或高碳鋼來(lái)制造軸類(lèi)零件 。3 典型零件選材與工藝
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