機(jī)械零件的選材與工藝分析

1、細(xì)心整理第十一章 機(jī)械零件的選材與工藝分析教學(xué)目的及要求 教學(xué)目的及要求通過(guò)本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解零件的失效形式與提高材料性能的途徑，駕馭零件選材的一般原那么和方法。主要內(nèi)容 主要內(nèi)容1．零件的失效形式與提高材料性能的途徑2．零件選材的一般原那么和方法3．典型零件的選材及應(yīng)用實(shí)例學(xué)時(shí)支配 學(xué)時(shí)支配3 學(xué)時(shí)教學(xué)重點(diǎn)1．農(nóng)業(yè)機(jī)械零件的失效形式與提高材料性能的途徑2．零件選材的一般原那么和方法教學(xué)難點(diǎn) 教學(xué)難點(diǎn)零件的失效形式與提高材料性能的途

2、徑教學(xué)過(guò)程 教學(xué)過(guò)程第一節(jié) 第一節(jié) 選材的一般原那么 選材的一般原那么一.材料的運(yùn)用性能 材料的運(yùn)用性能——選材的最主要依據(jù) 選材的最主要依據(jù)指的是零件在運(yùn)用時(shí)所應(yīng)具備的材料性能，包括機(jī)械性能、物理性能和化學(xué)性能。對(duì)大多數(shù)零件而言，機(jī)械性能是主要的必能指標(biāo)，表征機(jī)械性能的參數(shù)主要有強(qiáng)度極限σb、彈性極限σe、屈服強(qiáng)度σs 或σ0.2、伸長(zhǎng)率δ、斷面收縮率ψ、沖擊韌性 ak 及硬度 HRC 或 HBS等。這些參數(shù)中強(qiáng)度是機(jī)械性能的主要性

3、能指標(biāo)，只有在強(qiáng)度滿足要求的狀況下，才能保證零件正常工作，且經(jīng)久耐用。在材料力學(xué)的學(xué)習(xí)中，已經(jīng)發(fā)覺(jué)，在設(shè)計(jì)計(jì)算零件的緊急截面尺寸或校核平安程度時(shí)所用的許用應(yīng)力，都要依據(jù)材料強(qiáng)度數(shù)據(jù)推出。附表：幾類典型零件的工作條件失效形式及主要機(jī)械性能指標(biāo)可以看出，在設(shè)計(jì)機(jī)械零件和選材時(shí)，應(yīng)依據(jù)零件的工作條件，損壞形式，找出對(duì)材料機(jī)械性能的要求，這是材料選擇的根本啟程點(diǎn)。二.材料的工藝性能 材料的工藝性能材料的加工工藝性能主要有：鑄造、壓力加工、切削加

4、工、熱處理和焊接等性能。其加工工藝性能的好壞直影響到零件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率及本錢(qián)。所以，材料的工藝性能也是選材的重要依據(jù)之一。細(xì)心整理零件失效的形式多種多樣，按零件的工作條件及失效的宏觀表現(xiàn)與規(guī)律可分為：變形失效、斷裂失效、外表?yè)p傷失效等。二、機(jī)械零件失效的緣由 二、機(jī)械零件失效的緣由失效緣由有多種，在實(shí)際生產(chǎn)中，零件失效很少是由于單一因素引起的，往往是幾個(gè)因素綜合作用的結(jié)果。歸納起來(lái)可分為設(shè)計(jì)、材料、加工和安裝運(yùn)用四個(gè)方面?？赡艿木売捎?/p>

5、如下：1． 設(shè)計(jì)緣由 設(shè)計(jì)緣由一是由于設(shè)計(jì)的構(gòu)造和形態(tài)不合理導(dǎo)致零件失效，如零件的高應(yīng)力區(qū)存在明顯的應(yīng)力集中源〔各種尖角、缺口、過(guò)小的過(guò)渡圓角等；二是對(duì)零件的工作條件估計(jì)失誤，如對(duì)工作中可能的過(guò)載估計(jì)缺乏，使設(shè)計(jì)的零件的承載實(shí)力不夠。2．材料方面的緣由 ．材料方面的緣由選材不當(dāng)是材料方面導(dǎo)致失效的主要緣由。最常見(jiàn)的是設(shè)計(jì)人員僅依據(jù)材料的常規(guī)性能指標(biāo)來(lái)作出確定，而這些指標(biāo)根本不能反映出材料所受某種類型失效的搞力；材料本身的缺陷〔如縮孔、疏

6、松、氣孔、夾雜、微裂紋等〕也導(dǎo)致零件失效。3．加工方面緣由 ．加工方面緣由由于加工工藝限制不好會(huì)造成各種缺陷而引起失效。如熱處理工藝限制不當(dāng)導(dǎo)致過(guò)熱、脫碳、回火缺乏等；鍛造工藝不良帶狀組織、過(guò)熱或過(guò)燒現(xiàn)象等；冷加工工藝不良造成光滑度太低，刀痕過(guò)深、磨削裂紋等都可導(dǎo)致零件的失效。有些零件加工不當(dāng)造成的缺陷與零件設(shè)計(jì)有很大的關(guān)系，如熱處理時(shí)的某些缺陷。零件外形和構(gòu)造設(shè)計(jì)不合理睬促使熱處理缺陷的產(chǎn)生〔如變形、開(kāi)裂〕。為幸免或削減零件淬火時(shí)發(fā)生

7、或開(kāi)裂，設(shè)計(jì)零件時(shí)應(yīng)留意：截面厚薄不勻整，否那么簡(jiǎn)潔在薄避處易開(kāi)裂；構(gòu)造對(duì)稱，盡量接受封閉構(gòu)造以免發(fā)生大的變形；變截面處勻整過(guò)渡，防止應(yīng)力集中。4．安裝運(yùn)用與失效 ．安裝運(yùn)用與失效零件安裝時(shí)，協(xié)作過(guò)緊、過(guò)松、對(duì)中不良、固定不緊等，或操作不當(dāng)均可造成運(yùn)用過(guò)程中失效。三、零件失效分析的方法步驟 三、零件失效分析的方法步驟1．現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查探究這是特殊關(guān)鍵的一步。盡量細(xì)致收集失效零件的殘骸，并拍照記錄實(shí)況，從而確定重點(diǎn)分析的對(duì)象，樣品應(yīng)取自失效的發(fā)