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第6章-典型零件和工具的选材及热处理.ppt

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典型 零件 工具 选材 热处理
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第6章 零件和工具的选材及热处理,§ 7.1 零件和具的选材原则§ 7.2 热处理的技术条件和工序位置§ 7.3 典型零件和工具的选材及热处理,引言,零件或工具在使用一定时间之后必然会产生失效。所谓失效,是指零件或工具丧失规定的功能的现象。,1)断裂失效 断裂失效是指零件完全断裂而无法工作的失效。2)过量变形失效 过量变形失效是指零件的变形量超过了允许的范围。3)表面损伤失效 表面损伤失效是指零件在工作中,因机械和化学作用,使其表面损伤而造成的失效。 一个零件的失效可能有几种形式,也可以是相互组合而成的联合失效形式,但只有一种起决定性作用。,1、零件的失效形式主要有:,1)设计原因 对零件的工作条件估计错误,安全系数过小、计算错误等,零件的结构形状、尺寸等设计不合理。2)选材问题 选择材料错误,容易造成所选材料的性能不能满足使用要求;所选材料质量不合格等原因引起零件的失效。3)加工工艺不当 采用的工艺方法、工艺参数、技术措施不正确,可能产生铸造缺陷、锻造缺陷、焊接缺陷、切削加工缺陷和热处理缺陷。4)安装使用不正确 机械在装配、安装过程中不按技术要求,使用过程中不按规程操作、保养、维修,超载使用等。,2、零件的失效原因,§6.1 零件和工具的选材原则,一、选材原则二、选材方法,,1)材料性能应满足使用要求 选材时,首先要考虑零件在使用中安全可靠,一、选材的基本原则,2)材料应有良好的工艺性能 工艺性是指材料是否容易加工成形的性能,包括铸造性、锻压性、可焊性、切削加工性、热处理工艺性等,3)材料的经济性 经济性是指所选材料加工成零件后的成本高低。主要包括:材料费用、加工费用、管理费用、运输费、安装费、维修保养费用等,1)以综合力学性能为主时的选材 主要失效形式是过量变形,一般可选用中碳钢或中碳合金钢,采用调质处理或正火处理。2)以疲劳强度为主时的选材 主要失效形式是疲劳破坏,对承载较大的零件选用淬透性要求较高的材料。调质钢进行表面淬火、渗碳钢进行渗碳淬火、氮化钢进行氮化以及喷丸、滚压等处理。        3)以磨损为主时的选材 常用高碳钢和合金工具钢经淬火和低温回火处理。,二、选材的方法,§7.2 热处理的技术条件和工序位置,一、热处理的技术条件二、热处理工序的合理安排,1.预备热处理的工序位置,退火、正火:毛坯生产之后,切削加工之前毛坯(铸、锻、焊等)→退火(正火)→机械加工调质:粗加工之后,精加工或半精加工之前目的:调整硬度,改善切削加工性能,消除毛坯内应力,细化晶粒,均匀组织,为最终热处理做好组织准备。下料→锻造→退火(正火)→机械粗加工→调质→机械精加工,二、热处理工序的合理安排,2.最终热处理的工序位置,表面淬火件热处理工艺路线:下料——锻造——正火——粗加工——调质——半精加工——表面淬火及回火——精磨,整体淬火件热处理工艺路线:下料——锻造——正火(退火)——粗加工(半精加工)——淬火、回火——磨削,最终热处理包括各种淬火、回火和化学热处理等,这类经热处理后硬度较高,除磨削外不适宜其他表面加工,一般均安排在半精加工(精加工)之后,磨削之前。,渗碳件热处理工艺路线:,下料——锻造——正火或退火或调质——粗加工、半精加工——渗碳——淬火、低温回火——磨削,渗氮件热处理工艺路线:,下料——锻造——正火(退火)——粗加工——调质——精加工——去应力退火——粗磨——渗氮——精磨或研磨,对于精密零件,可进行时效消除应力,以稳定尺寸和减少变形,时效一般安排在粗磨和精磨之间。,§7.3 典型零件和工具的选材及热处理,一 齿轮类二 轴类零件三 模具、刃具类,1、齿轮的作用传递扭矩、调节速度、改变运动方向。2、工作条件(1)齿根受很大交变弯曲应力作用、齿面受较大接触应力并有强烈的摩擦和磨损。(2)承受一定的冲击载荷。3、失效形式轮齿折断、齿面磨损、齿面剥落、齿面点蚀、过载断裂等。4、力学性能要求 (1)高的弯曲疲劳强度(2)齿面应具有高的接触疲劳强度、高的硬度和耐磨性(3)齿轮心部应具有良好的综合力学性能或较好的强韧性,一、齿轮类零件,常用齿轮材料的选择和热处理(1) 调质类(2)表面淬火类(3)渗碳类,1、轴类零件的作用支承传动零件、传递运动和动力。2、工作条件(1)承受较大的交变弯曲应力、扭转应力(2)轴颈和花键部位承受较大的摩擦(3)一定的冲击载荷3、失效形式疲劳断裂、过量的弯曲变形和扭转变形、过量磨损。4、力学性能要求 (1)良好的综合力学性能(2)轴颈等部位应具有高的硬度和良好的耐磨性(3)高的疲劳强度,二、轴类零件,轴类零件材料的选择和热处理(1) 不重要的轴类(2)要求综合力学性能好的轴(3)高转速、重载荷、大冲击的轴,作业,1、什么是失效?2、常用齿轮按其材料及热处理方法不同分为哪三类?具体用途是什么?3、写出渗碳类齿轮的常见工艺路线。4、写出对于综合力学性能要求高的轴的工艺路线。,
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