機械工藝路線例子總結

機械工藝路線例子總結第1篇機械工藝路線例子總結第1篇材料的價格

零件材料的價格無疑應該盡量低。

材料的價格在產品的總成本中占有較大的比重，據有關資料統計，在許多工業(yè)部門中可占產品價格的30%～70%，因此設計人員要十分關心材料的市場價格。

零件的總成本

零件選用的材料必須保證其生產和使用的總成本最低。零件的總成本與其使用壽命、重量、加工費用、研究費用、維修費用和材料價格有關。

國家的資源

隨著工業(yè)的發(fā)展，資源和能源的問題日漸突出，選用材料時必須對此有所考慮，特別是對于大批量生產的零件，所用材料應該來源豐富并顧及我國資源狀況。另外，還要注意生產所用材料的能源消耗，盡量選用耗能低的材料。

機械工藝路線例子總結第2篇1.軸類零件的工作條件

(1)工作時主要受交變彎曲和扭轉應力的復合作用；

(2)軸與軸上零件有相對運動,相互間存在摩擦和磨損；

(3)軸在高速運轉過程中會產生振動,使軸承受沖擊載荷；

(4)多數軸會承受一定的過載載荷。

2.軸類零件的失效方式

(1)長期交變載荷下的疲勞斷裂（包括扭轉疲勞和彎曲疲勞斷裂）；

(2)大載荷或沖擊載荷作用引起的過量變形、斷裂；

(3)與其它零件相對運動時產生的表面過度磨損。

3.軸類零件的性能要求

(1)良好的綜合機械性能，足夠強度、塑性和一定韌性,以防過載斷裂、沖擊斷裂；

(2)高疲勞強度,對應力集中敏感性低,以防疲勞斷裂；

(3)足夠淬透性,熱處理后表面要有高硬度、高耐磨性,以防磨損失效；

(4)良好切削加工性能,價格便宜。

4.軸類零件材料及選材方法

1）材料

經鍛造或軋制的低、中碳鋼或合金鋼制造（兼顧強度和韌性，同時考慮疲勞抗力）；一般軸類零件使用碳鋼（便宜，有一定綜合機械性能、對應力集中敏感性較?。?5、40、45、50鋼，經正火、調質或表面淬火熱處理改善性能；載荷較大并要限制軸的外形、尺寸和重量，或軸頸的耐磨性等要求高時采用合金鋼，如40Cr、40MnB、40CrNiMo、20Cr、20CrMnTi等；也可以采用球墨鑄鐵和高強度灰鑄鐵作曲軸的材料。

2）選擇原則

根據載荷大小、類型等決定。主要受扭轉、彎曲的軸，可不用淬透性高的鋼種；受軸向載荷軸，因心部受力較大，應具有較高淬透性。

5.典型軸的選材

3）機床主軸選材

以C620車床主軸為例進行選材。

該主軸受交變彎曲和扭轉復合應力作用，但載荷和轉速均不高，沖擊載荷也不大，所以具有一般綜合機械性能即可滿足要求。但大端的軸頸、錐孔與卡盤、頂尖之間有摩擦，這些部位要求有較高的硬度和耐磨性。

圖23

4）內燃機曲軸選材

工作條件

曲軸受彎曲、扭轉、剪切、拉壓、沖擊等交變應力，還可造成曲軸的扭轉和彎曲振動，產生附加應力；應力分布不均勻；曲軸頸與軸承有滑動摩擦。

性能要求

曲軸的失效形式主要是疲勞斷裂和軸頸嚴重磨損。因此材料要有高強度、一定的沖擊韌性、足夠彎曲、扭轉疲勞強度和剛度，軸頸表面有高硬度和耐磨性。

曲軸材料

鍛鋼曲軸：優(yōu)質中碳鋼和中碳合金鋼，如35、40、45、35Mn2、40Cr,35CrMo鋼等；

鑄造曲軸：鑄鋼、球墨鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵及合金鑄鐵等,如ZG25、QT600-3、QT700-2、KTZ450-5、KTZ500-4等。

5）175A型農用柴油機曲軸選材

性能要求

農用柴油機曲軸功率和承受載荷不大；但滑動軸承中工作軸頸部要有較高硬度及耐磨。要求σb≥750MPa,整體硬度240HBS～260HBS,軸頸表面硬度≥625HV,δ≥2%,ak≥150kJ/m2。

曲軸材料

QT700-2n

工藝路線

鑄造－高溫正火－高溫回火－切削加工－軸頸氣體滲氮。

汽車發(fā)動機曲軸也可用45、40Cr鋼制造，經過模鍛、調質、切削加工后,在軸頸部位進行表面淬火。

機械工藝路線例子總結第3篇切削加工使用的車刀、銑刀、鉆頭、鋸條、絲錐、板牙等工具統稱為刃具。

1.刃具的工作條件

(1)刃具切削材料時，受到被切削材料的強烈擠壓，刃部受到很大的彎曲應力。某些刃具(如鉆頭、鉸刀)還會受到較大的扭轉應力作用。

(2)刃具刃部與被切削材料強烈摩擦，刃部溫度可升到500oC～600oC。

(3)機用刃具往往承受較大的沖擊與震動。

2.刃具的失效形式

(1)磨損

由于摩擦，刃具刃部易磨損，這不但增加了切削抗力，降低切削零件表面質量，也由于刃部形狀變化，使被加工零件的形狀和尺寸精度降低。

(2)斷裂

刃具在沖擊力及震動的作用下折斷或崩刃。

(3)刃部軟化

由于刃部溫度升高，若刃具材料的紅硬性低或高溫性能不足，使刃部硬度顯著下降，喪失切削加工能力。

3.刃具材料的性能要求

(1)高硬度，高耐磨性。硬度一般要大于62HRC；(2)高的紅硬性；

(3)強韌性好；

(4)高的淬透性?？刹捎幂^低的冷速淬火，以防止刃具變形和開裂。

4.刃具的選材

制造刃具的材料有碳素工具鋼、低合金刃具鋼、高速鋼、硬質合金和陶瓷等，根據刃具的使用條件和性能要求不同進行選用。

（1）簡單的手用刃具

手鋸鋸條、銼刀、木工用刨刀、鑿子等簡單、低速的手用刃具紅硬性和強韌性要求不高，主要的使用性能是高硬度、高耐磨性。因此可用碳素工具鋼制造。如T8、T10、T12鋼等。碳素工具鋼價格較低,但淬透性差。

（2）低速切削、形狀較復雜的刃具

絲錐、板牙、拉刀等可用低合金刃具鋼9SiCr、CrWMn制造。因鋼中加入了Cr、W、Mn等元素,使鋼的淬透性和耐磨性大大提高,耐熱性和韌性也有所改善,可在<300oC的溫度下使用。

（3）高速切削用的刃具

1)用高速鋼(W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等)制造

高速鋼具有高硬度、高耐磨性、高的紅硬性、好的強韌性和高的淬透性的特點,因此在刃具制造中廣泛使用,用來制造車刀、銑刀、鉆頭和其它復雜、精密刀具。高速鋼的硬度為62HRC～68HRC,切削溫度可達500oC～550oC,價格較貴。

2)硬質合金制造

硬質合金是由硬度和熔點很高的碳化物(TiC、WC)和金屬用粉末冶金方法制成,常用硬質合金的牌號有YG6、YG8、YT6、YT15等。硬質合金的硬度很高(89HRA～94HRA),耐磨性、耐熱性好,使用溫度可達1000oC。它的切削速度比高速鋼高幾倍。硬質合金制造刀具時的工藝性比高速鋼差。一般制成形狀簡單的刀頭,用釬焊的方法將刀頭焊接在碳鋼制造的刀桿或刀盤上。硬質合金刀具用于高速強力切削和難加工材料的切削。硬質合金的抗彎強度較低,沖擊韌性較差,價格貴。

3)用陶瓷制造

陶瓷硬度極高、耐磨性好、紅硬性極高,也用來制造刃具。熱壓氮化硅(Si3N4)陶瓷顯微硬度為5000HV,耐熱溫度可達1400oC。立方氮化硼的顯微硬度可達8000HV～9000HV,允許的工作溫度達1400oC～1500oC。陶瓷刀具一般為正方形、等邊三角形的形狀,制成不重磨刀片,裝夾在夾具中使用。用于各種淬火鋼、冷硬鑄鐵等高硬度難加工材料的精加工和半精加工。陶瓷刀具抗沖擊能力較低,易崩刃。

5.刃具選材舉例

小結

1.齒輪

主要要求疲勞強度，特別是彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度。根據受力分析，齒輪類零件選用低、中碳鋼或其合金鋼，如機床齒輪用中碳鋼或中碳合金鋼，汽車齒輪用合金滲碳鋼。

2.軸類零件

要求強度并兼顧沖擊韌性和表面耐磨性。軸一般用鍛造或軋制的低、中碳鋼或合金鋼制造，如機床主軸可選用45鋼，內燃機曲軸主要用優(yōu)質中碳鋼或中碳合金鋼制造。

3.彈簧

主要要求高的彈性極限、高的屈強比和高的疲勞強度。彈簧一般選用碳素鋼、合金彈簧鋼和銅合金等金屬材料制造，如汽車彈簧用65Mn、60Si2Mn鋼制造，氣門彈簧用50CrMn、55SiMnMoV等鋼制造。

4.刃具

主要要求硬度、耐磨性和紅硬性?？筛鶕煌氖褂脳l件選用碳素工具鋼、低合金刃具鋼、高速鋼、硬質合金和陶瓷等，如手動刃具可用T8、T10等碳素工具鋼，低速切削刃具可用低合金刃具鋼9SiCr、CrWMn制造，高速切削刃具需選用高速鋼W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2制造等。

機械工藝路線例子總結第4篇1.齒輪的工作條件

(1)由于傳遞扭矩，齒根承受很大的交變彎曲應力；

(2)換擋、啟動或嚙合不均時，齒部承受一定沖擊載荷；

(3)齒面相互滾動或滑動接觸，承受很大的接觸壓應力及摩擦力的作用。

2.齒輪的失效形式

(1)疲勞斷裂

主要從根部發(fā)生；

(2)齒面磨損

由于齒面接觸區(qū)摩擦，使齒厚變小；

(3)齒面接觸疲勞破壞

在交變接觸應力作用下，齒面產生微裂紋，微裂紋的發(fā)展，引起點狀剝落(或稱麻點)；

(4)過載斷裂

主要是沖擊載荷過大造成的斷齒。

3.齒輪材料的性能要求

(1)高的彎曲疲勞強度；

(2)高的接觸疲勞強度和耐磨性；

(3)較高的強度和沖擊韌性。

此外，還要求有較好的熱處理工藝性能，如熱處理變形小等。

4.齒輪類零件的選材

齒輪材料要求的性能主要是疲勞強度，尤其是彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度。表面硬度越高，疲勞強度也越高。齒心應有足夠的沖擊韌性，目的是防止輪齒受沖擊過載斷裂。

從以上兩方面考慮，選用低、中碳鋼或其合金鋼。它們經表面強化處理后，表面有高的強度和硬度，心部有好的韌性，能滿足使用要求。此外，這類鋼的工藝性能好，經濟上也較合理，所以是比較理想的材料。

5.典型齒輪選材舉例

機械工藝路線例子總結第5篇使用性能

使用性能主要是指零件在使用狀態(tài)下材料應該具有的機械性能、物理性能和化學性能。對大量機器零件和工程構件，則主要是機械性能。對一些特殊條件下工作的零件，則必須根據要求考慮到材料的物理、化學性能。材料的使用性能應滿足使用要求。

零件使用的工時條件

（1）受力狀況

主要是載荷的類型(例如動載、靜載、循環(huán)載荷或單調載荷等)和大??；載荷的形式；載荷的特點等。

（2）環(huán)境狀況

主要是溫度特性、介質情況等。

（3）特殊要求

如對導電性、磁性、熱膨脹、密度、外觀等的要求。

根據使用性能對零件進行選材的步驟

第一步:

通過對零件工作條件和失效形式的全面分析，確定零件對使用性能的要求；

第二步:

利用使用性能與實驗室性能的相應關系，將使用性能具體轉化為實驗室機械性能指標；

第三步:

根據零件的幾何形狀、尺寸及工作中所承受的載荷，計算出零件中的應力分布；

第四步:

由工作應力、使用壽命或安全性與實驗室性能指標的關系，確定對實驗室性能指標要求的具體數值；

第五步:

利用手冊根據使用性能選材。

常見零件的工作和失效形式

由于零件所要求的機械性能數據，不能簡單地同手冊、書本中所給出的完全等同相待，還必須注意以下情況：

1）材料的性能不單與化學成分有關，也與加工、處理后的狀態(tài)有關。

2）材料的性能與加工處理時試樣的尺寸有關，必須考慮零件尺寸與手冊中試樣尺寸的差別，進行適當的修正。

3）材料的化學成分、加工處理的工藝參數本身都有一定波動范圍。

機械工藝路線例子總結第6篇材料的工藝性能應滿足生產工藝的要求，這是選材必須考慮的問題。

1.性能要求不高的一般金屬零件選材的工藝路線

毛坯→正火或退火→切削加工→零件。

2.性能要求較高的金屬零件選材的工藝路線

毛坯→預先熱處理(正火、退火)→粗加工→最終熱處理(淬火、回火，固溶時效或滲碳處理等)→精加工→零件。

3.性能要求較高的精密金屬零件選材的工藝路線

毛坯→預先熱處理(正火、退火)→粗加工→最終熱處理(淬火、低溫回火、固溶、時效或滲碳)→半精加工→穩(wěn)定化處理或氮化→精加工→穩(wěn)定化處理→零件。

這類零件除了要求有較高的使用性能外，還要有很高的尺寸精度和表面光潔度。

機械工藝路線例子總結第7篇彈簧是一種重要的機械零件。它的基本作用是利用材料的彈性和彈簧本身的結構特點，在載荷作用產生下變形時，把機械功或動能轉變?yōu)樾巫兡?；在恢復變形時，把形變能轉變?yōu)閯幽芑驒C械功。

彈簧按形狀分主要有螺旋彈簧(壓縮、拉伸、扭轉彈簧)、板彈簧、片彈簧和蝸卷彈簧幾種。

1.彈簧有下列用途：

(1)緩沖或減振

如汽車、拖拉機、火車中使用的懸掛彈簧。

(2)定位

如機床及其夾具中利用彈簧將定位銷(或滾珠)壓在定位孔(或槽)中。

(3)復原

外力去除后自動恢復到原來位置，如汽車發(fā)動機中的氣門彈簧。

(4)儲存和釋放能量

如鐘表、玩具中的發(fā)條。

(5)測力

如彈簧稱、測力計中使用的彈簧。

2.彈簧的工作條件

(1)彈簧在外力作用下壓縮、拉伸、扭轉時，材料將承受彎曲應力或扭轉應力。

(2)緩沖、減振或復原用的彈簧承受交變應力和沖擊載荷的作用。

(3)某些彈簧受到腐蝕介質和高溫的作用。

3.彈簧的失效形式

(1)塑性變形

在外載荷作用下，材料內部產生的彎曲應力或扭轉應力超過材料本身的屈服應力后，彈簧發(fā)生塑性變形。外載荷去掉后，彈簧不能恢復到原始尺寸和形狀。

(2)疲勞斷裂

在交變應力作用下，彈簧表面缺陷(裂紋、折迭、刻痕、夾雜物)處產生疲勞源，裂紋擴展后造成斷裂失效。

(3)快速脆性斷裂

某些彈簧存在材料缺陷(如粗大夾雜物，過多脆性相)、加工缺陷(如折迭、劃痕)、熱處理缺陷(淬火溫度過高導致晶粒粗大，回火溫度不足使材料韌性不夠)等，當受到過大的沖擊載荷時，發(fā)生突然脆性斷裂。

(4)腐蝕斷裂及永久變形

在腐蝕性介質中使用的彈簧易產生應力腐蝕斷裂失效。高溫使彈簧材料的彈性模量和承載能力下降，高溫下使用的彈簧易出現蠕變和應力松弛，產生永久變形。

4.彈簧材料的性能要求

(1)高的彈性極限σe和高的屈強比σs/σb

彈簧工作時不