材料 机床用材.ppt3.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,10.3,机床用材,10.4,仪器仪表用材,主讲人：董红强,组 员：赵燕能,苟亚鹏,涂海涛,王志彪,10.3,机床用材,定义：机床用材是用来制造各种机床零部件的工程材料。常用的机床零部件有机座、轴承、导轨、轴类、齿轮、弹簧、紧固件、刀具等。,10.3.1,机身、底座用材,机床的床身、底座、油缸、导轨、齿轮箱体、轴承座等大型零件以及滑枕、皮带轮、导杆、摆杆、载物台、手轮、刀架等零件，不但重量大，而且形状复杂，首料为灰口铸铁、孕育铸铁，球墨铸铁亦可选用，因为它们的成本低、柱造性好，非常适合铸造上述零部件，且石墨有良好的润滑作用，能贮存润滑油，铸铁有良好的耐磨性，很适宜制造导轨。,灰口铸铁以,HT200,和,HT250,用得,最多。,10.3.2,齿轮用材,开式齿轮传动防护和润滑的条件较差，其可能破坏的方式，除齿根折，段外，主要是发生磨损，因此，选用材料应当考虑耐磨性且不需要经常给予润滑,HT250,、,HT300,和,HT400,等灰铸铁由于容易做成复杂的形状和成本低的优点而成为齿轮的首选材料。,钢在无润滑情况下，只能用作小齿轮与铸铁的大齿轮相互啮合，常用普通碳素钢,Q235,、,Q255,和,Q275,制造。,闭式齿轮多采用,40,钢、,45,钢等经正火或调质处理的中碳优质钢制造。高速、重载或受强烈冲击的闭式齿轮，宜采用,40Cr,等调质钢或,20Cr,、,20CrMnTi,等渗碳钢制造，并进行相应的热处理。,不重要的闭式齿轮可使用普通碳素钢,Q275,制造。,10.3.3,轴类零件用材,一般采用正火或调质处理的,45,钢等优质碳素钢制造轴类零件。,不重要的或受力较小的轴及一般较长的传动轴，可以采用,Q235,、,Q255,或,Q275,等普通碳素钢制造。,承受载荷较大，且要求直径小、质量轻或要求提高轴颈耐磨性的轴，可以采用,40Cr,等合金调质钢或,20Cr,等合金渗碳钢，整体与轴颈应进行相应的热处理。,曲轴和主轴常采用,QT600-2,、,KTZ600-3,等球墨铸铁和可锻铸铁制造10.3.4,螺纹连接件用材,螺纹连接件主要由螺栓、多头螺栓、紧固螺钉等联接零件构成。,无特殊要求的一般螺纹连接件常用低碳或中碳的普通碳素钢,Q235,、,Q255,、,Q275,制造。,用,35,钢、,45,钢等优质碳素结构钢制造的螺栓，常用与中等载荷以及精密的机床上。,合金结构钢,40Cr,、,40CrV,等主要用于制作受重载高速的极重要的联接螺栓。,10.3.5,螺旋传动用材,机床中的螺旋传动主要是丝杠,-,螺母传动。,不进行热处理的螺旋传动件用,45,钢、,50,钢制造；进行热处理的螺旋传动件用,T10,、,65Mn,、,40Cr,等制造。,螺母材料用铸造锡青铜,ZcuSn10Zn2,、,ZCuSn6Zn6Pb3,使用得最为广泛。在较小载荷及低速传动中螺母用耐磨铸铁制造。,10.3.6,蜗轮传动用材,蜗轮的材料有铸造锡青铜、铸造铝青铜和铸铁。,当滑动速度,3m/s,时，常采用铸造锡青铜,ZCuSn10Pb1,或,ZcuSn6Zn6Pb3,等；,滑动速度,V,4m/s,时用铸铝青铜,ZQAl9-4,；,滑动速度,V2m/s,且性能要求不高时可用,HT150,、,HT200,、,HT250,。,直径为,100,200mm,的青铜蜗轮，应采用青铜轮缘与灰铸铁轮芯分别加工再组装成一体的结构。,蜗轮材料一般为碳钢和合金钢，如用,15,钢、,20,钢、,15Cr,钢、,20Cr,钢表面渗碳淬硬到,56,62HRC,，,或用,45,钢、,40Cr,钢，表面高频淬火到,45,50HRC,。,低速传动的蜗杆可用,Q275,制造。,10.3.7,滑动轴承用材,（,1,）金属材料：主要有轴承合金（巴氏合金、铜基轴承合金）和铸铁。,（,2,）粉末冶金材料：用于制造含油轴承。,（,3,）塑料轴承：常用的塑料轴承有,ABS,塑料、尼龙、聚甲醛、聚四氟乙烯等。,10.3.8,机床其他零件用材,（,1,）凸轮用材,一般尺寸不大的平板凸轮可用,45,钢制造，进行调质处理，要求高的凸轮可用,45,钢和,40 Cr,钢制造，并进行表面淬火，硬度可达,50,60HRC,。,尺寸较大的凸轮（直径,300mm,或厚度,30mm,），,常采用,HT200,、,HT250,或,HT300,等灰铸铁或耐磨铸铁制造。,（,2,）滚动轴承用材,滚动轴承的内外圈和滚动体一般用,GCr9,、,GCr15,、,GCr15SiMn,等高碳铬或铬锰轴承钢和,GSiMnV,等无铬轴承钢制造。工作表面要经过磨削和抛光，热处理后一般要求材料硬度在,61-65HRC,之间。对保持架材料一般要求较低，普通轴承的保持架多采用低碳钢薄板冲压成型，有的则用铜合金制成。高速轴承要求保持架强而轻，多采用塑料或轻合金制成。,（,3,）刀具用材,刀具用材包括合金刃具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、人造金刚石及聚晶金刚石等。,（,4,）其他零件用材,转轴、心轴、主轴、齿合和摩擦离合器、链环片、刹车钢带、键以及强烈受磨损或强度要求高的零件可使用,45,钢、,50,钢、,60,钢制造，并经调制处理。而许多要求较低的机床用零件可以使用成本低廉的普通碳素钢制造。,10.4.1,壳体材料,仪器仪表的外壳（包括面板、底盘等）常用低碳结构钢、不锈钢等金属板材制造，也可采用,ABS,、,聚甲醛等塑料制造。,低碳结构钢：如,Q195,、,Q215,、,Q235,等，冲压成形后再喷涂油漆，作为防锈和装饰。,不锈钢：如,1Cr13,、,1Cr18Ni9,、,1Cr18Ni9Ti,，,冲压成形，不仅外观华丽，还耐腐蚀。,ABS,塑料：易电镀和易成型力学性能良好，是制造管道、储槽内衬、电机外壳、仪表壳、仪表盘、小轿车车身等的优秀材料。,聚甲醛塑料：综合性能优异、耐疲劳性极高，广泛用作各种仪表板、外壳、容器、管道等。,10.4,仪器仪表用材,10.4.2,轴类零件用材,仪器仪表的轴一般载荷很小，常用,Q235,等普通碳素钢、聚甲醛塑料等工程塑料制造，重要且需要耐蚀的轴销等零件则采用硬铝,2A12,（,LY12,）、,2A11,（,LY11,）,或黄铜,HMn58-2,制造。,10.4.3,凸轮用材,仪器中多数凸轮所用材料为中碳钢或中碳合金钢。,尺寸不大、性能一般的平板凸轮可用,45,钢板制造，进行调质处理。,性能要求高的凸轮可用,45,钢或,40Cr,钢制造，进行表面淬火,+,低温回火。,轻载凸轮可以用尼龙、玻璃纤维增强尼龙等制造。,10.4.4,齿轮用材,仪器仪表的齿轮可以用钢、铜合金、工程塑料及复合材料制造。,普通碳素钢：如,Q275,，,制造后一般不需热处理。,铜合金：,（,1,）铝青铜,QAl10-4-4,可用来制造,400,以下工作的齿轮、阀座；,QAl11-6-6,可用来制造,500,以下工作的齿轮、套管及其它减摩和耐蚀的零件。,（,2,）硅青铜,QSi3-1,有高的弹性、强度和耐磨性，耐蚀性良好，可用来制造耐蚀件及齿轮,、,制动杆等。,（,3,）铍青铜,Qbe2,、,Qbe1.9,、,Qbe1.7,可用于制造钟表等仪表中的齿轮。,ABS,、,聚甲醛、聚碳酸酯、酚醛等工程塑料也可制造仪表齿轮。,10.4.5,蜗轮、蜗杆用材,仪器仪表中的蜗轮、蜗杆主要用铜合金制造，也可用工程塑料制造。,铝青铜：,QAl11-6-6,有高的强度和硬度，抗蚀性、减摩耐磨性及加工性良好，可用来制造,500,以下工作的蜗轮、套管及其它减磨和耐蚀的零件。,硅青铜：,QSi3-1,有高的弹性、强度和耐磨性，耐蚀性良好，可用来制造蜗轮、蜗杆及耐蚀件等。,工程塑料：聚碳酸酯等塑料适合制造载荷较轻的蜗轮、蜗杆。,10.4.6,功能材料,仪器仪表中功能材料的使用越来越多。例如，许多仪器都与计算机及显示器相连接。当前，数据存储材料的发展非常迅速，主要包括磁存储材料和光存储材料等。磁性读写元件对于材料的完整性要求非常高，几乎不能允许任何尺度大到亚微米级的缺陷存在。磁盘材料通常采用钴合金颗粒喷涂的厚约,15nm,薄膜。,