简述机械零件选材的基本步骤
一、引言
机械零件是机械装置的组成部分，其选材质量直接影响着机械装置的
性能和寿命。因此，正确的选材方法是保证机械零件质量的重要步骤。
二、确定零件功能和工作条件
首先需要明确机械零件的功能和工作条件。例如，传动轴需要承受扭
矩和转速等要求，托架需要具有足够的刚度和强度等要求。只有明确
了这些要求，才能选择合适的材料。
三、选择合适的材料
1. 金属材料
金属材料是最常用的机械零件材料之一。根据不同的应用场景，可以
选择不同种类的金属材料。例如，碳钢具有较高强度和硬度，适用于
制造高强度要求的零件；不锈钢具有耐腐蚀性能好、美观等优点，适
用于制造外表美观且不易生锈的零件。
2. 非金属材料
非金属材料也是常见的机械零件材料之一。例如塑料、陶瓷等。选择
非金属材料时需要考虑其耐磨性、耐腐蚀性、温度稳定性等因素。
四、考虑加工工艺
不同的材料需要不同的加工工艺，因此在选材时需要考虑加工难度和
成本。例如，铸造零件可以采用铸造方法制造，而对于精密零件则需
要采用数控加工等高精度加工方法。
五、考虑经济性
在选材时还需要考虑经济性。即在满足机械零件功能和寿命要求的前
提下，选择价格合适的材料。这样可以降低生产成本，提高生产效率。
六、结论
综上所述，机械零件选材是一个综合性的过程，需要从多个方面进行
综合考虑。只有选择合适的材料才能保证机械装置的正常运行和长期
使用。
机械零件加工工艺 机械零件加工工艺 机械是我们生活中不可或缺的一部分，在现代工业中，机械零件的加工也是十分重要的一环。机械零件加工工艺是指将原材料加工成为特定形状、尺寸和精度的零件的技术过程。机械零件加工工艺包含着多个环节，这些环节的顺序和安排对于成功的加工具有至关重要的影响。本文旨在介绍机械零件加工工艺的流程及常用工具设备的基本原理。 一、机械零件加工工艺的流程 1.零件设计与制图：在机械零件的加工工艺中，首先需要进行零件的设计与制图。设计师需要根据机械的功能需求来制定零件设计，同时要考虑到材料、尺寸、工艺可行性以及制造成本等方面的因素。完成零件设计之后，需要进行制图操作。制图操作的目的是把设计好的零件展开成为一组平面图，以便进行加工时的参考使用。 2.原材料准备：机械零件加工工艺的第二步就是原材料的准备。原材料的准备包括选材、锯切、刨削等操作。对于不同种类的原材料，需要采取不同的处理方法。例如，对于金属材料，需要采用对应的锯切刀具和刨削设备来进行处理。 3.粗加工：完成原材料的准备之后，需要进行粗加工。粗加工是指将原材料进行初步形状加工，主要是为了方便后续加
工操作。在粗加工环节中，需要采用铣床、车床等设备来进行操作，以使得原材料得到相应的切削、钻孔、成型等处理。 4.精加工：在完成粗加工后，需要进行精加工的环节。精 加工是指将原材料进行精细加工，使得零件的尺寸、形状和表面精度得到保证。在精加工环节中，通常需要采用磨床、钻床等高精度设备进行操作，以保证机械零件的高精度要求。 5.热处理与表面处理：完成精加工之后，需要进行热处理 和表面处理，以保证机械零件的质量和使用寿命。热处理是指对机械零件进行热处理，使其具有适当的硬度和强度。表面处理是指对机械零件进行表面处理，以提高零件的耐磨性和抗腐蚀性。常见的表面处理包括电镀、喷涂和阳极氧化等。 6.检验与组装：最后环节就是对机械零件进行检验和组装。检验的目的是为了验证机械零件的尺寸精度和表面质量是否符合要求。组装的目的是将零散的机械零件按照设计要求进行组装，以形成成品机械产品。 二、机械零件加工工艺常用工具设备 1.铣床：铣床是机械零件加工工艺中常用的加工工具设备 之一。它能够进行直线和曲线形状的加工，精度高、效率高，适用于加工各种金属和非金属零件。 2.车床：车床是机械零件加工工艺中常用的加工工具设备 之二。它能够进行旋转形状的加工，精度高、加工效率高，适用于加工圆形和旋转对称的零件。
机械零件的设计与选材原则 机械零件的设计与选材是机械制造中非常重要的环节，直接关系到 机械产品的质量和可靠性。本文将介绍机械零件设计的基本原则和选 材的注意事项，以帮助读者更好地了解机械零件的设计与选材。 一、机械零件设计原则 1.功能需求：机械零件的设计首先要满足产品的功能需求。设计师 需要明确该零件在机械系统中的作用，确保其具备正确的功能和性能。 2.结构合理：机械零件的结构应当合理设计，避免存在过多的转角 和凹凸，以减少应力集中和疲劳破裂的风险。同时，还应考虑零件的 装配和拆卸方便性。 3.尺寸准确：机械零件的尺寸设计要准确无误，以确保与其他零部 件的配合工作。尺寸设计的误差通常应该在允许范围内，并以容差的 方式进行控制。 4.材料选择：选择合适的材料对机械零件的功能和性能至关重要。 材料的选择要考虑零件的使用环境、工作温度和所需的力学性能等因素。 5.易加工性：机械零件的设计还应考虑到其加工过程。要选择易于 加工和制造的设计方案，以提高生产效率和降低成本。 二、机械零件选材原则
1.强度要求：机械零件的材料选择应根据其所需的强度来确定。根 据零件承受的载荷和应力水平，选择具有足够强度的材料。 2.耐磨性要求：对于摩擦和磨损较大的机械零件，应选择具有良好 耐磨性能的材料，以提高零件的使用寿命。 3.耐腐蚀性要求：对于暴露在腐蚀性介质中的机械零件，应选择具 有良好耐腐蚀性的材料，以防止零件受到腐蚀而损坏。 4.温度要求：机械零件在高温或低温条件下的工作要求决定了材料 的选取。在高温下工作的零件需要具有良好的高温强度和热稳定性， 而低温下工作的零件需要具有良好的低温韧性。 5.制造成本：机械零件选材还要考虑到制造成本。材料的选择应在 满足性能要求的前提下，尽量降低制造成本，提高生产效率。 综上所述，机械零件的设计与选材是一项综合考虑多个因素的任务。合理的设计与选材能够确保机械产品的功能和性能。因此，在进行机 械零件设计和选材时，设计师应根据功能需求、结构合理性、尺寸准 确性、材料选择和易加工性原则进行综合考虑，以提高零件的使用寿 命和可靠性。同时，根据零件的强度要求、耐磨性要求、耐腐蚀性要求、温度要求和制造成本进行合理的选材，以满足机械零件在特定工 作环境下的功能和性能需求。
一. 机械零件常用材料: 机械零件常用材料主要有黑色金属﹑有色金属﹑非金属材料和各种复合材料四大类.其中以黑色金属中的钢﹑铸铁;及有色金属中的铜合金﹑铝合金最为常用;其次是非金属材料中的高分子材料﹑陶瓷材料和复合材料.有关知识在金属工艺学及工程材料学等;分别介绍. 二. 机械零件材料的选用原则: 在机械设计中合理地选择材料是一个很重要的问题.选择零件的材料主要应考虑三方面的问题;即使用要求﹑工艺要求和经济性要求. 1.使用要求:满足使用要求是选择零件材料的最基本原则.使用要求一般包括:1零件的工作和受载情况;2对零件尺寸和重要的限制;3零件的重要程度. 在考虑使用要求时要抓住主要问题;兼顾一切.一般地讲;减轻重量是机械设计的主要要求之一.若零件尺寸取决於强度;且尺寸和重量又受到某些限制时;应选用强度较高的材料.在滑动摩擦下工作的零件应选用减摩性能好的材料或耐磨材料.在高温下工作的零件应选用耐热材料;在腐蚀介质中工作的零件应选用耐蚀材料. 2.工艺要求:所谓工艺要求;是指所选用材料的冷﹑热加工性能好.比如同是箱体零件采用铸件还是焊接件;要看生产批量大小.大批量宜用铸件;小批量宜用焊接件.如果是铸造毛坯应选用流动性好的材料;若是焊接件应选用焊性好的材料. 选择材料还必须考虑材料热处理的工艺性. 由於一般零件都必须经切削加工;所以选择材料还要考虑其切削性能易断屑﹑表面光滑﹑刀具磨损小等 3.经济性要求:经济性首先体现在材料的相对价格上;在满足上述两方面选材原则基础上;应尽可能选择价格低廉的材料.其次对经济性不能只从材料价格上考虑;其加工制造费用;使用维护费用都应考虑在内.总之;经济性要综合考虑.
机械零件选材及其工艺方法的选择 学习目标 明确零件成型工艺选择的一般原则；熟悉零件热处理的技术条件；熟悉典型零件的选材，会对其进行工艺分析。 重点与难点 重点：零件成型工艺选择的一般原则；零件热处理的技术条件。 难点：轴杆类零件、齿轮类零件和箱体类零件的选材及工艺分析。 零件成型工艺选择的一般原则 本节要点：零件成型工艺的选择原则。 除了少数效能要求不高的零件以外，大多数机械零件都要通过铸造、锻压或焊接等成型工艺裂成毛坯，然后再经切削加工裂成成品。因此，零件成型工艺的选择是否合理，不仅影响每个零件甚至整部机械的裂造质量和使用效能，对零件的工艺裂造过程，生产遇期和成本也有很大的影响。表4-5列出了常用毛坯成型的生产方法及相关内容的比较，可供参考。 选择毛坯成型工艺时必须考虑以下原则： 1.保证零件的使用要求 成型后的毛坯裂成零件后，应满足其使用要求。零件的使用要求包括对零件形状和尺寸的要求，以及工作条件对零件效能的要求。例如机床的主轴，是机床上的关键零件，尺寸、形状和加工精度要求很高，受力褪杂，在长期使用过程中只允许发生极微小的变形，因此应选用45钢或40cr等具有良好综合力学效能的材料，经锻造裂坯及严格的切削加工和热处理裂成。 2.降低裂造成本，满足经济性要求 一个零件的裂造成本包括其本身的材料费以及所消耗的燃料费、动力费用、人工费、各项折旧费。单件、小批生产时，对于铸件应优先选用灰铸铁和手工砂型铸造方法；对于锻件应优先选用碳素结构钢和自由锻方法；在生产急需时，应优先选用低碳钢和手工电弧焊方法制造焊接结构毛坯。在大批量生产中，对于铸件应探用机器造型的铸造方法，锻件应优先选用模型锻造方法，焊接件应优先选用低合金高强度结构钢材料和自动、半自动的埋弧焊、气体保护焊等方法制造毛
机械工程材料的选用原则 材料的选用 教学目的及要求 通过本章学习，使学生了解零件的失效形式与提高材料性能的途径，掌握零件选材的一般原则和方法。主要内容 1．零件的失效形式与提高材料性能的途径2．零件选材的一般原则和方法3．典型零件的选材及应用实例学时安排 2学时教学重点 1．零件的失效形式与提高材料性能的途径2．零件选材的一般原则和方法教学难点 零件的失效形式与提高材料性能的途径教学过程 第一节选材的一般原则 一.材料的使用性能――选材的最主要依据 指的是零件在使用时所应具备的材料性能，包括机械性能、物理性能和化学性能。对大多数零件而言，机械性能是主要的必能指标，表征机械性能的参数主要有强度极限σb、弹性极限σe、屈服强度σs 或σ 0.2 、伸长率δ、断面收缩率ψ、冲击韧性ak及硬度HRC或HBS等。 这些参数中强度是机械性能的主要性能指标，只有在强度满足要求的情况下，才能保证零件正常工作，且经久耐用。在材料力学的学习中，已经发现，在设计计算零件的危险截面尺寸或校核安全程度时所用的许用应力，都要根据材料强度数据推出。 附表：几类典型零件的工作条件失效形式及主要机械性能指标 可以看出，在设计机械零件和选材时，应根据零件的工作条件，损坏形式，找出对材料机械性能的要求，这是材料选择的基本出发点。 二.材料的工艺性能
材料的加工工艺性能主要有：铸造、压力加工、切削加工、热处理和焊接等性能。其加工工艺性能的好坏直影响到零件的质量、生产效率及成本。所以，材料的工艺性能也是选材的重要依据之一。 1 典型零件工作条件失效形式过量塑性变形或由疲劳而造成破断齿面过度磨损、疲劳麻点、齿的折断颈部摩擦、过度磨损、疲劳破断而失效弹性丧失或疲劳破断重要螺栓承受交变拉应力重要传动齿轮承受交变弯曲应力、交变接触压应力、齿面受滚动摩擦冲击载荷曲轴轴类承受交变弯曲应力、扭转应力、冲击载荷弹簧交变应力、振动滚动轴承点线接触下的交变压应力、滚动摩擦过度磨损、疲劳破断而失效主要力学性能指标σ0.2、HBSσ-1p σ-1、σbb、HRC、接触疲劳强度σ0.2、σ-1、HRC σs／σb、σe、σ-1p σbc、σ-1、HRC 注：σ σ -1p 为抗压或对称拉伸时的疲劳强度；σ -1 光滑试样对称弯曲应力时的疲劳强度；σ bb 抗弯强度； bc 抗压强度。 （1）铸造性能：一般是指熔点低、结晶温度范围小的合金才具有良好的铸造性能。如：合金中共晶成分铸造性最好。 （2）压力加工性能：是指钢材承受冷热变形的能力。冷变形性能好的标志是成型性良好、加工表面质量高，不易产生裂纹；而热变形性能好的标志是接受热变形的能力好，抗氧化性高，可变形的温度范围大及热脆倾向小等。 （3）切削加工性能：刀具的磨损、动力消耗及零件表面光洁度
机械零件的选材 在机械零件的设计与制造过程中，如何合理地选择材料是一 项十分重要的工作。机械零件的设计不单是结构设计，还应包括材料和工艺的设计，故从事机械设计与制造的工程技术人员，必须掌握各种材料的特性，会正确选择和使用，并能初步分析机器及零件使用过程中出现的各种材料问题。 1、工程材料的强化方式： 固洛强化、加工硬化、细化组织强化、第二相强化、相变强 化、复合强化。 2、工程材料的韧化途径： 细化晶粒、调整化学成分、形变热处理、低碳马氏体强韧化。 一、选材的基本原则 大满足机件的使用性能要求 大较好的加工工艺性 大较好的经济性 1、材料的使用性能应能满足使用要求 使用性能与选材材料的使用性能是选材时考虑的最主要根据 ——首先要准确地判断零件所要求的主要使用性能。 (1)从工作条件及失效形式的分析提出使用性能要求 ①承受载荷的类型及大小一一如承受持久作用的静载荷，对弹性
或塑性变形的抗力是最主要的使用性能；承受交变载荷，则疲劳抗力是重要的使用性能。 ②工作环境一一温度、介质的性质等 ③特殊要求的性能——电、热、磁、比重、夕卜观等 失效分析为正确选材提供了重要依据，其目的是找出零件损 坏的原因。如失效分析证明零件损坏确系选材不当所致，则可通过选择合适的材料来防止失效。 （2）从使用性能要求提出机械、物理、化学等性能要求 使用性能要求T可测的实验室性能指标 T初选 一般根据设计手册的数据选材，应注意： *材料的性能与加工、处理条件有密切的关系。 *材料的性能与加工处理时试样毛坯的尺寸有很大关系。 *材料的化学成分、加工处理的工艺参数、性能都有一个允许的 波动范围 只要零件的尺寸、处理条件与手册所给的相同，按手册性能 选材是偏安全的 手册一般给出：os、（rb、a、p、ak 目前工程上往往用硬度来作为零件的质量检验标准（简单、 非破坏性、硬度与其他性能之间有大致固定的关系），此时还须对处理工艺（主要是热处理工艺）作出明确规定。
机械工程机械设计中的材料的选择和应 用分析 摘要：随着工业化进程的加快，机械设计人员的素质也随之提高。改革开放以来，我国的经济和科技都得到了飞速 的发展，并在世界范围内取得了巨大的成就。在这一成就中，作为我国产业发展的基石的机电工程，在推动我国经济增长 的同时，也随着中国经济的不断发展而不断壮大。机械工业是国民经济发展的重要支撑。在机械工程中，如何选择合适的 材料，起着十分重要的作用。本文从选择材料的意义，选择材料的原则，选择材料的过程和方法等几个方面，从实践出发，循序渐进的进行了论述。期望能为有关工作提供一些参考。 关键词：机械设计；材料；性能；选材 一、选材的意义 在机器的设计过程中，选材是很重要的一环。对机械工程材料的合理选择，将会在最大程度地发挥其自身的性能潜能，确保其拥有良好的加工工艺性能，获得理想的使用性能，提高产品零件的质量，节约工程材料，降低生产成本等方面 起着重要作用。在此，就如何选择合适的机械工程材料，提出了自己的一些观点，供大家讨论。 二、选材的原则 根据工作环境来决定产品的使用性能，是选择产品的一个基本起点。其次就是要考虑到物料的处理过程。第三，必 须从经济角度出发。争取把所有费用加在一起减到最低限度。达到材料的使用性能足够，工艺性能良好，供应上能保证， 经济性应合理。 （一）选材的一般使用原则 选用什么材料，就是要看生产出来的机器部件是否能确保它的工作性能。材料可用性是指该材料在一般工作状态下 所应该具有的性质。主要研究材料的机械性能、理化性能等。为了确保部件的安全、可靠和持久的工作，部件的工作性能 是必不可少的。在选择材料的时候，也是一个很重要的参考。不同的部件，其所需要的材料的使用性能也会有所不同，有 些部件需要高强度，有些部件需要高硬度，有些部件需要高耐磨性，有些部件对性能没有特别的要求，只要保持一定的外 表就可以了。对于普通的机械部件，其力学特性也要优先考虑。 （二）选材的工艺性原则 工艺性原理是指所选择的材料是否能确保能够顺利地被加工和制造成为一个部件。比如，有些材料只根据产品的用 途需求，它是非常适合的，但是它不能加工生产，或者它很难加工生产，所以它的价格非常昂贵，这就是工艺性能差。所以，在选择材质时，材质的技术特性对其制造的难度、效率和成本都有很大影响。 （三）选材的经济性原则 经济原则是指所选材料在被加工成零部件后，是否能使其成本低、价格低。从经济角度来看，应该尽量选择供应充足，价格低廉，易于加工，总成本较低的原料。一般来说，只要保证了零件的功能，就会优先选择便宜的材料。能使用低 合金钢材的就不要使用高合金钢材；如果能用钢铁，那就不要用有色金属了。另外，在进行经济分析时，必须站在长期的
机械工程选材分析 摘要：机器制造业的发展是一个重要的社会经济支柱。在机械设计中，如何 正确地选用合适的材料是一个关键问题。选材问题不仅影响到以后的工程能否顺 利实施，而且还会对工程成本产生一定的影响。在选用材料时，要充分考虑其可 加工性，经济上的适用性，以及安全等因素。文章从教学实践出发，从教学内容、教学内容、教学内容、教学方法等方面，分层次地阐述了教学内容的选择。以期 为有关工作提供借鉴。 关键词：机械工程；机械设计；材料；性能 1选材的重要性 当前，国内很多工业部门都需要更高水平的产品。在机器设计的全流程中， 选材是重中之重。要科学、合理地选用建材，使建材的使用价值得到最大限度的 发挥。在实际应用中，可极大地改善成品的品质。另外，还能较好的减少特定的 工程材料的费用。在实际生产中，经常会出现因选材不当而导致整体部件的某些 特性无法达到特定要求的情况。所以，在实际运用的时候，许多机器部件都会非 常的紧张，不能及时的理解状况，这会给实际的生产造成巨大的损失。所以，选 材是一个非常关键的环节。选用什么样的材质，将会对总体设计中的各项参数产 生直接的影响。所以，在进行机器设计时，对机器选材应给予足够的关注，并就 机器选材时应考虑的各个问题进行讨论。 2选材原则 我们知道，依据工作环境来决定对设备的使用性能需求，首先，是选材的一 个基本起点。其次，对材料的处理方法进行了研究。再次，对物料的节约进行了 考量。力求把各项成本之和减到最小，最后达到“原料完全可用、技术质量优良、供给可靠、经济合理”的目标。 2.1材料选择的一般原则
选用材质的原则是：选用材质制成的机器部件是否能确保其工作特性。材料 的可用性是指一个机器部件在一般工作状态下所应该具备的性质。包括力学性质，理化性质等。为了确保部件的安全、可靠和持久的工作，部件的服役特性是必不 可少的。在选用材质时，这是首要的考量基础。不同的部件，对材质的要求也是 不一样的，有些部件对材质有高强度、高硬度、高耐磨等方面的要求，有些部件 并没有特别的要求，只要保持某种形态即可。而对普通的机械部件，则应以其机 械性能为首要条件。 2.2选材工艺原则 可生产性原理就是对所选择的材料进行机械加工并制成部件的能力。例如一 些材质，只从功能上来说，它是非常适合的，但是却无法进行加工，所以它的价 格非常昂贵，可以被归类为劣质品。所以，在选择材质时，其品质之可加工性， 将直接影响到零件之制造难度、效率与成本。 2.3材料选择的经济原则 经济原理是指选择的原料是否可以加工成低成本、低价格的产品。从选材的 经济角度出发，在选材时，要尽量选用货源充足，价格低廉，易于加工，总成本 较低的原料。总体上讲，只要保证部件的使用性能，应尽可能选用廉价的材质， 并可采用低碳钢材替代合金钢材；能使用低合金钢材就不使用高合金钢材；假如 能够使用钢铁，那么就没有必要使用非铁金属。再者，对经济的思考应该着眼于 长期，而不仅仅是近期的收益。有些东西在短期内看似昂贵，但由于其较长的使 用年限和较少的维修费用，因此长期内会产生良好的经济效果。总体来说，其经 济状况尚可。此外，在选用高分子材料时，也要充分考虑其在服役过程中所受到 的外界因素（温度，水分，氧气，光照，石油等）的影响。 3选材步骤5部曲 (1)对选定的材质进行性能需求和破坏分析，主要是对部件的使用情况进行 分析，对部件的强度、刚度、稳定性进行计算。(2)对所选择的物质进行筛选。 现代工程材料有四大类别：金属，陶瓷，聚合物，合成材料。以全部的工程材料
机械工程典型零件的选材原则 一、典型零件的选材 1．轴类 轴类零件主要依据载荷的性质、大小及转速凹凸，精度和表面粗糙度要求，轴的尺寸大小以及有无冲击、轴承种类等来选材。 (1)主要承受弯矩、扭矩的轴，如机床主轴、曲轴、汽轮机主轴、变速箱传动轴、卷扬机轴等，常选45、40Cr、40MnB 和45Mn2等，先经调质处理，再在轴颈处进行高、中频淬火及低温回火。 (2)同时承受弯矩、扭矩及拉、压应力的轴，如锤杆、船用推进器等，常选用30CrMnSi、40MnB、40CrNiMo等。一般也是先经调质处理，然后再进行高频淬火、低温回火。 (3)要求轴颈处耐磨的轴，常选中碳钢经高频淬火，将硬度提高到52HRC以上。 (4)承受较大冲击载荷，又要求较高耐磨性的外形复杂的轴，如汽车、拖拉机的变速轴等，可选低碳合金钢（18Cr2NiWA、20Cr、20CrMnTi等），经渗碳淬火、低温回火处理。 (5)要求有较好的力学性能和很高的耐磨性，而且在热处理时变形量要小，长期使用过程中要保证尺寸稳定，如高精度磨床
主轴，选用渗氮钢38CrMoAIA，进行氮化处理，使表面硬度达到1100-1200HV(69-72HRC)，心部硬度230-280HBS。 2．齿轮 齿轮选材的主要依据是齿轮的工作条件、性能要求、失效形式等。 (1)硬度和耐磨性要求不很高，对冲击韧度要求一般的中，低速和载荷不大的中、小型传动齿轮，如车床、钻床等变速齿轮，可选用中碳钢或中碳合金钢，并经调质处理。 (2)运动速度高、重载、冲击较大的重要齿轮，如汽车、拖拉机变速箱齿轮、驱动桥齿轮等，可选用20CrMnTi、20Cr、20CrMo等，调质后渗氮。 (3)外形复杂、难以锻造的大型齿轮，如起重机齿轮，可选用ZG270-150、ZC310-570、ZG340-640、ZG40Cr等。 (4)仪器、仪表及在腐蚀性介质中工作的轻载齿轮，可选用黄铜、铝青铜、锡青铜等。 二、箱体、底座 箱体、底座类零件是机械中的重要零件之一，其外形不规则、内外结构都比较复杂，工作条件相差也很大。其中一般基础零件，如机身、底座、汽缸等，以承压为主，要求有较好的刚度和减振性，可选用铸铁材料。受力较大，但外形简洁，生产数量较少的支架、箱体件，可采用型钢焊接而成。受力不大，主要承受静载荷，不受冲击的支架、箱体件，可选用灰铸铁。
机械设计的一般步骤 一、需求分析 机械设计的第一步是进行需求分析，明确设计的目标和需求。这包括确定产品的功能和性能要求，了解用户的使用环境和需求，以及考虑制造成本和时间等因素。通过需求分析，设计师可以明确设计的方向和要求，为后续的设计工作奠定基础。 二、概念设计 在需求分析的基础上，进行概念设计。概念设计是指通过脑力活动，提出多个可能的设计方案，并进行评估和比较，选择最合适的方案。在概念设计阶段，设计师需要考虑产品的结构、功能、外观等方面，同时也要考虑制造和装配的可行性。 三、详细设计 在概念设计确定后，需要进行详细设计。详细设计是将概念设计转化为具体的工程图纸和规格说明。在详细设计阶段，设计师需要考虑材料的选择、零件的尺寸和形状、工艺的要求等。详细设计需要充分考虑产品的制造和使用过程，确保设计的可行性和合理性。 四、材料选型 在详细设计的基础上，进行材料选型。材料选型是根据产品的要求和使用环境，选择适合的材料。设计师需要考虑材料的力学性能、热学性能、耐腐蚀性能等因素，以及材料的可获得性和成本等因素。
合理的材料选型可以提高产品的性能和使用寿命。 五、零件设计 根据详细设计和材料选型，进行零件设计。零件设计是将产品分解为多个零部件，并对每个零部件进行尺寸和形状的设计。在零件设计时，设计师要考虑零部件的功能和装配的要求，确保设计的精度和可靠性。同时，还要考虑零件的制造成本和周期，以及零部件之间的配合和连接方式等。 六、装配设计 在零件设计完成后，进行装配设计。装配设计是将各个零部件按照设计要求进行组装，形成最终的产品。在装配设计中，设计师需要考虑零部件之间的配合和连接方式，确保装配的顺利进行。同时，还要考虑装配的工艺要求和装配工具的选择，以提高装配的效率和质量。 七、工艺规划 在装配设计完成后，进行工艺规划。工艺规划是确定产品的制造工艺和工艺路线，包括原材料的采购、零部件的加工和装配的工艺要求等。在工艺规划中，设计师需要考虑工艺的可行性和经济性，确保产品的质量和成本控制。 八、样品制作 在工艺规划完成后，进行样品制作。样品制作是将设计的产品进行
金属零件选材的一般原则 摘要：在机械零件设计和制造过程中，会遇到如何合理地选用材料问题。影响产品质量和生产成本的因素很多，其中材料的选用是否恰当，往往起着关键的作用。本文分析常用金属材料及有关选材的一些基本原则。 关键词：金属材料零件选材原则 在机器制造中，影响产品质量和生产成本的因素很多，其中材料的选用是否恰当，往往起到关键的作用。在机械零件设计和制造时，我们先是按照零件工作条件的要求选择材料，然后根据所选材料的力学性能和工艺性能确定零件的结构和尺寸。在制造零件时，我们再按照所用的材料制定加工工艺方案。 因此，在机械零件制造的选材时，我们应主要考虑零件的工作条件、材料的工艺性能和产品的成本，现将常用金属材料及有关选材的一些基本原则分述如下。 一、常用金属材料 1.铸铁 铸铁是极其重要的铸造合金，它大量用于制造机器设备。铸铁件通常占机器设备总重量的50%以上。主要用来制造机床床身、机座、壳体、导轨、衬套、活塞环等耐腐蚀、耐热、耐磨等零部件。 2.碳素钢 碳素钢中的碳是最重要的成分，其含量对于钢的组织和性能有极大的影响。钢中的碳量越多，则硬度越高，塑性越低。硅、锰、磷、硫等杂质对钢的组织和性能也有一定的影响，其中磷和硫是有害的。 含碳量小于0.25%的低碳钢，强度小而塑性好，可焊性好。这类钢多数是制成薄钢板，用来制造各种容器，或用来制造冲压件和焊接件，还可用来制造螺钉、螺母、垫圈和需要渗碳的零件等。 含碳量在0.25%～0.6%的中碳钢，强度较高，韧性和加工性也较好。应用时通常要经过淬火、回火等热处理。这类钢多用来制造轴类、齿轮、丝杠、连杆、套筒等，其中以40号和45号钢应用最为广泛。 含碳量大于0.6%的中碳钢，淬火后有较高的弹性，可用来制造各种弹簧、轧辊和钢丝绳等。 3.合金钢
机械设计的基本步骤 前言 机械设计是指通过运用科学和工程知识来创建、改进和优化机械装置和系统的过程。在机械设计过程中，需要遵循一系列的基本步骤，以确保设计的准确性、可靠性和可实施性。本文将介绍机械设计的基本步骤，并深入探讨每个步骤的具体内容。 步骤一：需求分析 需求分析是机械设计的第一步，它是确定设计目标和要求的过程。在需求分析阶段，设计人员需要与客户或使用者进行沟通，了解他们的需求和期望。在这个阶段，设计人员需要收集尽可能多的信息，包括使用环境、性能要求、安全要求等，以确保设计符合客户的需求。 需求分析的具体步骤： 1.与客户或使用者进行会议或访谈，了解其需求和期望。 2.收集和整理客户或使用者提供的资料和文档。 3.分析使用环境，并确定相应的环境要求。 4.确定机械装置或系统的性能要求，如速度、承载能力等。 5.确定安全要求和标准，如符合相应的安全法规和标准要求。 步骤二：概念设计 概念设计是机械设计的核心步骤之一，它是在需求分析的基础上进行的。概念设计阶段的目标是生成多个创新和可行的设计方案，并对其进行评估和选择。在这个阶段，设计人员需要发散思维，提出各种可能的设计方案，并进行概念选择和评估。 概念设计的具体步骤： 1.创造性地提出多种设计方案，并进行记录和整理。 2.根据需求和评估标准，对设计方案进行初步的筛选和评估。 3.选择几个最有潜力和可行性的设计方案进行进一步的深入研究和评估。 4.使用工具和方法对设计方案进行模拟和分析，评估其性能和可行性。 5.根据评估结果选择最佳的设计方案，并进行优化和改进。
步骤三：详细设计 详细设计是机械设计的实质性阶段，它是将概念设计转化为具体的产品或系统的过程。在详细设计阶段，设计人员需要进行具体的构造和参数设计，以确保设计的可实施性和质量。 详细设计的具体步骤： 1.进行具体的构造设计，包括零件和组件的选择、布局和配合。 2.根据需求和性能要求，确定设计的关键参数和规格。 3.进行相应的计算和分析，验证设计的可行性和合理性。 4.绘制详细的制图和图纸，包括零件图、装配图、工艺图等。 5.进行必要的材料选型和工艺选择，确保设计的实施性和质量。 详细设计的输出： •零件图和装配图 •工艺图和工装图 •参数表和技术规格 步骤四：制造和测试 制造和测试是机械设计的最后阶段，它是将设计转化为实际产品或系统的过程。在这个阶段，设计人员需要与制造部门和测试人员密切合作，确保设计的准确实现和可靠性。 制造和测试的具体步骤： 1.根据详细设计的图纸和规格，开始制造零件和组装装配。 2.进行必要的质量控制和检验，确保制造的准确性和质量。 3.进行系统的装配和调试，确保各部件和功能的良好运行。 4.进行相应的实验和测试，验证设计的性能和可靠性。 5.对测试结果进行记录和分析，评估设计的表现和改进空间。 制造和测试的结果： •完成的机械产品或系统 •成果报告和测试数据
汽车金属材料的工程选用（1） ――选材原则、轴零件选材 主要教学步骤和教学内容 ★课程导入：（10min） 1、机械零件的选材主要考虑哪些方面的因素？ 2、普通机床上的轴与汽车发动机曲轴的选材及工艺路线有何异同？ （观看录像视频，提出问题，学生思考并回答） ★新课讲授：（70min） 一、机械零件的选材原则 机械零部件材料及热处理工艺的设计是一个重要的环节，要综合考虑选用材料的使用性能、工艺性能和经济性能这三个方面。 1、零件失效的概念 机械零件的失效是指零件由于某种原因丧失了正常的工作能力。 具体表现为： ①零件完全破坏，不能继续工作； ②零件严重损伤，继续工作不安全；③不能满意地达到预期的作用。 2、失效形式 （1）弹性变形失效原因：材料的刚度不足 （2）塑性变形失效原因：材料的屈服强度不足 （3）韧性断裂失效、脆性断裂失效原因：材料的韧性不足 （4）表面损伤失效原因：材料的表面硬度、强度或耐蚀性不足 3、选材的基本原则 选材的基本原则是所选材料的使用性能应能满足零部件使用要求，经久耐用，易于加工，成本低，即从材料的使用性能、工艺性能和经济性三个方面进行考虑（1）使用性原则 ➢分析零部件的工作条件，确定使用性能 ➢分析零部件的失效原因，确定主要使用性能 ➢将对零部件的使用性能要求转化为对材料性能指标的要求 ➢材料的预选
（2）工艺性能原则 金属材料的工艺性能是指金属适应某种加工工艺的能力。 主要是切削加工性能、材料的成型性能（铸造、锻造、焊接）和热处理性能（淬透性、变形、氧化和脱碳倾向等） （3）经济性原则 以铁代钢，以铸代锻、以焊代锻 二、轴类零件的材料选用 1、轴的工作条件： （1）传递扭矩，承受交变扭转载荷作用； （2）轴颈承受较大的磨擦；（3）承受一定的过载或冲击载荷。 2、轴的主要失效形式： （1）疲劳断裂（2）断裂失效（3）磨损失效 3、对轴用材料的性能要求： （1）高的疲劳强度，以防止疲劳断裂。 （2）良好的综合力学性能，以防止冲击或过载断裂。 （3）良好的耐磨性，以防止轴颈磨损。 4、轴类零件的基本选材原则 对轴类零部件进行选材时，应根据工作条件和技术要求来决定： （1）承受中等载荷，转速又不高的轴，大多选用中碳钢（例如45钢），进行调质或正火处理。 （2）对于要求高一些的轴，可选用合金调质钢（例如40Cr）并进行调质处理。 （3）对要求耐磨的轴颈和锥孔部位，在调质处理后需进行表面淬火 （4）当轴承受重载荷、高转速、大冲击时，应选用合金渗碳钢（例如20CrMnTi）进行渗碳淬火处理。
〖任务描述〗 机械零件材料及毛坯的选择 车床主轴是指机床上带开工件或刀具旋转的轴，它是打算机床的加工质量和切削效率的重要部件。下面以图 6-1 所示的C616 型车床主轴为例来分析其选材及热处理方法。明确任务，在任务的驱动下学习。 图 6-1 C616 型车床主轴 〖任务分析〗 该车床主轴受交变弯曲和扭转复合应力作用，载荷不大，转速中等，冲击载荷也不大， 所以具有一般综合力学性能即可满足要求。但大的内锥孔、外锥体与卡盘、顶尖之间有摩擦， 花键处与齿轮有相对滑动。为防止划伤和磨损，这些部位要求有较高的硬度和耐磨性。轴颈 与滚动轴承协作硬度要求不高。 C616 型车床主轴选用 45 钢。热处理技术条件为整体硬度 220～250 HBW；内锥孔和外锥 体 45～50 HRC；花键局部 48～53 HRC。其加工工艺路线为锻造—正火—粗加工—调质—半精 加工—淬火、低温回火—粗磨(外圆、锥孔、外锥体)—铣花键—花键淬火、回火—精磨。 〖相关学问〗 学习情境一零部件的失效 一、零部件失效的概念及形式 一般机器零件常见的失效形式有过量变形、断裂和外表损伤三种。 1.过量变形把握零部件失效 （1）过量弹性变形。机械零件在使用过程中只要受力必定会发生弹性变形，但是弹性变的概念。 形量过大会使零件失效。引起弹性变形失效的缘由主要是零部件的刚度缺乏。要预防过量弹 性变形，则应选用弹性模量大的材料。 （2）过量塑性变形。零部件承受的静载荷超过材料的屈服强度时，将产生塑性变形。过 量塑性变形是机械零件失效的重要形式，轻则使机器工作状况变坏，重则使机器无法连续运 行，甚至破坏。 （3）蠕变。在恒定载荷和高温下，蠕变一般是不行避开的，通常是以金属在肯定温度和 应力下经过肯定时间所引起的变形量来衡量。 2.断裂 1）韧性断裂 韧性断裂时，零件承受的载荷大于零件材料的屈服强度，断裂前零件有明显的塑性变形，尺 寸发生明显的变化。一般断面缩小，且断口呈纤维状。零件的韧性断裂往往是由于受到很大 的载荷或过载引起的。 2）低温脆性断裂 零件在低于其材料的脆性转变温度以下工作时，其韧性和塑性大大降低并发生脆性断裂 而失效的现象称为低温脆性断裂。 3）疲乏断裂把握各种断裂的零件在承受交变载荷时，尽管应力的峰值在抗拉强度甚至在屈服强度以下，但经过肯定特点。 周期后仍会发生断裂，这种现象称为疲乏断裂。疲乏断裂是脆性断裂，断裂前往往没有明显 的预兆而突然断裂。
机械零部件加工的流程和步骤 机械零部件加工的流程和步骤 在现代制造业中，机械零部件加工是一个非常重要的环节。机械零部件加工过程中，需要经历多个步骤和流程，以确保最终产品的质量和性能。本文将深入探讨机械零部件加工的流程和步骤，并分享我对这个主题的观点和理解。 一、零部件加工的流程概述 机械零部件加工的流程可以大致分为以下几个步骤：设计和规划、材料准备、加工工艺选择、数控编程、设备调试和加工、质量检验与测试。 1. 设计和规划 在加工零部件之前，设计和规划阶段非常关键。在这个阶段，工程师需要根据产品的要求和规范，绘制详细的图纸和设计方案。这些设计图纸包括了零部件的尺寸、结构和加工要求等信息。 2. 材料准备 在加工零部件之前，需要准备相应的材料。材料的选择取决于零部件
的具体要求，因此需要根据设计图纸中的要求，选择材料的类型和规格。 3. 加工工艺选择 在零部件加工过程中，选择适当的加工工艺非常重要。加工工艺的选择取决于材料的性质和零部件的形状。常见的加工工艺包括铣削、车削、钻削、磨削等。 4. 数控编程 对于采用数控机床进行加工的零部件，需要进行数控编程。数控编程是指根据设计图纸和加工工艺，将加工路径和切削参数等信息输入数控机床控制系统，以指导机床完成具体的加工操作。 5. 设备调试和加工 一切准备就绪后，需要将加工设备进行调试，确保其正常运行和稳定性。根据数控程序进行加工操作，包括刀具装夹、工件装夹和加工参数的设置等。 6. 质量检验与测试 在零部件加工完成后，需要进行质量检验与测试。这包括对零部件的尺寸、表面粗糙度和形位公差等进行测量和评估，以确保加工质量符合设计要求。