機械設計基礎機械零件常用材料和結構工藝性

1、1機械零件的常用材料和結構工藝性機械零件的常用材料和結構工藝性機械零件的常用材料和結構工藝性機械零件的常用材料和結構工藝性1 機械零件的常用材料及其選用機械零件的常用材料及其選用2 機械零件的結構工藝性機械零件的結構工藝性3 機械設計中的標準化機械設計中的標準化2機械零件的常用材料和結構工藝性機械零件的常用材料和結構工藝性1 機械零件的常用材料及其選用機械零件的常用材料及其選用一、常用材料一、常用材料金屬材料：非金屬材料：復合材料：黑色金屬：鋼、鑄鐵有色金屬：銅、鋁及其合金工程塑料、橡膠、玻璃、皮革、木材等纖維增強塑料、金屬陶瓷等1、鋼、鋼：含碳量低于2%的鐵碳合金。 鋼的強度較高，塑性較好制

2、造機件時可以軋制、鍛造、沖壓、焊接和鑄造，并且可以用熱處理方法獲得高的機械性能或改善切削性能，因此鋼是機械制造中應用最廣和極為重要的材料。 鋼的種類很多，常用的分類方法有：3機械零件的常用材料和結構工藝性機械零件的常用材料和結構工藝性按化學成分：碳素鋼：合金鋼：低碳鋼：含碳量 0.5%含碳量 1%碳鋼中加入合金元素按質量：普通鋼：優(yōu)質鋼：按用途：結構鋼：工具鋼：特殊鋼：制造刀具、量具、模具等不銹鋼、耐熱鋼等4機械零件的常用材料和結構工藝性機械零件的常用材料和結構工藝性2、鑄鐵、鑄鐵：含碳量大于2%的鐵碳合金。灰鑄鐵：球墨鑄鐵： 3、有色金屬、有色金屬： 在工業(yè)上，把鐵以外的金屬統稱為有色金屬有

3、色金屬，以有色金屬為主要元素組成的合金稱為有色金屬合金。 如：銅合金和鋁合金等。 鑄鐵屬脆性材料，不能輾壓和鍛造，不易焊接；但其熔點較低，流動性好，因此可以鑄造出形狀復雜的鑄件。含碳量 1%，QT 4、非金屬材料、非金屬材料： 工程塑料、橡膠、玻璃、陶瓷、皮革、木材、紙板、毛氈等5機械零件的常用材料和結構工藝性機械零件的常用材料和結構工藝性二、熱處理二、熱處理 金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時間后，又以不同速度冷卻，通過改變金屬材料表面或內部的組織結構來控制其力學、物理、化學性能和改善其工藝性能以獲得不同的使用性能的一種工藝。 金屬熱處理是機械制造

4、中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分，而是通過改變工件內部的顯微組織，或改變工件表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量，而這一般不是肉眼所能看到的。 熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接，不可間斷。 加熱是熱處理的重要工序之一。加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數之一，選擇和控制加熱溫度 ，是保證熱處理質量的主要問題。6機械零件的常用材料和結構工藝性機械零件的常用材料和結構工藝性 冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。 金屬

5、熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理三大類。根據加熱介質、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類又可區(qū)分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。 整體熱處理是對工件整體加熱，然后以適當的速度冷卻，以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。 退火是將工件加熱到適當溫度，根據材料和工件尺寸采用不同的保溫時間，然后進行緩慢冷卻，目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進一步淬火作組織準備。7機械零件的常用材料和結構工藝性機械零件的常用材料和結構工

6、藝性 正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細，常用于改善材料的切削性能，也有時用于對一些要求不高的零件作為最終熱處理。 淬火是將工件加熱保溫后，在水、油或其它無機鹽、有機水溶液等淬冷介質中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時變脆。 為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于650的某一適當溫度進行長時間的保溫，再進行冷卻，這種工藝稱為回火。 退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關系密切，常常配合使用，缺一不可。 “四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同，又演變出不同的熱處理工藝 。為了獲得一定的強度和韌性，把淬火和高

7、溫回火結合起來的工藝，稱為調質。8機械零件的常用材料和結構工藝性機械零件的常用材料和結構工藝性 某些合金淬火形成過飽和固溶體后，將其置于室溫或稍高的適當溫度下保持較長時間，以提高合金的硬度、強度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱為時效處理。 把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結合起來進行，使工件獲得很好的強度、韌性配合的方法稱為形變熱處理；在負壓氣氛或真空中進行的熱處理稱為真空熱處理，它不僅能使工件不氧化，不脫碳，保持處理后工件表面光潔，提高工件的性能，還可以通入滲劑進行化學熱處理。 表面熱處理是只加熱工件表層，以改變其表層力學性能的金屬熱處理工藝。為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳入工件內部

8、，使用的熱源須具有高的能量密度，即在單位面積的工件上給予較大的熱能，使工件表層或局部能短時或瞬時達到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應加熱熱處理，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應電流、激光和電子束等。9機械零件的常用材料和結構工藝性機械零件的常用材料和結構工藝性三、選用材料的一般原則三、選用材料的一般原則 1、使用要求、使用要求 零件的載荷大小、性質及其應力狀況； 零件的工作條件； 零件的尺寸及重量的限制； 零件的重要性； 特殊要求。 2、工藝要求、工藝要求 便于制造毛坯； 便于切削加工； 便于裝拆和維修 良好的結構工藝性3、經濟要求、經濟要求10機械零件的常用材料和結構工藝性機

9、械零件的常用材料和結構工藝性 機械零部件的工藝性問題是現代工業(yè)生產中提高效益、確保產品質量的關鍵。 零部件的結構應滿足在制造、維修全過程中符合科學性、可行性和經濟性的要求。 工藝性具有整體性、相對性和靈活性的特點。 零件的結構設計是機械設計工作中最重要的環(huán)節(jié)之一。零件的結構設計就是要確定零件的形狀、尺寸、配合精度和制造精度等。 零件的結構設計注意事項： 1、便于零件毛坯的制造 2、便于零件的機械加工 3、便于零件的裝卸和定位2 機械零件的結構工藝性機械零件的結構工藝性11機械零件的常用材料和結構工藝性機械零件的常用材料和結構工藝性3 機械設計中的標準化機械設計中的標準化 為在一定的范圍內獲得最

10、佳秩序，對活動或其結果規(guī)定共同的和重復使用的規(guī)則、導則或特性的文件，稱為標準標準。 標準化標準化：為在一定的范圍內獲得最佳秩序，對實際的或潛在的問題制定共同的和重復使用的規(guī)則的活動。它包括制定、發(fā)布及實施標準的過程。標準化的重要意義是改進產品、過程和服務的適用性，防止貿易壁壘，促進技術合作。 標準化的基本原理通常是指統一原理、簡化原理、協調原理和最優(yōu)化原理。標準化的基本特性主要包括以下幾個方面：抽象性；技術性；經濟性；連續(xù)性，亦稱繼承性；約束性；政策性。 中華人民共和國標準化法將我國標準分為國家標準、行業(yè)標準、地方標準、企業(yè)標準四級。12機械零件的常用材料和結構工藝性機械零件的常用材料和結構工藝性 我國的國家標準由國務院標準化行政主管部門制定；行業(yè)標準由國務院有關行政主管部門制定；地方標準由省、自治區(qū)和直轄市標準化行政主管部門制定；企業(yè)標準由企業(yè)自己制定。 具有法律屬性，在一定范圍內通過法律、行政法規(guī)等手段強制執(zhí)行的標準是強制性標準（GB）；其他標準是推薦性標準（GB/T）。 強制性國家標準：