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1、第十章第十章.机械零件选材机械零件选材2021/9/23110.1机械零件选材的一般原则1、满足使用性能要求零件名称受力状况主要失效形式主要性能指标重要螺栓拉应力或交变拉应力、冲击载荷过量塑性变形、疲劳断裂0.2、1、HB重要传动齿轮交变弯曲应力、冲击载荷、齿面摩擦齿折断、过度磨损、疲劳麻点HRC、1接触疲劳强度轴类交变弯曲应力、扭转应力、冲击载荷、摩擦疲劳断裂、过度磨损0.2、1、HRC2021/9/2322、材料工艺性能良好铸造压力加工焊接切削加工热处理2021/9/2333、充分考虑经济性材料价格国家资源情况零件的总成本2021/9/23410.3典型零件选材及工艺流程1、齿轮类零件齿轮
2、类零件高的弯曲疲劳强度及高的弯曲疲劳强度及接触疲劳强度接触疲劳强度齿面具有高的硬度和齿面具有高的硬度和耐磨性耐磨性心部具有足够强度和心部具有足够强度和韧性韧性2021/9/235机床齿轮转速中等、载荷不大转速中等、载荷不大工作平稳无强烈冲击工作平稳无强烈冲击一般选调质钢一般选调质钢 45 40Cr下料下料-锻造锻造-正火正火-粗加工粗加工-调质调质-精加精加工工-轮齿高频淬火及回火轮齿高频淬火及回火-精磨。精磨。2021/9/236汽车、拖拉机、摩托车齿轮工作条件恶劣工作条件恶劣一般选用渗碳钢一般选用渗碳钢 20Cr 20CrMnTi下料下料-锻造锻造-正火正火-切削加工切削加工-渗碳、淬渗碳
3、、淬火及低温回火火及低温回火-喷丸喷丸-磨削加工磨削加工 2021/9/237航空发动机齿轮高速、高载，比汽车拖拉机条件更恶劣高速、高载，比汽车拖拉机条件更恶劣高的疲劳强度、心部高的强度和韧性高的疲劳强度、心部高的强度和韧性多采用多采用12CrNi3A 12Cr2Ni4A 18Cr2Ni4WA 备料备料 模锻模锻正火正火机械加工机械加工渗碳渗碳淬火淬火+高温回火高温回火淬火低温回火淬火低温回火机械精加工机械精加工检检验验2021/9/2382021/9/239、轴类零件主要失效形式主要失效形式交变载荷引起疲劳断裂交变载荷引起疲劳断裂过载、冲击载荷引起的断裂过载、冲击载荷引起的断裂局部过度磨损（
4、轴颈、花键部位）局部过度磨损（轴颈、花键部位）2021/9/2310轴类零件常用材料4535CrMo40Cr40MnB38CrMoAl40CrNiMo2021/9/2311机床主轴主要承受交变扭转应力，载荷转速不很主要承受交变扭转应力，载荷转速不很高时可选高时可选45钢钢 备料备料锻造锻造正火正火机械粗加工机械粗加工调质调质机械机械半精加工半精加工局部淬火局部淬火（椎体、轴颈）（椎体、轴颈）+回火回火粗磨粗磨花键高频淬火花键高频淬火+回火回火精磨精磨调质硬度调质硬度 220250HBS表面淬火部位表面淬火部位 50HRC2021/9/2312受受较大载荷的车床主轴可选用较大载荷的车床主轴可选用
5、40Cr受冲击载荷和交变载荷较大时受冲击载荷和交变载荷较大时 20CrMnTi2021/9/2313航空发动机蜗轮轴高温、高载、高速，截面大、淬透性高高温、高载、高速，截面大、淬透性高40CrNiMoA 备料备料模锻模锻正火正火机械粗加工机械粗加工调质调质机械精加工机械精加工磁力探伤磁力探伤尺寸检验尺寸检验发蓝发蓝2021/9/23142021/9/23152021/9/23163、箱体类零件抗压、减震抗压、减震一般选铸造毛坯一般选铸造毛坯 HT150 HT200载荷较大，承受较大载荷的箱体，可选载荷较大，承受较大载荷的箱体，可选焊接结构焊接结构 Q235 20 16Mn重型机械（轧钢机、大型
6、锻压机）重型机械（轧钢机、大型锻压机）中碳铸钢中碳铸钢 合金铸钢合金铸钢 特大型特大型 铸钢铸钢焊接焊接2021/9/23172021/9/23182021/9/2319 单级齿轮减速器选材实例单级齿轮减速器选材实例2021/9/2320窥视孔盖箱盖箱体螺栓螺母垫片2021/9/2321调整环端盖齿轮轴轴齿轮轴承挡油盘2021/9/2322零件零件序号序号零件零件名称名称受力状受力状况和使况和使用要求用要求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批1窥视窥视孔盖孔盖观察箱观察箱内情况内情况及加油及加油钢板下钢板下料或铸料或铸铁件铁件冲压件冲压件或铸
7、铁或铸铁件件钢板：钢板：Q235A铸铁件：铸铁件：HT150冲压件：冲压件：082021/9/2323零件零件序号序号零件零件名称名称受力状况受力状况和使用要和使用要求求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批26箱盖箱盖箱体箱体支撑和包支撑和包容传动零容传动零件，结构件，结构复杂，承复杂，承受压力、受压力、震动。震动。刚性刚性减震性减震性密封性密封性铸铁件铸铁件（手工造型）（手工造型）焊接件焊接件（手工电弧焊）（手工电弧焊）铸铁件铸铁件（机器造型）（机器造型）铸铁件：铸铁件：HT150HT200去应力退火去应力退火焊接件：焊接件：Q235A20
8、21/9/2324零件零件序号序号零件零件名称名称受力状况受力状况和使用要和使用要求求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批34螺栓螺栓螺母螺母固定箱体固定箱体和箱盖和箱盖轴向拉应轴向拉应力力横向剪应横向剪应力力镦、挤镦、挤（标准件）（标准件）Q235A2021/9/2325零件零件序号序号零件零件名称名称受力状受力状况和使况和使用要求用要求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批5弹簧垫弹簧垫圈圈防止螺防止螺栓松动栓松动冲压件（标准冲压件（标准件）件）60Mn淬火淬火+中温回火中温回火2021/
9、9/2326零件零件序号序号零件零件名称名称受力状受力状况和使况和使用要求用要求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批7调整环调整环 调整轴调整轴和齿轮和齿轮轴的轴轴的轴向位置向位置圆钢车圆钢车制制冲压件冲压件 圆钢：圆钢：Q235A冲压件：冲压件：082021/9/2327零件零件序号序号零件零件名称名称受力状受力状况和使况和使用要求用要求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批8端盖端盖防止轴防止轴承窜动承窜动铸铁铸铁件件（手工造型）（手工造型）圆钢圆钢车制车制铸铁件铸铁件（机器造型）（机器造
10、型）铸铁件：铸铁件：HT150圆钢：圆钢：Q235A2021/9/2328零件零件序号序号零零件件名名称称受力状况和受力状况和使用要求使用要求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批9齿齿轮轮轴轴重要的传动重要的传动件件轴杆受弯距、轴杆受弯距、扭距扭距轮齿弯曲应轮齿弯曲应力和接触应力和接触应力大力大综合性能、综合性能、耐磨性、强耐磨性、强度度锻件锻件（自由（自由锻或胎锻或胎膜锻）膜锻）圆钢圆钢车制车制模锻件模锻件 45调质处调质处理理2021/9/2329零件零件序号序号零零件件名名称称受力状况和受力状况和使用要求使用要求毛坯类别和毛坯类别和制造
11、方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批12轴轴重要的传动重要的传动件件受弯距、扭受弯距、扭距距综合性能综合性能锻件锻件（自由（自由锻或胎锻或胎膜锻）膜锻）圆钢圆钢车制车制模锻件模锻件 45调质处调质处理理2021/9/2330零件零件序号序号零零件件名名称称受力状况和受力状况和使用要求使用要求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批13齿齿轮轮重要的传动重要的传动件件轮齿弯曲应轮齿弯曲应力和接触应力和接触应力大力大综合性能、综合性能、耐磨性、强耐磨性、强度度锻件锻件（自由（自由锻或胎锻或胎膜锻）膜锻）圆钢圆钢车制车制模锻
12、件模锻件 45调质处调质处理理2021/9/2331零件零件序号序号零件零件名称名称受力状受力状况和使况和使用要求用要求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批10挡油盘挡油盘 防止箱防止箱内机油内机油进入轴进入轴承承圆钢车圆钢车制制冲压件冲压件 圆钢：圆钢：Q235A冲压件：冲压件：082021/9/2332零件零件序号序号零件零件名称名称受力状受力状况和使况和使用要求用要求毛坯类别和毛坯类别和制造方法制造方法材料及材料及热处理热处理单件、单件、小批小批大批大批11滚动轴滚动轴承承受径向受径向和轴向和轴向压应力，压应力，要求较要求较高的强高的强度和耐度和耐磨性磨性（标准件）（标准件）内外环用扩孔内外环用扩孔锻造锻造滚珠用螺旋斜滚珠用螺旋斜轧轧保持器为冲压保持器为冲压件件内外环内外环及滚珠：及滚珠：GCr 15（淬火（淬火+低低温回火）温回火）保持器：保持器：082021/9/2333