5成形方法选择全解

15成形方法选择25成形方法选择?失效?零件（构件）的功能（1）在一定的压力、温度、介质下，保持规定的形状和尺寸；（2）实现规定的机械运动；（3）传递力和能。?失效的定义和形式定义:零件失去 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 所要求的效能（功能）称为失效。常见的失效形式：过量变形、断裂、磨损、腐蚀35成形方法选择?1.过量变形?2.断裂?3.零件表面损伤?材料的失效形式45成形方法选择?1.过量变形过量弹性变形原因：零件刚度不够?弹性变形失效?塑性变形失效没有明显特征，测量尺寸可反映出来有明显特征。如键的扭曲。过量塑性变形的原因：过载或者零构件本身抵抗塑性变形的能力不够；反映塑性变形能力的力学指标：A、Z，屈服强度Rel55成形方法选择?2.断裂韧性断裂：断前产生明显塑性变形，尺寸明显变化。如低碳钢在拉应力下产生塑性变形后断裂。65成形方法选择脆性断裂：?断前几乎不产生塑性变形，如灰铸铁在拉应力作用下不产生塑性变形而断裂1-低碳钢2-铸铁3-高弹性材料75成形方法选择疲劳断裂零件在交变载荷下经过长时间工作而发生断裂的现象称为疲劳断裂。疲劳断裂宏观断口1-最后断裂区；2-前沿线；3-裂纹扩展区疲劳断裂过程：裂纹萌生→疲劳裂纹扩展→最后断裂。?交变载荷：载荷大小和方向随时间发生周期变化的载荷。85成形方法选择?3.表面损伤当零件表面尺寸变化或表面破坏超过许用程度时引起的失效现象。分类：磨损失效和腐蚀失效。磨损失效零件表面因摩擦发生尺寸变化和物质耗损而导致的材料报废现象叫磨损失效。预防、减小磨损失效的措施：?提高零件表面硬度；?减小压应力；?提高表面粗糙度95成形方法选择腐蚀失效材料受环境介质的作用引起的破坏现象。如钢铁生锈、土壤腐蚀等。防止腐蚀的办法：?改变金属成分合金化）?表面保护（覆盖法）?改善环境：干燥气体覆盖法?材料成形工艺的选择原则一、适用性原则满足使用要求：使用性能主要指零件在使用状态下所表现出来的力学性能、物理性能和化学性能，是保证零件在使用状态下完成规定功能的必要条件。适应工艺性能的要求：工艺性能是指材料适应成形加工方法的能力。选择成形方法时须注意零件结构与材料所能适应的成形加工工艺性。二、可行性原则5成形方法选择10一般，产品材料选定→成形工艺类型大致确定，如：铸铁件——铸造成形薄板成形件——冲压成形（塑性）ABS——注射成形5成形方法选择11三、经济性原则经济性原则是要求在满足使用要求的前提下，尽量降低产品总成本，提高经济效益。它与成形工艺、生产批量等有关。大批量生产——选精度、生产率较高的成形工艺单件、小批量生产——精度、生产率较低成形工艺，如：手工造型、自由锻造、手工焊、切削加工5成形方法选择零件复杂程度复杂的金属制件——铸造复杂的塑料件——注塑成形简单的金属制件——压力加工、焊接、铸造简单的 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 塑料——吹塑、挤出成形等。12产品的尺寸精度要求铸件：要求不高——砂型要求高——熔模、气化模、压力铸造锻件：要求低——自由锻要求高——模锻、挤压成形塑料制件：要求低——中空吹塑要求高——注塑成形5成形方法选择13总之：原则——高效、优质、低成本核心——质量5成形方法选择四、环保性原则14一、轴杆类零件选材实例二、齿轮类零件选材实例三、箱体类零件选材实例?典型零件的材料及成形工艺选择5成形方法选择15一.轴类零件选材实例轴类零件包括：各种传动轴、机床主轴、丝杠、光杠、曲轴、偏心轴、凸轮轴、连杆、拔叉等。?传递扭矩，同时还承受一定的交变弯曲应力。?轴颈承受较大的摩擦。?有时承受一定的冲击载荷或过量载荷。轴的工作条件轴的失效形式：疲劳断裂、过载断裂、磨损和过量变形5成形方法选择16一.轴类零件选材实例轴的性能要求?足够的强度、刚度、塑性、韧性，以防止过载或冲击断裂。?高的硬度和耐磨性，提高轴的运转精度和使用寿命。?高的疲劳强度，防止疲劳断裂。?良好的切削加工性能，热处理变形小。?价格低廉5成形方法选择17二.轴杆类零件选材实例选材及成形工艺选择?载荷中等，冲击不大C620车床主轴机床主轴是典型的受扭转—弯曲复合作用的轴件，它受的应力不大（中等载荷），承受的冲击载荷也不大，如果使用滑动轴承，轴颈处要求耐磨。5成形方法选择18二.轴杆类零件选材实例?选用材料：45钢、40Cr?毛坯准备形式：锻造?热处理：整体调质，轴颈及锥孔表面淬火。?性能要求：整体硬度HB220～HB240；轴颈及锥孔处硬度HRC52。?加工工艺路线：下棒料→锻造→正火或退火→粗加工→调质处理→半精加工→表面淬火+低温回火→精加工。5成形方法选择19二.轴杆类零件选材实例?受力大，承受高转速、冲击与循环载荷很大（汽车传动轴）?选用材料：渗碳钢（20、20CrMnTi）?毛坯准备形式：锻造?热处理：调质、渗碳淬火。?性能要求：心部：30～35HRC表面：56～62HRC。?加工工艺路线：下棒料→锻造→正火→粗加工→调质处理→半精加工→非渗碳部位保护→渗碳+淬火+低温回火→精加工。5成形方法选择20二.轴杆类零件选材实例?受力小或主要承受静载荷的轴类零件，或形状复杂的曲轴、凸轮轴?选用材料：球墨铸铁?毛坯准备形式：铸造?加工工艺路线：铸造→正火+高温回火→粗加工、半精加工→轴颈表面淬火+回火→精加工。正火目的：得到细化的P，提高Rm、HRC高温回火：消除内应力5成形方法选择21三.齿轮类零件选材实例齿轮的工作条件?通过齿面接触传递动力，周期地受弯曲应力和接触应力作用；?啮合齿表面承受较大摩擦和磨损；?由于换档启动或啮合不良，轮齿会受到冲击。齿轮的失效形式：齿面接触疲劳、磨损及轮齿折断5成形方法选择22三.齿轮类零件选材实例齿轮的性能要求?高的弯曲疲劳强度和高的接触疲劳强度。?齿面有高的硬度和耐磨性。?轮齿心部有足够的强度和韧性。?良好的切削加工性能和最小的淬火变形。?价格适中。5成形方法选择23三.齿轮类零件选材实例选材及成形工艺选择?中低转速，载荷不大的中小型传动齿轮（如机床变速齿轮）?选用材料：调质钢（45、40Cr）?毛坯准备形式：锻造?热处理：调质、表面淬火+低温回火。?性能要求：心部：30～35HRC表面：50～55HRC。?加工工艺路线：下棒料→锻造→正火→粗加工→调质处理→半精加工→表面淬火+低温回火→精加工。5成形方法选择24三.齿轮类零件选材实例?高速、重载、冲击较大的齿轮（如汽车变速齿轮）?选用材料：渗碳钢（20CrMoTi）?毛坯准备形式：锻造?热处理：调质、渗碳+淬火+低温回火。?性能要求：心部：28～32HRC表面：56～62HRC。?加工工艺路线：下棒料→锻造→正火→粗加工→调质处理→半精加工→表面淬火+低温回火→精加工。5成形方法选择25三.齿轮类零件选材实例?力学性能高、形状复杂、尺寸大的齿轮?选用材料：铸钢（ZG270-500、ZG310-570）?毛坯准备形式：铸造?热处理：正火或退火。?加工工艺路线：铸造→正火或退火→机械加工。5成形方法选择26三.齿轮类零件选材实例?轻载、低速、冲击较小的齿轮?选用材料：铸铁（HT200、HT300）?毛坯准备形式：铸造?热处理：正火或退火。?加工工艺路线：铸造→正火或退火→机械加工。5成形方法选择27三.齿轮类零件选材实例?受力不大、无润滑条件下工作的齿轮?选用材料：塑料（如尼龙、聚碳酸脂等）?成型方法：注射成型?应用：石英钟?仪器仪表或接触腐蚀介质的轻载齿轮?选用材料：有色金属（CuZn38黄铜、CuSn6P锡青铜、7A04超硬铝等）?成型方法：机械加工5成形方法选择28五.箱体类零件选材实例箱体类零件的工作条件?支承、定位、密封。?受力不大，多承受压应力。?形状复杂、尺寸大、壁厚较薄。箱体类零件的失效形式?变形失效。?断裂失效。?磨损失效。5成形方法选择29五.箱体类零件选材实例箱体类零件的性能要求?较高的硬度、抗压强度。?良好的减震性。?高的尺寸稳定性，保证定位准确、密封可靠。箱体类零件的选材及成型工艺?受力较大、要求高强度、受较大冲击的箱体?选用材料：铸钢（ZG40Mn等）?成型方法：铸造?热处理：退火?应用：大型轧钢机机架、重型水压机横梁5成形方法选择30五.箱体类零件选材实例?受力不大或主要承受静力、不受冲击的箱体?选用材料：灰铸铁（HT200等）?成型方法：铸造?热处理：退火?应用：机床床身、齿轮箱?受力较大、形状简单的箱体?选用材料：碳素结构钢板（Q235等）?成型方法：焊接5成形方法选择31五.箱体类零件选材实例?受力不大、要求重量轻、导热性好的箱体?选用材料：铝合金（ZL104、ZL101等）?成型方法：压力铸造?热处理：时效?应用：摩托车发动机箱体5成形方法选择32五.箱体类零件选材实例?受力很小、要求重量很轻的箱体?选用材料：塑料（ABS、有机玻璃等）?成型方法：注射成形?应用：手机外壳、家用电器外壳5成形方法选择33