gc12-2典型零件选材.ppt

工程材料及应用多媒体教案ENGINEERINGMATERIALS第四章第四节典型工件的选材及工艺路线设计内容提要:本章重点阐明齿轮、轴类零件、弹簧和刃具的工作条件、失效形式、性能要求及选材分析,举例说明典型工件的工艺路线。 学习目标:本章是课程的重点章。要求掌握齿轮(机床和汽车齿轮)、轴类零件、刃具的选材,进行工艺路线分析。熟悉弹簧的选材。2 轴类零件选材  ☆老师提示:(1)工作时主要受交变弯曲和扭转应力的复合作用;(2)轴与轴上零件有相对运动,相互间存在摩擦和磨损;(3)轴在高速运转过程中会产生振动,使轴承受冲击载荷;(4)多数轴会承受一定的过载载荷。(1)长期交变载荷下的疲劳断裂。(包括扭转疲劳和弯曲疲劳断裂);直升飞机螺旋桨驱动齿轮轴扭断(2)大载荷或冲击载荷引起的过量变形、断裂;(3)表面过度磨损。(1)良好的综合机械性能,足够强度、塑性和一定韧性,以防过载断裂、冲击断裂;(2)高疲劳强度,对应力集中敏感性低,以防疲劳断裂;(3)足够淬透性,热处理后表面要有高硬度、高耐磨性,以防磨损失效;(4)良好切削加工性能,价格便宜。一、材料经锻造或轧制的低、中碳钢或合金钢制造(兼顾强度和韧性,同时考虑疲劳抗力);●一般轴类零件使用碳钢。如35、40、45、50钢;●载荷较大、轴颈的耐磨性要求高时采用合金调质钢:40Cr、40MnB、40CrNiMo或者渗碳钢:20Cr、20CrMnTi●曲轴可采用球墨铸铁和高强度灰铸铁。二、选择原则根据载荷大小、类型等决定。●主要受扭转、弯曲的轴,可不用淬透性高的钢种;●受轴向载荷轴,因心部受力较大,材料应具有较高淬透性。    一、机床主轴选材主轴受交变弯曲和扭转复合应力作用,载荷和转速不高,冲击载荷不大。具有一般综合机械性能即可满足要求。C620车床主轴简图大端的轴颈、锥孔与卡盘、顶尖之间有摩擦,这些部位要求有较高的硬度和耐磨性。●C620车床主轴主轴用45钢制造。  ☆练习:制定工艺路线其它主轴材料:   ●载荷较大的主轴用40Cr钢制造。●承受较大冲击载荷和疲劳载荷的主轴用合金渗碳钢(20Cr或20CrMnTi)制造。二、内燃机曲轴选材  、性能要求、材料  (1)工作条件 曲轴受弯曲、扭转、剪切、拉压、冲击等交变应力。造成曲轴的扭转和弯曲振动,应力分布不均匀;曲轴颈与轴承有滑动摩擦。(2)性能要求 失效形式主要是疲劳断裂和轴颈严重磨损。材料要有高强度、一定的冲击韧性。要有足够弯曲、扭转疲劳强度和刚度。轴颈表面有高硬度和耐磨性。