机械设计师简明设计手册

机械 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 师简明设计手册 目 录 第一章 常用公差与配合、形位公差与相应表面粗糙度 ...........................................................................0 1. GB/T1801-1999基孔制/基轴制优先常用配合 ...............................................................................1 2. GB/T 1800.4-1999 基孔制优先常用配合 极限偏差数值对照表(μm).........................................2 3. GB/T 1800.4-1999 基轴制优先常用配合 极限偏差数值对照表(μm).........................................3 4. 形状公差.......................................................................................................................................4 5. 圆度和圆柱度公差等级与表面粗糙度关系 .....................................................................................5 6. 一般尺寸公差和形位公差(ISO2768) .........................................................................................6 7. 焊接结构的一般尺寸公差和形位公差(DIN EN ISO 13920) ........................................................6 第二章 紧固件通孔及沉孔座尺寸、螺纹空刀、扳手空间 .......................................................................9 1. 圆柱头用沉孔(GB/T152.3-1988) ..............................................................................................9 2. 沉头用沉孔(GB/T152.2-1988) ..................................................................................................9 3. 套筒扳手空间................................................................................................................................9 4. 普通螺纹的内外螺纹余留长度、钻孔余留深度、螺栓突出螺母的未端长度(JB/IQ4247-1997) . 10 第三章 常用设计 计算公式 六西格玛计算公式下载结构力学静力计算公式下载重复性计算公式下载六西格玛计算公式下载年假计算公式 ................................................................................................................... 12 1. 螺栓拧紧力矩的计算 ................................................................................................................... 12 2. 功率、转速与力矩的关系计算 ..................................................................................................... 14 3. 圆柱蜗杆副的测绘与计算 ............................................................................................................ 14 4. 渐开线圆柱 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 齿轮传动的几何计算 .......................................................................................... 16 5. 渐开线圆柱标准齿轮的公法线长度W的计算及检测模数m的实题计算 ...................................... 17 6. 求螺栓伸长量所需的拉力 ............................................................................................................ 17 7. 数控车床小刀架的蜗杆测绘与计算 .............................................................................................. 19 第四章 金属构件常用热处理方法和应用 .............................................................................................. 20 1. 铸造铝合金的热处理方法和应用 ................................................................................................. 20 2. 变形铝合金的热处理方法和应用 ................................................................................................. 20 3. 铜及铜合金的热处理方法和应用 ................................................................................................. 20 4. 常用最终热处理方法的应用 ........................................................................................................ 20 第五章 常用材料牌号、钢、不锈钢、铸铝及铝合金 ............................................................................ 21 1. 结构钢、中碳钢、铸造不锈钢、铸造铜合金 ................................................................................ 21 2. 弹簧钢 ........................................................................................................................................ 21 3. 合金结构钢 ................................................................................................................................. 22 4. 变形铝及铝合金、锻铝 ............................................................................................................... 22 5. 不锈钢 ........................................................................................................................................ 23 第六章 金属构件常用表面处理方法和应用 .......................................................................................... 24 1. 锌铬涂层技术条件GB/T 18684-2002.......................................................................................... 24 2. 金属的氧化、磷化和钝化处理的特点与应用 ................................................................................ 24 3. 铝及铝合金阳极氧化的分类、特点及应用 ................................................................................... 25 4. 喷丸原理与应用 .......................................................................................................................... 25 第一章 常用公差与配合、形位公差与相应表面粗糙度 机械设计师简明设计手册 Rev.00 1. GB/T1801-1999基孔制/基轴制优先常用配合 基 轴 孔 c d f g h k n p s u 制 间隙配合 过渡配合 过盈配合 H7 H7H7H7H7H7H7H7 g6h6k6n6p6s6u6 H8 H8 f7 H9 H9 d9 H11 H11H11 c11h11 基 孔 轴 C D F G H K N P S U 制 间隙配合 过渡配合 过盈配合 H6 G7H7K7N7P7S7U7 h6h6h6h6h6h6h6 H7 F8H8 h7h7 H9 D9H9 h9h9 H11 C11H11 h11h11 1 机械设计师简明设计手册 Rev.00 2. GB/T 1800.4-1999 基孔制优先常用配合 极限偏差数值对照表(μm) 基孔制 基孔制 基孔制 间隙配合 过度配合 过盈配合 配合符号 配合符号 配合符号 H7H7H8H9H11H11H7H7H7H7H7 h6g6f7d9h11c11n6k6u6s6p6 H7 h6 g6 H8 f7 H9 d9 H11 h11 C11 H7 n6 k6 H7 u6 s6 p6 基本尺寸基本尺寸基本尺寸 mm mm mm >3,6 +12 0 - 4 +18 -10 +30 -30 +75 0 - 70 >3,6 +12 +16 + 9 >3,6 +12 +31 +27 +20 0 -8 -12 0 -22 0 -60 0 -75 -145 0 + 8 + 1 0 +23 +19 +12 >6,10 +15 0 - 5 +22 -13 +36 -40 +90 0 - 80 >6,10 +15 +19 +10 >6,10 +15 +37 +32 +24 0 -9 -14 0 -28 0 -76 0 -90 -170 0 +10 + 1 0 +28 +23 +15 >10,18 +18 0 - 6 +27 -16 +43 -50 +110 0 - 95 >10,18 +18 +23 +12 >10,18 +18 +44 +39 +29 0 -11 -17 0 -34 0 -93 0 -110 -205 0 +12 + 1 0 +33 +28 +18 >18,24 >18,30 +21 +28 +15 >18,24 +54 +21 0 - 7 +33 -20 +52 - 65 +130 0 -110 0 +15 + 2 +21 +41 +48 +35 0 -13 -20 0 -41 0 -117 0 -130 -240 0 +35 +22 >24,30 >24,30 +61 +48 >30,40 -120 >30,50 +25 +33 +18 >30,40 +71 +25 0 - 9 +39 -25 +62 - 80 +160 0 -280 0 +17 + 2 +25 +60 +59 +42 0 -16 -25 0 -50 0 -1420 -160 0 +43 +26 >40,50 -130 >40,50 +86 -290 +70 此项为轴承与轴配合 2 机械设计师简明设计手册 Rev.00 3. GB/T 1800.4-1999 基轴制优先常用配合 极限偏差数值对照表(μm) 基轴制 基轴制 基轴制 间隙配合 过度配合 过盈配合 配合符号 配合符号 配合符号 H7G7H8F8H9D9H11C11N7K7P7S7U7 h6h6h7h7h9h9h11h11h6h6h6h6h6 h6 H7 G7 h7 H8 F8 h9 H9 D9 h11 H11 C11 h6 N7 K7 h6 P7 S7 U7 基本尺 基本尺寸基本尺寸寸mm mm mm >3,6 0 +12 +16 0 +18 +28 0 +30 +60 0 +75 +145 >3,6 0 - 4 +3 >3,6 0 - 8 -15 -19 -8 0 + 4 -12 0 +10 -30 0 +30 -75 0 + 70 -8 -16 -9 -8 -20 -27 -31 >6,10 0 +15 +20 0 +22 +35 0 +36 +76 0 +90 +170 >6,10 0 - 4 + 5 >6,10 0 - 9 -17 -22 -9 0 + 5 -15 0 +13 -36 0 +40 -90 0 +80 -9 -19 -10 -9 -24 -32 -37 >10,18 0 +18 +24 0 +27 +43 0 +43 +93 0 +110 +205 >10,18 0 - 5 + 6 >10,18 0 -11 -21 -26 -11 0 + 6 -18 0 +16 -43 0 +50 -110 0 +95 -11 -23 -12 -11 -29 -39 -44 >18,30 0 +21 +28 0 +33 +53 0 +52 +117 0 +130 +240 >18,30 0 - 7 + 6 >18,30 0 -14 -27 -13 0 + 7 -21 0 +20 -52 0 +65 -130 0 +110 -13 -28 -15 -13 -35 -48 >30,40 +280 >30,50 0 - 8 + 7 >30,50 0 -17 -34 0 +25 +34 0 +39 +64 0 +62 +142 0 +160 +120 -16 -33 -18 -16 -42 -59 -16 0 + 9 -25 0 +25 -62 0 + 80 -160 0 >40,50 +290 >18,24 -33 +130 -54 >24,30 -40 -61 >30,40 -51 -76 >40,50 -61 -86 此项为轴承与轴承座孔配合 3 机械设计师简明设计手册 Rev.00 4. 形状公差 表1 直线度、平面度 GB/T 1184-1996 主 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 公差等级 L 6 7 8 9 10 11 12 mm 公差值μm >10,16 4 6 10 15 25 40 80 >16,25 5 8 12 20 30 50 100 >25,40 6 10 15 25 40 60 120 >40,63 8 12 20 30 50 80 150 >63,100 10 15 25 40 60 100 200 >100,160 12 20 30 50 80 120 250 >160,250 15 25 40 60 100 150 300 >250,400 20 30 50 80 120 200 400 >400,630 25 40 60 100 150 250 500 >630,30 50 80 120 200 300 600 1000 >1000,40 60 100 150 250 400 800 1600 >1600,50 80 120 200 300 500 1000 2500 >2500,60 100 150 250 400 600 1200 4000 表2 圆度，圆柱度 GB/T1184-1996 主参数 公差等级 d(D) 6 7 8 9 10 11 12 mm 公差值μm >3,6 2.5 4 5 8 12 18 30 >6,10 2.5 4 6 9 15 22 36 >10,18 3 5 8 11 18 27 43 >18,30 4 6 9 13 21 33 52 >30,50 4 7 11 16 25 39 62 >50,80 5 8 13 19 30 46 74 表3 平行度，垂直度，倾斜度 GB/T1184-1996 4 机械设计师简明设计手册 Rev.00 主参数 公差等级 L，d(D) 6 7 8 9 10 11 12 mm 公差值μm >10,16 10 15 25 40 60 100 150 >16,25 12 20 30 50 80 120 200 >25,40 15 25 40 60 100 150 250 >40,63 20 30 50 80 120 200 300 >63,100 25 40 60 100 150 250 400 >100,30 50 80 120 200 300 500 160 >160,40 60 100 150 250 400 600 250 >250,50 80 120 200 300 500 800 400 表4同轴度，对称度，圆跳动和全跳动 GB/T1184-1996 主参数 公差等级 d(D)，B，L 6 7 8 9 10 11 12 mm 公差值μm >3,6 5 8 12 25 50 80 150 >6,10 6 10 15 30 60 100 200 >10,18 8 12 20 40 80 120 250 >18,30 10 15 25 50 100 150 300 >30,50 12 20 30 60 120 200 400 >50,120 15 25 40 80 150 250 500 >120,20 30 50 100 200 300 600 250 5. 圆度和圆柱度公差等级与表面粗糙度关系 5 机械设计师简明设计手册 Rev.00 圆度和圆柱度公差等级(7，8，9为常用等级，7级为基本级)与表面粗糙度关系表 主参数 圆度和圆柱度公差等级 mm 6 7 8 9 10 11 12 Ra值不大于(μm) ?3 0.2 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 3.2 ,3,18 0.4 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 ,18,120 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 12.5 ,120,0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 12.5 12.5 500 6. 一般尺寸公差和形位公差(ISO2768) 执行mk级别。 7. 焊接结构的一般尺寸公差和形位公差(DIN EN ISO 13920) 执行BF级别。 6 机械设计师简明设计手册 Rev.00 7 机械设计师简明设计手册 Rev.00 8 机械设计师简明设计手册 Rev.00 第二章 紧固件通孔及沉孔座尺寸、螺纹空刀、扳手空间 1. 圆柱头用沉孔(GB/T152.3-1988) 圆柱头用沉孔(GB/T152.3-1988)mm 适用于GB/T70 适用于GB/T6190，GB/T6191，GB/T65 螺纹规格d M4 M5 M6 M8 M1M1M1M1M4 M5 M6 M8 M1M1M1M1 0 2 4 6 0 2 4 6 dk 7 8.5 10 13 16 18 21 24 7 8.5 10 13 16 18 21 24 D(H13) 8 10 11 15 18 20 24 26 8 10 11 15 18 20 24 26 10.5 t(H13) 4.6 5.7 6.8 9 11 13 15 17 3.2 4 4.7 6 7 8 9 13.5 15.5 17.5 13.5 15.5 17.5 d1(H13) 4.5 5.5 6.6 9 11 4.5 5.5 6.6 9 11 2. 沉头用沉孔(GB/T152.2-1988) 沉头用沉孔(GB/T152.2-1988)mm 适用于沉头螺钉及半沉头螺钉 螺纹规格d M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 d2(H13) 6.6 9.9 10.9 13.2 18.2 21 25.5 29.5 t 1.6 2.7 2.7 3.3 4.6 5 6 7 d1(H13) 3.4 4.5 5.5 6.6 9 11 13.5 15.5 3. 套筒扳手空间 9 机械设计师简明设计手册 Rev.00 螺纹直径d M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 S 5.5 7 8 10 13 16 18 21 套筒外径Φ 9 10.5 12 14.3 18 22 25 28 沉孔直径D 11 13 17 19 22 26 30 33 4. 普通螺纹的内外螺纹余留长度、钻孔余留深度、螺栓突出螺母的未端长 度(JB/IQ4247-1997) 内螺纹钻孔深度、倒角、螺纹有效长度 外螺纹倒角 10 机械设计师简明设计手册 Rev.00 末端长度a 外螺纹退刀槽 内螺纹退刀槽 11 机械设计师简明设计手册 Rev.00 第三章 常用设计计算公式 1. 螺栓拧紧力矩的计算 根据螺栓材料的抗拉强度σb及屈服极限σs计算螺栓拧紧力矩 T1=0.12σs×As×d T1——保证力矩(N?m) 2As——螺栓公称应力截面积(mm) π2+d3d2As= ( ) 42 d——外螺纹公称外径(mm) d1——外螺纹小径(mm) d2——外螺纹中径(mm) d3——外螺纹的计算直径(mm) H d3=d1- (mm) 6 H——螺纹原始三角形高度(mm) 3H=螺距P× =0.866P 2 注:σs ?(0.75,0.85)σb 螺栓、螺钉、螺母的机械性能等级 (例)3.6级螺栓，它的公称抗拉强度σb为300MPa,公称屈服点σs为180MPa,则性能等级3.6， σs180其中3是以σb第一个数字表示，0.6则以 = =0.6 300 σb 材料为A2-70 螺栓螺钉各种规格的拧紧力矩 A2-70的屈服强度为σs=700 MPa×0.8=560MPa 螺栓螺钉螺栓螺钉公称直径(mm) 性能等级 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 拧紧力矩(N?m) 6.8 2.3 4.7 8.1 19.6 38.9 67.9 108.6 168.4 12 机械设计师简明设计手册 Rev.00 13 机械设计师简明设计手册 Rev.00 求其他金属制作的螺栓螺钉各种规格所需的拧紧力矩 1、求出某种金属的屈服强度σs(某金属)与已知A2-70的σs(A2-70)的比值 s(某金属)σK= σb(A2-70) 2、将K值乘以表中的拧紧力矩，即为某金属制作的螺栓螺钉的拧紧力矩。 2. 功率、转速与力矩的关系计算 NeM=9550 M——力矩 N?m n Ne——额定功率 kW n——转速 r/min (例)自制风挡实验台伺服电机功率计算 (一)根据样机的伺服电机及减速箱各参数，求输出扭矩 已知功率Ne=3.5kW 转速n=3000r/min 减速比i=5 1、求伺服电机输出扭矩 NeM=9550 n 3.5M=9550 =11.1 N?m 3000 2、求减速箱输出扭矩 M=11.1 N?m×5=55.5 N?m (二)现另采用别的型号伺服电机，根据样机的输出扭矩求伺服电机功率 已知转速n=2000r/min 减速比i=3 减速箱输出扭矩M=55.5 N?m 1、求伺服电机输出扭矩 55.5 N?mM= =18.5 N?m 3 2、求伺服电机功率 M×n18.5×2000Ne= = =3.87kW,圆整4kW 9550 9550 3. 圆柱蜗杆副的测绘与计算 由圆柱蜗杆及其配对的蜗轮组成的交错轴齿轮副 14 机械设计师简明设计手册 Rev.00 (例1)国外自动调整座椅样机的传动机构的测绘与计算 注:因为蜗轮直径φ23.58太小，没有标准的齿轮滚刀，所以用斜齿轮代替蜗轮 蜗杆测绘与计算: 1、蜗杆轴向剖面按齿条计算 2、齿距P=3.706 左旋 3、蜗杆轴向齿型的模数mt1等于蜗轮端面模数mt2 PP=mt1×π mt1= =1.179 π 4、测出蜗杆外径d=10.66 5、计算分度圆直径d1=d-2mt=8.302 齿根圆直径dt=d1-2×1.25 mt=5.36 6、求螺旋角β 3.706tgβ= =0.142 26.08 β=8.08? 7、法面模数mn=mt1×cosβ mn=1.179×cos8.08? mn=1.167 斜齿轮测绘及计算: 1、齿数Zz=20 β=8.08? 2、测绘公法线长度L1=9 L2=12.45 12.45-9L2-L1端面模数mt= = =1.168取1.179 π? cos20? π? cos20?3、mn =mt×cosβ=1.179×0.99=1.167 4、分度圆直径d2=mt×Z2=1.179×20=23.58 15 机械设计师简明设计手册 Rev.00 ha=han×mn=1×1.167=1.167 5、齿顶高 6、齿根高ht=1.25×mn=1.25×1.167=1.45 7、全齿高h=ha+ht=1.167+1.45=2.617 18、中心距a= ( d2+ d1) 2 1a= ( 8.302+23.58)=15.94 2 9、齿轮外径D= d2+2ha D=23.58+2×1.167=25.914 10、 左向 4. 渐开线圆柱标准齿轮传动的几何计算 项目 代单选择原则和数值 项目 代单选择原则和数值 号 位 号 位 中心距 d1d2a= + 齿形角 20? (两齿轮 2 2α a mm 咬合) 齿轮中模数m由强度计算结构 设计确定标准值，选取较心至齿 dH= 模数 小的模数有利于制造及条基准 2m mm H mm 增加咬合时的重合度，工线距离 作平稳 当中心距，模数及传动比 α×ZK= +0.5 齿数 一定时齿数就可求出，最跨齿数 180?Z K 少齿数要大于17齿 四舍五入 分度圆 公法线根据跨齿数K查出m=1 直径 长度 的公法线长度W*数值 d mm d=m×z W mm W=m×W* 根据跨齿数K和K+1两 公法线长度Wk,Wk+1 齿顶高 检测模代入公式 ha mm ha=m m mm 数 (Wk+1)- Wk m= π? cos20?齿根高 hf mm hf=1.25m 齿高 公法线长度变动公差Fw值h mm h=2.25m 齿顶圆 μm,GB/T15753-1995 da mm da=d+2ha 直径 分度圆直径 精度等级 齿根圆 ?Fw=Wmax-Wmin df mm df=d-2hf d mm 直径 μm 大于 到 7 8 9 10 db =dcosα 基圆直形成渐开线滚动圆 —— 125 28 40 56 80 db mm 径 125 400 36 50 71 100 16 机械设计师简明设计手册 Rev.00 5. 渐开线圆柱标准齿轮的公法线长度W的计算及检测模数m的实题计算 W3-W2m= cos20?×π (例)已知一渐开线圆柱标准齿轮的模数m=2,齿数z=33m，求公法线的跨齿数及公法线长 度，并检测模数m 一， 齿轮设计 1、求跨齿数K αz K= +0.5 180? 20?×33 K= +0.5 180? K=3.66+0.5=4.16取4 2、查出公法线长度W 根据跨齿数4查出m=1的公法线长度W*=10.7946 m=2的W=2×10.7946=21.5892 二，检验 1， 根据跨齿数4测量公法线长度W4=21.5892， 跨齿数5测量公法线长度W5=2×13.7468=27.4936 2，检查模数m W5-W42×13.7468-21.589227.4936-21.58925.9044 m= = = = =2.0000=2 2.952132.95213cos20??π0.93969?π 6. 求螺栓伸长量所需的拉力 17 机械设计师简明设计手册 Rev.00 PL ?L= EF ?L——绝对伸长量(mm) L——计算长度(mm) 2 F——计算长度内之横截面面积(cm) 2 E——材料的抗拉弹性模量(N/cm) P——拉力N 18 机械设计师简明设计手册 Rev.00 7. 数控车床小刀架的蜗杆测绘与计算 19 机械设计师简明设计手册 Rev.00 第四章 金属构件常用热处理方法和应用 1. 铸造铝合金的热处理方法和应用 合金牌号 方法 操作 应用 退火温度大约是280,300?保ZL101 ZL102 清除铸件的铸造应力和机械加退火 温2,4小时，一般铸件在铸造ZL103 ZL501 工引起的冷作硬化，提高塑性 后或粗加工后进行退火 2. 变形铝合金的热处理方法和应用 退火温度 保温时间 冷却金属类型、牌号 方法 应用 ? min 方式 由高温成型过程冷却后6063-(T5) 200?5? 180 空冷 进行冷加工，然后人工时 效以提高强度 低温 既提高塑性，又部分的保退火 1070A，1060，1050A 留由于冷作变形而获得150,250 120,180 空冷 1035，1200，8A06 的强度。 消除应力，稳定尺寸 3. 铜及铜合金的热处理方法和应用 合金牌号 方法 应用 备注 消除应力及冷作硬化，恢复组织降低除铍青铜外可作为黄铜压力加工件的中退火 硬度，提高塑性，消除铸造应力，改所有合金 间热处理工序 善加工性 4. 常用最终热处理方法的应用 最终热处理方法 用途 在工艺路线中的位置 消除铸造、焊接、机械加工所造成的内应力，以铸件为例 高温人工时效 稳定工作形状及尺寸，如用于处理铸铁床铸造—高温人工时效—粗机加 身，焊接机架去应力等 工—高温人工时效—精机加工 HB200,350。处理要求有高的综合力学性锻造—退火(正火)—粗机加工调质 能的含碳量0.38%,0.50%的中碳钢，如轴—调质—精机加工 连杆件等 调质(或正火)后心部HB200,250，表面HRC45,55。处锻造—退火(正火)—粗机加工表面淬火+低温回理承受重载荷并具有良好耐磨性含碳—调质—精机加工 火 0.40%,0.50%的调质钢工件如机车连动轴 20 机械设计师简明设计手册 Rev.00 第五章 常用材料牌号、钢、不锈钢、铸铝及铝合金 1. 结构钢、中碳钢、铸造不锈钢、铸造铜合金 类别 牌号 性能特点 用途举例 钢的牌号由代表屈服点的汉语 Q235 拼音字母(Q)，235代表屈服点用于要求韧性的焊接构碳素结构钢 Q235-A 数值， 件，较好的焊接性能 Q255 σb?330MPa σs?210MPa 高强度中碳调质钢，具有一定的 优质钢 塑性和韧性，较高的强度，但焊广泛用于各种机械零件45 中碳钢 接性能较低，淬透性较差，含碳及紧固件 量为0.45% 不热处理，有较高的强度 用于强度较高的焊接构结构钢 16Mn 件，例起重机械构架、σb=500MPa 焊接性能较高 桥梁 ZG—铸钢代号 用于各种造形复杂的机铸造碳钢 ZG300—570 300——σs=300MPa 械零件 570——σb=570MPa 热处理 用于各种造形复杂、强铸造不锈钢 ZG1Cr18Ni9 度高、防锈能力强的机σb=411MPa 械零件 σs=196MPa 密度大强度高，表面不能作氧化用作门机构的安装板挂铸造铝锌合金 ZZnAL12 和钝化处理 架 用于门机构受冲击载荷铸造铜、镍、有很高的力学性能，有优良的耐ZCuAl9Fe4Ni4Mn2 的机械零件，船舶螺旋锰合金 蚀性，疲劳强度高 桨 ZL101 ZL——铸造铝 铸造铝硅合金 ZL102 数字首位1——AL+Si合金 门扣手，紧急手柄底座 ZL104 01——合金的顺序号 2. 弹簧钢 类别 牌号 规格 性能特点 用途举例 淬火温度830?油淬，回火温度 540? 用于风挡护板骨架 σb=981MPa 65Mn 及护板连杆，紧固弹 σs=785MPa 件等 属高碳钢，要求弹簧钢有高的抗拉强 簧 度、弹性极限和疲劳强度 淬火温度870?油淬，回火温度用于风挡护板组装 480? 钢 件，广泛用于汽车，60Si2Mn 机车车辆等运输工σb=1275MPa 具 σs=1177MPa要求弹簧钢有高的抗21 机械设计师简明设计手册 Rev.00 拉强度、弹性极限和疲劳强度 3. 合金结构钢 类别 牌号 规格 性能特点 用途举例 淬火温度850?油淬，回火温度 合 520?， 高强度12.9级螺钉金 螺栓传动轴、齿轮σb=980MPa 40Cr 结 及高强度的机械零σs=785MPa 构 轴类调质HB240,270 件、螺杆等 钢 表面高频淬火HRC53,58 属调质合金钢，变形小，具有良好的用于制造细长传动70Ti 稳定性，直线度高 螺杆 4. 变形铝及铝合金、锻铝 类别 牌号 规格 性能特点 用途举例 属Al-Mg-Si系合金，具有中等的强 度，焊接性能优良，耐蚀性和可切削 性能尚好， 6XXX表示Mg+Si，第二 6063-T5 位数字表示合金元素或杂质极限含量广泛用于门窗、 6063-0 的控制情况，最后两位数字仅用来识车辆、船舶机械 旧标LD31 别同一组中的不同合金 等 T5——由高温成型过程冷却，然后进 行人工时效状态 O 适于经完全退火获得最低强度 变 高强度硬铝，焊接性能良好，板材-0用来制造高负荷形 零件，其工作温状态，其抗拉强度σb=174MPa 2A12 度在150?以下，型材T6状态σb=199MPa 旧标Ly12 可作车辆门窗、铝 T62状态σb=425MPa 首位数2表示以铜Cu为主要合金元骨架蒙皮与飞机 素的铝合金，A表示为原始纯铝。 骨架和蒙皮。 及 铝锰Mn系合金强度低，退火状态塑用于液体或气体铝 3A21 性高，焊接性较好，是一种应用最广的低负荷容器， 泛的防锈铝 如油箱，导管。 合 铝镁Mg系防锈铝，抗腐蚀性高，可 进行氩弧焊、退火的半冷作硬化 5A05 多用于在液体环金 σb=315MPa 5A05-0 1x2000x2400 境中工作的零首位数5表示以镁Mg为主要合金元5A02-0 1.5x2000x2400 件，如管道，容素的铝合金，A表示为原始纯铝。 5A02 器。 —0为退火状态，适于经完全退火获 得最低强度 锻 属Al-Mg-Si系合金，具有中等的强广泛用于门窗结铝 6061-T6 度，其焊接性能优良，耐蚀性及冷加构件、车辆、船 工性好。 舶机械等。 22 机械设计师简明设计手册 Rev.00 —T6固溶热处理后进行人工时效的 状态 厚,0.5,4.5 铝及铝广泛用于船舶、抗拉强度σb=215,265MPa 合金板5052H32 铝镁系防锈铝合金，通过加工、硬化汽车、飞机方面。 材 提高强度 5. 不锈钢 类别 牌号 规格 性能特点 用途举例 作焊芯，用作抗磁仪固溶处理920,1150? 1Cr18Ni9Ti 表、医疗器械、耐酸快冷，抗拉强度σb?520MPa 容器等设备和零件 弹簧用不锈钢丝，具有高强度 用作弹簧、扭簧、拉不 1Cr18Ni9 钢丝直径,1,3mm 簧、压簧等 抗拉强度σb=1175,1420MPa 锈 奥氏体2组， 用作紧固件，性能等A2-70 级为6.8级 抗拉强度σb=700MPa 钢 作为不锈耐热钢使板材 0Cr18Ni9 固溶处理1010,1150?快冷 用，食品设备，一般1x2000x2400 日本SUS304 化工设备，车辆门及抗拉强度σb=520MPa 1.5x2000x2400 内装部件 0Cr17Ni12M02 添加钼以提高抗酸腐蚀能力和 用于车辆、船舶门扇 STL316 高级别蠕变强度 23 机械设计师简明设计手册 Rev.00 第六章 金属构件常用表面处理方法和应用 1. 锌铬涂层技术条件GB/T 18684-2002 锌铬涂层 Zinc/Chromate Coating 锌铬涂层的基本色调应呈银灰色，经改性也可以获得其它颜色，如黑色等。涂层不应变色，但是允许有小黄色斑点存在。 锌铬涂层可以用于钢、铸铁、铝及其合金、铁基粉末冶金等多种材料的表面保护。 锌铬涂层的导电性能不好，因此不适用于导电连接的零件，如电器的接地螺栓等。 锌铬涂层的分级 2分级 涂敷量/(mg/dm) 涂层厚度/um 工艺 1 70 2.0 一涂一烘 2 160 4.6 二涂二烘 3 200 5.8 二涂二烘 4 300 8.6 三涂三烘 注:涂敷量是涂层的分级及技术要求的仲裁值，涂层厚度是参考值。表中所列的涂层厚度是根3 据涂层密度为3.5g/ cm换算所得。由于涂层中存在是否加入铝和加入量多少等因素使得涂层密度不尽相同，所以涂层厚度仅为参考值。当被涂零件形状复杂、表面积不易确定时，涂敷量的检测将会困难，此时可由供需双方协商，参照涂层厚度对涂层进行分级。 需方应向供方提供的资料 a) 本标准号 b) 待涂敷件要求的涂敷等级 c) 待涂敷工件的最终热处理温度。由于性格涂层是在300?左右的温度下进行烘烤，需方应考虑该 温度是否影响涂敷工件的力学性能。 2. 金属的氧化、磷化和钝化处理的特点与应用 名称 操作 特点 应用 黑色金属的氧化是将工件置于含膜层黑亮，有防护和 硝酸钠或亚硝酸钠的氢氧浓溶液钢铁的氧化膜主要由磁性氧化装饰效果，广泛用于氧 中处理，使工件表面生成一层很薄各种仪器机械零件。铁(FeO)组成，厚度约为34 化 的氧化膜的过程。也称发蓝或发0.5,1.5um 氧化也用于铝、铜、 黑。 镁等有色金属及合金 磷化膜厚约3,20μm，呈灰或用作一般机械零件的 磷化是将工件置于含有锰、铁、锌暗灰色。与金属基体结合较好，保护层和油漆底层。 的磷酸溶液中处理，使工件表面生在大气条件下很稳定，在有机发动机上的燃油及润磷 成一层难溶于水的磷酸盐薄膜的油类、苯，甲苯及各种气体燃滑油系统的导管，高化 过程 料中有很好的耐腐蚀性，但不压气瓶内腔 耐酸、碱、氨、海水 钝化是将金属置于亚硝酸盐、硝酸铬酸盐钝化处理膜主要是由三常作为锌、镉镀层的 盐、铬酸盐或重铬酸盐溶液中处价铬与六价铬的化合物以及基后处理，以提高镀层钝 理，使金属表面生成一层铬酸盐钝体金属的铬酸盐组成。外观随的耐蚀性。用作铝合化 化膜的过程，又称为铬酸盐处理 合金成分、膜厚而变化，可由金、镁合金、铜及铜24 机械设计师简明设计手册 Rev.00 无色到彩虹色或棕黄色。膜层合金等的防护，还可 具有良好的耐蚀性和装饰性 以代替铝的阳极氧化 膜用 3. 铝及铝合金阳极氧化的分类、特点及应用 类别 特点 应用 氧化膜较厚(10,35μm)有 较高的 硬度和耐磨性，就防护上的应用来 说可作所有铝合金的防护膜，以及硫酸阳极化 适用于所有类型的铝合金，是应用最适于要求表面着色装饰的制件 广，成本较低的工艺方法 保护装广泛用于机械零件的防护，特别氧化膜较薄(2,10μm)呈灰色，也饰性阳铬酸阳极化 适于要表面光洁，精度高的工件，能接受染色，抗蚀性好 极氧化 很少作装饰 韧性膜，广泛用于铝线材和带材氧化膜较厚(10,60μm)呈军绿或黄的处理。硬性膜适用于摩擦件的草酸阳极化 色，具有很好的耐蚀性、耐磨性和电防护，也用作要求绝缘性的精密绝缘性 仪器零件的防护 4. 喷丸原理与应用 分类 原理 应用 以压缩空气带动铁丸，通过专门工具，高速射于金 属表面，利用铁丸的冲击和摩擦作用，清除金属表喷丸除锈 为了提高防护层的结合力 面的铁锈和污染，并得到一定的粗糙度，显露金属 本色的表面 25