机械零件的常用材料和结构工艺性

机械零件的常用材料和结构工艺性 ?1-1机械零件的常用材料及其选用?1-2机械零件的结构工艺性?1-3机械设计中的标准化2? 一、机械零件的常用材料钢铁金属材料非铁合金铜，铝及其合金非金属材料塑料，橡胶，玻璃，木材等复合材料纤维增强塑料、金属陶瓷等3? 1、钢钢是一种碳的质量分数低于2%的铁碳合金。 按用途分结构钢，工具钢，特殊钢结构钢按化学成份分碳素钢，低合金钢，合金钢4?1）普通碳素结构钢命名方式用该种材料当其厚度（或直径）16mm是的屈服点值前面加Q来表示。 例Q235-A。 普通碳素结构钢在冶炼时主要控制其力学性能5?2）优质碳素结构钢命名方式钢的牌号用两位数字表示，用以表明该种钢的平均碳的质量分数为万分之几，如30钢。 0.25%0.6%2%6?3）合金结构钢在碳素结构钢中添加合金元素后为合金结构钢。 添加合金元素的目的在于改善钢力学性能、工艺性能及物理性能等。 命名方式用数字和合金元素符号表示。 例如20Mn2。 对于含硫、磷杂质较少的高级优质钢，在钢牌号后加注“A”来表示，如50CrVA。 78?4）铸钢命名方式由“铸钢”二字的汉语拼音字首和材料的屈服点与抗拉强度所组成。 9?2铸铁碳的质量分数高于2%的铁碳合金为铸铁。 常用的铸铁有灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和合金铸铁等。 灰铸铁应用最多。 命名方式由“灰铁”二字汉语拼音字首和材料的最小抗拉强度值（采用30mm试棒）所组成。 10?3.有色金属?1）铜及铜合金常用的铜合金有黄铜和青铜之分，黄铜为锌的质量分数较高（15%）的铜锌合金；青铜又分为锡青铜（铜和锡的合金）和无锡青铜（铜与铅、铝、镍、锰、硅、铍等的合金）。 铜合金可以铸造，也可以压力加工（以板、棒、管型供应）。 11?2）铝及铝合金铝及铝合金是应用最广的轻金属，纯铝有良好的塑性、耐蚀性、导电性、导热性和焊接性，但强度、硬度较低。 在铝中加入合金元素硅、铜、镁、锰、锌等，可以获得质量轻强度高的零件。 12?4工程塑料工程塑料是在工程中用来作结构或传动件材料的塑料，它有的强度，质量轻，绝缘性、减摩耐磨性、耐蚀性、耐热性好等。 13?钢的热处理是将钢在固态下进行不同温度的加热、保温和冷却的工艺方法，促使其内部组织结构发生变化，从而达到提高零件的力学性能和改善其工艺性能的目的。 14?1.退火、正火?把钢加热到临界温度（在钢的固态范围内，引起钢内部组织结构发生变化的温度）以上，然后随炉缓冷的过程称为退火。 其目的是降低材料的硬度，提高塑性，细化结晶组织结构，改善切削加工性能，消除铸、锻件及焊接件等由于冷热变形所引起的内应力。 ?正火和退火的工艺过程相似，所不同的是正火是在空气中冷却，离去速度较快，因而可以获得较细的结晶组织结构，改善材料的综合力学性能，得到较高的强度和硬度。 15?2.淬火、回火、调质把钢加热到临界温度以上，保温一定时间，然后使之在水或油中迅速冷却的过程称为淬火。 一回火是把淬火后的零件再次加热到定温度（低于临界温度），保温一定时间，然后在空气中冷却。 根据要求的不同，可以采用不用的回火温度，回火温度越高，材料的硬度和强度下降愈多，而塑性和韧性则显著提高。 16?低温回火（150250），主要用来降低材料的脆性和淬火毅力，并能保持高的硬度，适用于要求高硬度的耐磨零件，如刀具、模具等。 ?中温回火（350500），目的在于保持一定韧性的条件下，提高材料的弹性和屈服点，主要用于各种弹簧和承受冲击的零件。 ?高温回火（500650），淬火加高温回火的工艺过程称为调质。 调质处理可以提高和改善材料的综合力学性能。 所以一些重要的受力零件，特别是一些在变应力下工作的零件，如连杆、齿轮、轴等，常采用调质处理。 1718?3.化学热处理?化学热处理是把零件放入化学介质（如碳、氮等）中加热、保温，使介质中元素渗入零件表层中，作其化学成分改变，从而使表层的组织性能变化。 ?1）渗碳常用于低碳钢或低碳合金钢，渗碳使零件表层碳的质量分数增高，然后通过淬火，使表面的硬度和耐磨性提高，而心部仍保持良好的塑性和韧性，使零件即耐磨又抗冲击。 ?2）渗氮（氮化）渗氮是在零件表面形成一层高硬度的氮化层，以提高零件表面的耐磨性和抗疲劳强度，渗氮温度较低，零件变形小；但渗氮层较薄，不能承受大的压力和冲击。 ?3）碳氮共渗（氰化）碳氮共渗工艺是在碳氮共渗后淬火加低温回火，其渗层的硬度和耐磨性比渗碳层高。 由于碳氮共渗温度比渗碳温度低，过零件变形小。 碳氮共渗常用于低碳钢或中碳钢。 19?1.使用方面的要求1）零件所受载荷的大小和性质，以及应力状态2）零件的工作条件3）对零件尺寸及重量有限制4）零件的重要程度5）其他特殊要求如导电性、抗磁性等。 20?2.工艺方面的要求所选用材料要保证零件能后方便地造出来。 ?3.经济方面的要求所选材料应保证零件能最经济地制造出来。 21?良好的工艺性是指能以最低的成本和最少的劳动量将零件制造出来，并便于装配、维修和更换。 ?1.要便于零件毛坯的制造零件的结构现状和零件毛坯的制造是互相影响的。 零件结构的复杂程度和尺寸大小，往往决定了毛坯的制造方法；而毛坯的知之方法又反过来影响着零件的结构设计。 零件毛坯有铸件、锻件、转制件、冲压件和焊接件等。 2223242526?2.要便于零件的机械加工机械加工是获得零件精确现状、尺寸和表面质量的主要方法。 常用的机械加工方法有车、铣、刨、磨、镗、钻、铰等。 加工方法不同，对零件结构工艺性要求也不同。 272829?3.要便于零件的装卸和可靠定位在作零件的结构设计时，还一考虑装配工艺性问题，即零件要能装得上和卸的下，装卸要方便。 零件在安装时，要难能得到可靠而准确的定位。 303132?为了有利于保证产品质量，减轻设计工作量，便于零部件的互换和组织专业化的大生产，以降低生产成本。 国家和各部委等一制订了系列的标准，分别称为国家标准（GB）、行业标准（如机械行业标准JB），黑色冶金行业标准YB）和专业标准准。 33?我国为了便于加强对国标的管理和监督执行，将国标分为两大类。 ?一类是强制性国家标准，其代号为GBxxxx（为标准序号）xxxx（为批准年代），如GB58421996（液化石油气钢瓶），GB155781995（电阻焊机的安全要求）。 强制性国标只占整个国标中的极少数，但必须严格遵照执行，否则就是违法。 ?另一类为推荐性国家标准，其代号为GB/Txxxxxxxx，如GB/T123681990（锥齿轮模数）。 这类标准占整个国标中的绝大多数。 如无特殊理由和特殊需要，必须遵守这些国标，以期取得事半功倍的效果。