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07

2023

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工程机械配件的材料应用


工程机械配件的材料应用

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在一些工程机械配件设计手册和机械制造专著中,有许多关于工程机械配件表面粗糙度与工程机械配件尺寸公差之间关系的经验和计算公式的介绍,列表可供读者选择。然而,只要仔细阅读,你会发现,虽然采用了相同的经验计算公式,但列表中的值并不相同,有些差异很大。这给那些不熟悉这方面的人带来了困惑。同时,这也增加了工程机械配件工作中选择表面粗糙度的难度。在实际工作中,对于不同类型的机器,其零件在相同尺寸公差下对表面粗糙度的要求不同。这就是协调的稳定性。在工程机械配件的设计和制造过程中,不同类型的机器对零件的兼容性稳定性和互换性的要求不同。作为一名机械设计师,在选择材料时,必须了解工业发展趋势。根据国家标准,结合我国的资源和生产条件,从实际出发,综合考虑材料及其选用。机械制造中最常用的材料是钢和铸铁,其次是有色金属合金。塑料和橡胶等非金属材料在机械制造中也具有独特的使用价值。

铸铁和钢都是铁碳合金,它们的区别主要在于碳含量。碳含量低于2%的铁和碳合金称为钢,碳含量超过2%的铁称为钢。铸铁具有适当的熔融性和良好的液体流动性,因此可以铸造成形状复杂的零件。此外,它具有良好的减震性、耐磨性和可加工性(灰铸铁)以及低成本,因此在机械制造中得到广泛应用。常用的铸铁包括灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。灰铸铁和球墨铸铁是脆性材料,不能轧制或锻造。在上述铸铁中,灰铸铁使用最为广泛,其次是球墨铸铁。与铸铁相比,钢具有高强度、韧性和塑性,通过热处理可以改善其机械性能和加工性能。钢零件的坯料可以通过锻造、冲压、焊接或铸造获得,因此被广泛使用。根据用途,钢可分为结构钢、工具钢和特殊钢。结构钢用于制造工程结构的各种机械零部件;工具钢主要用于制造各种切削工具、模具和量具;特殊钢(如不锈钢、耐热钢、耐酸钢等)用于制造在特殊环境中工作的零件。根据化学成分,钢可分为碳钢和合金钢。碳钢的性能主要取决于碳含量。碳含量越高,钢的强度越高,但塑性越低。为了提高钢的性能,特别添加了一些合金元素的钢被称为合金钢。1) 碳结构钢的碳含量一般不超过0.7%。碳含量低于0.25%的低碳钢具有低强度极限和屈服极限、高塑性和良好的焊接性。适用于冲压和焊接。它通常用于制造螺钉、螺母、垫圈、轴、阀导杆和焊接部件。碳含量为0.1%~0.2%的低碳钢也用于制造渗碳零件,如齿轮、活塞销、链轮等。渗碳和淬火可使零件表面坚硬耐磨,芯部坚韧耐冲击。如果需要更高的强度和抗冲击性,可以使用低碳合金钢。碳含量为0.3%~0.5%的中碳钢具有良好的综合力学性能、高强度、塑性和韧性。常用于螺栓、螺母、键、齿轮、轴等应力较大的零件。碳含量为0.55%-0.7%的高碳钢具有高强度和弹性,多用于制造普通板簧、螺旋弹簧或钢丝绳。