機械零件的選材與工藝分析

1、細心整理第十一章 機械零件的選材與工藝分析教學目的及要求 教學目的及要求通過本章學習，使學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。主要內容 主要內容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用實例學時支配 學時支配3 學時教學重點1．農業(yè)機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難點 教學難點零件的失效形式與提高材料性能的途

2、徑教學過程 教學過程第一節(jié) 第一節(jié) 選材的一般原那么 選材的一般原那么一.材料的運用性能 材料的運用性能——選材的最主要依據 選材的最主要依據指的是零件在運用時所應具備的材料性能，包括機械性能、物理性能和化學性能。對大多數零件而言，機械性能是主要的必能指標，表征機械性能的參數主要有強度極限σb、彈性極限σe、屈服強度σs 或σ0.2、伸長率δ、斷面收縮率ψ、沖擊韌性 ak 及硬度 HRC 或 HBS等。這些參數中強度是機械性能的主要性

3、能指標，只有在強度滿足要求的狀況下，才能保證零件正常工作，且經久耐用。在材料力學的學習中，已經發(fā)覺，在設計計算零件的緊急截面尺寸或校核平安程度時所用的許用應力，都要依據材料強度數據推出。附表：幾類典型零件的工作條件失效形式及主要機械性能指標可以看出，在設計機械零件和選材時，應依據零件的工作條件，損壞形式，找出對材料機械性能的要求，這是材料選擇的根本啟程點。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量、生產效率及本錢。所以，材料的工藝性能也是選材的重要依據之一。細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與規(guī)律可分為：變形失效、斷裂失效、外表損傷失效等。二、機械零件失效的緣由 二、機械零件失效的緣由失效緣由有多種，在實際生產中，零件失效很少是由于單一因素引起的，往往是幾個因素綜合作用的結果。歸納起來可分為設計、材料、加工和安裝運用四個方面。可能的緣由有

5、如下：1． 設計緣由 設計緣由一是由于設計的構造和形態(tài)不合理導致零件失效，如零件的高應力區(qū)存在明顯的應力集中源〔各種尖角、缺口、過小的過渡圓角等；二是對零件的工作條件估計失誤，如對工作中可能的過載估計缺乏，使設計的零件的承載實力不夠。2．材料方面的緣由 ．材料方面的緣由選材不當是材料方面導致失效的主要緣由。最常見的是設計人員僅依據材料的常規(guī)性能指標來作出確定，而這些指標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造成各種缺陷而引起失效。如熱處理工藝限制不當導致過熱、脫碳、回火缺乏等；鍛造工藝不良帶狀組織、過熱或過燒現象等；冷加工工藝不良造成光滑度太低，刀痕過深、磨削裂紋等都可導致零件的失效。有些零件加工不當造成的缺陷與零件設計有很大的關系，如熱處理時的某些缺陷。零件外形和構造設計不合理睬促使熱處理缺陷的產生〔如變形、開裂〕。為幸免或削減零件淬火時發(fā)生

7、或開裂，設計零件時應留意：截面厚薄不勻整，否那么簡潔在薄避處易開裂；構造對稱，盡量接受封閉構造以免發(fā)生大的變形；變截面處勻整過渡，防止應力集中。4．安裝運用與失效 ．安裝運用與失效零件安裝時，協(xié)作過緊、過松、對中不良、固定不緊等，或操作不當均可造成運用過程中失效。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．現場調查探究這是特殊關鍵的一步。盡量細致收集失效零件的殘骸，并拍照記錄實況，從而確定重點分析的對象，樣品應取自失效的發(fā)