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1、工程材料与热加工基础程晓宇,工程材料与热加工基础第十二章零件毛坯的选择与材料的选用,机械工程系金工教研室,工程材料与热加工基础程晓宇,第十二章零件毛坯的选择与材料的选用,材料选用的一般原则选材的基本过程与失效分析典型零件的选材零件毛坯的选择,工程材料与热加工基础程晓宇,第一节 材料选用的一般原则,1.材料的力学性能:根据零件的工作条 件、损坏(或失效)形式,选择满足力 学性能的材料。,2.材料的工艺性能:对零件加工生产有 直接的影响,甚至是决定性的。,3.材料的经济性:主要是性价比。,工程材料与热加工基础程晓宇,第二节选材的基本过程与失效分析,选择材料的基本过程零件的失效分析,工程材料与热加工
2、基础程晓宇,材料的相对价格,工程材料与热加工基础程晓宇,一.选择材料的基本过程,工程材料与热加工基础程晓宇,二.零件的失效分析,1.定义:零件不能正常和安全的工作,即零件失效。,2.原因,结构或形状设计不合理。,材料的选择不合理。,加工工艺不合理。,安装与使用不合理。,工程材料与热加工基础程晓宇,3.形式,过量变形失效,过量弹性变形,过量塑性变形,断裂失效,韧性断裂,应力腐蚀断裂,蠕变断裂,疲劳断裂,低应力断裂,脆性断裂,表面损伤失效,磨损,接触疲劳,腐蚀,工程材料与热加工基础程晓宇,第三节 典型零件的选材及工艺分析,机床主轴汽车半轴机床齿轮汽车齿轮,工程材料与热加工基础程晓宇,一.C616
3、416车床主轴,一)工作条件:1.该轴在滚动轴承中运转。2.承受中等负荷,承受一定的冲击力。3.转速中等。,二)技术要求:1.整体调质后硬度应为HB200230,金相组 织为回火索氏体。2.内锥孔和外圆锥面处硬度为HRC4550,表面35mm内金相组织为回火屈氏体和 少量回火马氏体。3.花键部分硬度HRC4850,金相组织同上。,工程材料与热加工基础程晓宇,三)选材:45钢。,四)加工工艺路线:,下料 锻造 正火 粗加工 调质 半精加工 钻中心孔 精车加工 铣键槽 局部淬火(锥孔及外锥体)粗磨 滚铣花键 花键淬火 精磨,工程材料与热加工基础程晓宇,二.YJ 130汽车半轴,一)工作条件:1.该
4、轴在上坡或启动时,承受较大扭矩。2.承受一定的冲击力和具有较高的抗弯能力。3.承受反复弯曲疲劳应力。,二)技术要求:1.杆部硬度HRC3744;盘部外圆硬度HRC 2434;金相组织为回火索氏体和回火屈 氏体。2.弯曲度:杆中部1.8mm;盘部跳动2.0mm。,工程材料与热加工基础程晓宇,三)选材:40Cr、42CrMo、40CrMnMo。,四)加工工艺路线:,下料 锻造 正火 粗加工 调质 半精加工 精车加工 盘部钻孔 磨花键,工程材料与热加工基础程晓宇,三.C616机床齿轮,一)工作条件:1.工作负荷不太大。2.中速运转(610m/s)。,二)技术要求:1.齿面硬度HRC4550,金相组织
5、为回 火索氏体。2.齿心部硬度HRC2225,金相组织为 回火马氏体。,工程材料与热加工基础程晓宇,三)选材:40、45钢。,四)加工工艺路线:,下料 锻造 正火 粗加工 调质 半精加工 精车加工 高频淬火及低温回火 精磨,工程材料与热加工基础程晓宇,四.JN 150型载重汽车变速箱齿轮,一)工作条件:1.工作负荷大。2.高速运转(1015m/s以上)。3.受冲击频繁,磨损较严重。,二)技术要求:1.齿面硬度HRC5862,金相组织为回 火马氏体+合金碳化物+残余奥氏体。2.齿心部硬度HRC3545,金相组织为 回火马氏体(低碳)+铁素体+细珠光体。,工程材料与热加工基础程晓宇,三)选材:20
6、 CrMnTi 钢。,四)加工工艺路线:,下料 锻造 正火 机械加工 渗碳 淬火 低温回火 喷丸 磨齿,工程材料与热加工基础程晓宇,第四节毛坯制造方法选择的原则,毛坯制造方法选择的指导思想；毛坯制造方法选择的适用性原则；毛坯制造方法选择的经济性原则；毛坯制造方法选择的可行性原则。,工程材料与热加工基础程晓宇,毛坯制造方法的分析与比较,常用材料铸造毛坯的优缺点及应用；锻造毛坯的优缺点及应用；冲压件的优缺点及应用；,工程材料与热加工基础程晓宇,毛坯内在质量的比较,工程材料与热加工基础程晓宇,毛坯内在成型工艺的比较,工程材料与热加工基础程晓宇,毛坯的选择应用举例,工程材料与热加工基础程晓宇,本章小结,
