機(jī)械零件的失效與選用(編輯修改稿)
2024-09-12 03:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ： 下料一鍛造一正火一粗加工一調(diào)質(zhì)一精加工 一輪齒高頻淬火 +低溫回火一精磨 （ 1）機(jī)床齒輪 機(jī)床變速箱齒輪 34 熱處理的目的 正火處理 可消除鍛造應(yīng)力，均勻組織，便于切削加工。 調(diào)質(zhì)處理 可使齒輪具有較高的 綜合力學(xué)性能 ，心部有足夠的強(qiáng)度和韌性。 高頻淬火 +低溫回火 是決定齒輪表面性能的關(guān)鍵工序。通過高頻淬火， 提高輪齒表面硬度，提高表面耐磨性， 并使輪齒表面有殘余壓應(yīng)力存在，從而提高了 抗疲勞破壞 的能力。低溫回火 消除淬火應(yīng)力 。 工藝路線： 下料一鍛造一正火一粗加工一調(diào)質(zhì)一精加工 一輪齒高頻淬火 +低溫回火一精磨 35 例 題 ?C618機(jī)床變速箱齒輪（尺寸不大，厚 15mm）工作時轉(zhuǎn)速較高，性能要求如下：齒的表面硬度 50～ 56HRC，齒心部硬度 22~25HRC，整體強(qiáng)度 σb=760～ 800MPa，整體韌性ａ K=40～ 60J/cm2 。請從下列材料中進(jìn)行合理選用，并制訂其工藝流程： 3 4 T1 20CrMnTi、38CrMoAl、 0Cr18Ni9Ti、 W18Cr4V。 選用 45 其加工工藝路線為：下料 → 鍛造 → 正火 （ 840℃ ～ 860℃ 空冷）→ 機(jī)加工 → 調(diào)質(zhì) （ 840℃ ～ 860℃ 水淬， 500℃ ～ 550℃ 回火） →精加工 → 高頻表面淬火 （ 880℃ ～ 900℃ 水冷） → 低溫回火（ 200℃ 回火） → 精磨。 36 （ 2）汽車齒輪 ?汽車齒輪受力較大，受沖擊頻繁，其耐磨性、疲勞強(qiáng)度、心部強(qiáng)度以及沖擊韌性等，均 要求比機(jī)床齒輪高 。 ?采用 低碳合金鋼進(jìn)行滲碳處理 來作重要齒輪。 20Cr或 20CrMnTi 齒輪的工藝路線為 ： 下料一鍛造一正火一切削加工一滲碳、淬火及低溫回火一噴丸一磨削加工 汽車后橋齒輪 37 熱處理目的： 正火： 消除鍛造應(yīng)力，均勻組織，使同批坯料具有相同的硬度，便于切削加工，改善齒輪表面加工質(zhì)量。 滲碳、淬火及低溫回火： 滲碳后表面碳含量大大提高，保證淬火后得到 高硬度 ， 提高耐磨性和接觸疲勞抗力 。由于合金元素提高淬透性，淬火、回火后可使 心部獲得較高的強(qiáng)度和足夠的沖擊韌性 。 噴丸處理 增大表層壓應(yīng)力，有利于 提高疲勞強(qiáng)度 ，并清除氧化皮。 下料一鍛造一正火一切削加工一滲碳、淬火及低溫回火一噴丸一磨削加工 38 例 題 ? 有一載重汽車變速箱齒輪，使用中受一定沖擊，負(fù)載較重，齒表面要求耐磨，硬度為 58～ 63HRC，齒心部硬度 33～45HRC，其余力學(xué)性能要求為 :σb ≥1000Mpa ， σ1≥440Mpa ， a K ≥95J/cm2 。試從下列材料中選擇制造該齒輪的合適鋼種，制訂工藝流程，分析每步熱處理的目的及其組織。 3 4 T1 20CrMnTi、 38CrMoAl、0Cr18Ni9Ti、 W18Cr4V。 制造該齒輪的適宜鋼種為 20CrMnTi 39 ? 加工工藝路線： ? 下料 → 鍛造 → 正火 （ 950℃ ～ 970℃ 空冷） → 機(jī)加工 → 滲碳 （ 920℃ ～950℃ 滲碳 6～ 8小時） → 預(yù)冷淬火 （預(yù)冷至 870℃ ～ 880℃ 油冷） → 低溫回火 → 噴丸 → 磨削。 ? 熱處理的目的及相應(yīng)組織： ? 正火 ：細(xì)化、均勻組織，改善鍛造后組織，提高其切削加工性。組織為 Ｆ＋ S 。 ? 滲碳： 表面獲得高碳，保證經(jīng)淬火后得到高硬度、高耐磨性。滲碳溫度下對應(yīng)的組織為 Ａ 。 ? 預(yù)冷淬火： 齒表面獲得高硬度、高耐磨性，組織為 高碳Ｍ +碳化物 + 殘余 A；齒心部強(qiáng)、韌結(jié)合，組織為 低碳Ｍ +F+T。 ? 低溫回火： 減少淬火應(yīng)力、穩(wěn)定組織，組織為： 表面 M回 +碳化物 + 殘余 A ，心部 M回 + F + T 。 40 (1)軸類零件工作時主要受 交變彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 的復(fù)合作用； (2)軸與軸上零件有相對運動，相互間存在 摩擦和磨損； (3)軸在高速運轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生振動，使軸承受 沖擊載荷； (4)多數(shù)軸會承受一定的 過載 載荷。 軸類零件選材 1 軸類零件的工作條件 41 (1)長期交變載荷下的疲勞斷裂 (2)過量變形甚至斷裂 。 (3)表面過度磨損等。 2 軸類零件的失效方式 (1)良好的綜合機(jī)械性能 (2)高的疲勞強(qiáng)度 (3)高耐磨性 (4)良好的切削加工性能，價格便宜。 3 軸類零件的性能要求 軸頸被埋嵌在軸承中的硬
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