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文檔簡介
1、機(jī)械零件的材料與選用,14機(jī)械1趙元志,01 強(qiáng) 度材料在外力作用下抵抗破壞(永久變形和斷裂)的能力稱為強(qiáng)度。也就是說,強(qiáng)度是衡量零件本身承載能力(即抵抗失效能力)的重要指標(biāo)。強(qiáng)度是機(jī)械零部件首先應(yīng)滿足的基本要求。(材質(zhì)要能經(jīng)得起應(yīng)用場景中受力的考驗(yàn),不彎、不斷、不碎、不變形),02 彈 性▼彈性是物體本身的一種特性,發(fā)生彈性形變后可以恢復(fù)原來的狀態(tài)的一種性質(zhì)。(材質(zhì)吸收受力、能在不同方向彎曲并且能夠恢復(fù)到原來的狀態(tài)能力),03
2、 成型性能▼成型性能是指材質(zhì)通過制造工藝達(dá)到最終產(chǎn)品形態(tài)的容易程度。(材料的成型性能是否簡單方便需要考慮),04 延 性▼延性是指材料的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或構(gòu)件的某個(gè)截面從屈服開始到達(dá)最大承載能力或到達(dá)以后而承載能力還沒有明顯下降期間的變形能力。金、銅、鋁等皆屬于有較高延性的材料。,05 抗拉強(qiáng)度▼抗拉強(qiáng)度表示單位面積的破碎力,是指材料或構(gòu)件受拉力時(shí)抵抗破壞的能力。在大多數(shù)其它材料(金屬、塑料、木材等)的測試中,抗張強(qiáng)度是指式樣被拉
3、伸斷裂時(shí)承受最大載荷與試樣橫斷面積的比值。,06 延展性▼延展性是指可錘煉可壓延程度。易鍛物質(zhì)不需退火可錘煉可壓延??慑懳镔|(zhì),則需退火進(jìn)行錘煉和壓延。脆性物質(zhì)則在錘煉后壓延程度顯得較差。物體在外力作用下能延伸成細(xì)絲而不斷裂的性質(zhì)叫延性,在外力(錘擊或滾軋)作用能碾成薄片而不破裂的性質(zhì)叫展性。(材料再次塑性的能力),07 韌 性▼韌性表示材料在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力。(材質(zhì)抗沖擊能力,突然敲打一下,不會(huì)斷裂或者破碎 )
4、,08 硬 度▼硬度是指材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力。固體對(duì)外界物體入侵的局部抵抗能力,是比較各種材料軟硬的指標(biāo)。(較硬的材質(zhì)一般更抗刮擦,耐用,抗撕裂和壓痕),09 導(dǎo)電性能▼物體傳導(dǎo)電流的能力叫做導(dǎo)電性。各種金屬的導(dǎo)電性各不相同,通常銀的導(dǎo)電性最好,其次是銅和金。物體導(dǎo)電的能力。一般來說金屬、半導(dǎo)體、電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)和一些非金屬都可以導(dǎo)電。(導(dǎo)電性好的材料導(dǎo)熱性能也不錯(cuò)),加拿大安省3D視覺設(shè)計(jì)師蓋瑞斯?福勒(G
5、areth Fowler)制作了一系列充滿活力、韻律十足的超完美機(jī)械動(dòng)圖,不過這些機(jī)械并不是真的存在于生活中。所以它們可以無休止的運(yùn)轉(zhuǎn),仿佛被困在了無限的時(shí)空循環(huán)中。有強(qiáng)迫癥的朋友們不要盯著看太久哦~每一個(gè)動(dòng)圖都超有美感!,注意前方高能,大量動(dòng)圖來襲,鏟斗容量40立方米,伸舉8層樓高的巨型液壓挖掘機(jī),全球僅有十幾臺(tái)!,EX8000液壓挖掘機(jī)駕駛室后面設(shè)計(jì)了可配備飯桌、微波爐和冰箱等物品的實(shí)用空間,在24小時(shí)開工的礦山上照樣能夠得到舒適
6、的生活環(huán)境。,機(jī)械零件的工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化,一、工藝性,零件設(shè)計(jì)要求,使用要求----具備所要求的工作能力;,制造要求----制造工藝可行,成本低;,,零件工藝性良好的標(biāo)志:在具體的生產(chǎn)條件下,零件要便于加工而加工費(fèi)用又很低。,工藝性的基本要求:1) 毛坯選擇合理,制備方法:選用型材、鑄造、鍛造、沖壓和焊接等。,毛坯選擇與生產(chǎn)批量、材料性能和加工可能性有關(guān)。,單件或小批量生產(chǎn)時(shí),選用棒料、板材、型材或焊件。,大批量生產(chǎn)時(shí),往往選用鑄造、
7、鍛造、沖壓等方法。,景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院專用 國防科大潘存云教授研制,2) 結(jié)構(gòu)簡單合理,最好采用平面、柱面、螺旋面等簡單表面極其組合;
8、,盡量減少加工面數(shù)和加工面積;,3) 合理的制造精度和表面粗糙度,零件的加工成本隨精度和表面粗糙度的提高而急劇增加。,決不能盲目追求高精度,應(yīng)在滿足使用要求的前提下,盡量采用較低的精度和表面質(zhì)量。,盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件;,增加相同形狀、相同元素(直徑、圓角半徑、配合、螺紋、鍵、齒輪模數(shù)等)的數(shù)量;,4) 盡量減小零件的加工量,毛坯形狀和尺寸應(yīng)盡量接近零件本身的形狀和尺寸。力求使少或無切削加工,節(jié)約材料、降低成本。,盡量采用精密鑄造、精密鍛造、
9、冷軋、冷擠壓、粉末冶金等先進(jìn)工藝滿足上述要求。,欲設(shè)計(jì)出工藝性良好的零件,設(shè)計(jì)者必須虛心向工藝技術(shù)人員和一線工人學(xué)習(xí),在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)。,景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院專用
10、 國防科大潘存云教授研制,景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院專用 國防科大潘存云教授研制,二、標(biāo)準(zhǔn)化,內(nèi)容: 1)產(chǎn)品品種
11、規(guī)格的系列化將同一類產(chǎn)品的主要參數(shù)、型式、尺寸、基本結(jié)構(gòu)等依次分檔,制成系列化產(chǎn)品,以較少的規(guī)格品種滿足用戶的廣泛要求。,定義:標(biāo)準(zhǔn)化是在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、科學(xué)及管理等社會(huì)實(shí)踐中,對(duì)重復(fù)事務(wù)和概念,通過制定、發(fā)布和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn),以獲得最佳秩序和效益。,2)零部件的通用化將用途、結(jié)構(gòu)相近的零部件(如軸承、螺栓等),經(jīng)過統(tǒng)一后實(shí)現(xiàn)互換;,3)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化要保證產(chǎn)品產(chǎn)品質(zhì)量合格和穩(wěn)定,就必須做好設(shè)計(jì)、加工工藝、裝配檢驗(yàn)、包裝儲(chǔ)運(yùn)等環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化。
12、,景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院專用 國防科大潘存云教授研制,基本特征:統(tǒng)一、簡化。,意義: 1)制造上可以實(shí)現(xiàn)專業(yè)化大批量生產(chǎn),既可提高產(chǎn)品質(zhì)
13、量,又能降低成本;,2)設(shè)計(jì)方面可減少設(shè)計(jì)工作量;,3)管理維修方面可減少庫存量,便于更換損壞的零件。,標(biāo)準(zhǔn)化是組織社會(huì)化大生產(chǎn)的重要手段,是實(shí)施科學(xué)管理的基礎(chǔ),也是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本要求之一。通過標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)施,以獲得最佳的社會(huì)經(jīng)濟(jì)成效。,標(biāo)準(zhǔn)層次:國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。,推薦性標(biāo)準(zhǔn)(GB/T)----鼓勵(lì)企業(yè)自愿采用。,標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì),強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)(GB)----必須強(qiáng)制執(zhí)行;,,作為設(shè)計(jì)人員,要求必須熟悉現(xiàn)行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),學(xué)會(huì)查
14、詢和使用標(biāo)準(zhǔn)資料。無論設(shè)計(jì)何種產(chǎn)品,必須遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。,景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院專用 國防科大潘存云教授研制,▲兩棲液壓鉗工程機(jī)械設(shè)備,它可
15、以在鐵軌上隨意移動(dòng)工作,放下輪子可以在道路行駛,機(jī)械零件的常用材料及其選擇,機(jī)械制造中最常用的材料是鋼和鑄鐵,其次是有色金屬合金。非金屬材料如塑料、橡膠等 。,一、金屬材料,1.鑄鐵:灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、合金鑄鐵等。,2.鋼:結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊鋼(不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼等)、碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、鑄鋼等。,鑄鐵,常用金屬材料,鋼,銅合金,,----含碳量>2%,----含碳量≤ 2%,鐵碳合金,,特點(diǎn):良好的液態(tài)流動(dòng)性
16、,可鑄造成形狀復(fù)雜的零件。較好的減震性、耐磨性、切削性(指灰鑄鐵)、成本低廉。,應(yīng)用:應(yīng)用范圍廣。其中灰鑄鐵最廣、球墨鑄鐵次之。,景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院專用
17、 國防科大潘存云教授研制,選用原則: 優(yōu)選碳素鋼,其次是硅、錳、硼、釩類合金鋼。,特點(diǎn):與鑄鐵相比,鋼具有高的強(qiáng)度、韌性和塑性??捎脽崽幚矸椒ǜ纳破淞W(xué)性能和加工性能。,零件毛坯獲取方法:鍛造、沖壓、焊接、鑄造等。,應(yīng)用:應(yīng)用范圍極其廣泛。,價(jià)格便宜且供應(yīng)充分,我國資源豐富,景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院專用
18、 國防科大潘存云教授研制,3.銅合金,-銅鋅合金,并含有少量的錳、鋁、鎳,特點(diǎn):具有良好的塑性和液態(tài)流動(dòng)性。青銅合金還具有良好的減摩性和抗腐蝕性。,零件毛坯獲取方法:輾壓、鑄造。,應(yīng)用:應(yīng)用范圍廣泛。,種類,青銅,黃銅,軸承合金(巴氏合金),-含錫青銅
19、、不含錫青銅,,二、非金屬材料,1. 橡膠 橡膠富于彈性,能吸收較多的沖擊能量。常用作聯(lián)軸器或減震器的彈性元件、帶傳動(dòng)的膠帶等。硬橡膠可用于制造用水潤滑的軸承襯。,景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院專用
20、 國防科大潘存云教授研制,2. 塑料 塑料的比重小,易于制成形狀復(fù)雜的零件,而且各種不同塑料具有不同的特點(diǎn),如耐蝕性、絕熱性、絕緣性、減摩性、摩擦系數(shù)大等,所以近年來在機(jī)械制造中其應(yīng)用日益廣泛。,3.其它非金屬材料:皮革、木材、紙板、棉、絲等。,選材因素:,設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí),選擇合適的材料是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)零件的用途、工作條件和材料的物理、化學(xué)、機(jī)械和工藝性能以
21、及經(jīng)濟(jì)因素等進(jìn)行全面考慮。,用途、工作條件、物理、化學(xué)、機(jī)械工藝性能、經(jīng)濟(jì)性。,零件材料,各種材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能可在相關(guān)國標(biāo)、行標(biāo)和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得。,為了材料供應(yīng)和生產(chǎn)管理上的方便,應(yīng)盡量縮減材料的品種。,景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院專用
22、 國防科大潘存云教授研制,景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院專用
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