汽车零件选材原则

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：

固溶强化、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

＊满足机件的使用性能要求

＊较好的加工工艺性

＊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——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——温度、介质的性质等

③特殊要求的性能——电、热、磁、比重、外观等

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 → 可测的实验室性能指标 → 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：σs 、σb 、δ 、ψ 、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。

江苏省南通中等专业学校机械专业部

《汽车材料》课程标准

（2012.3修订）

课程名称：汽车材料

参考学时：50

适用专业：汽车运用与维修

第一部分 前言

根据教育部新颁发的《中等职业学校汽车运用与维修专业教学指导方案》，为适应中学职业学校汽车运用与维修专业主干课程汽车材料的教学基本要求，并参照有关行业职业技能鉴定规范及中级技术工人等级考核标准，以培养中等职业学校高素质劳动者及中初级专门人才的目标，结合汽车运用与维修专业的特点，以够用为度，适用为主，应用为本。注重理论与实践的紧密结合，使学生毕业后既能胜任岗位要求，又能适应汽车材料技术及市场的变化和发展需要。

一、课程的性质

本课程是中等职业学校汽车运用与维修专业的一门基础课程。其任务是使学生掌握汽车常用金属材料、非金属材料和汽车运行材料的性能、分类、品种、牌号和主要规格，以及合理选择、正确使用汽车材料的基本知识和相关技能，为今后从事汽车运用与维修工作打下基础。

二、课程基本理念

本课程标准以汽车运用与维修专业学生就业为导向，根据地方行业、企业专家对汽车运用与维修专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，以常用汽车材料为主线，以本专业学生必须具备的岗位职业能力为依据，遵循学生认知规律，紧密结合《汽车维修（中级）专业》国家职业鉴定考试要求，确定本课程的内容和教学要求。

三、课程标准设计的思路

本课程标准以就业为向导，邀请行业专家对汽车运用与维修专业所涵盖的职业群进行任务和职业能力分析，以此为依据确定本课程的工作任务，并按岗位任务的递进和流程关系来确定各个任务之间的逻辑关系，以项目任务为单元来展开课程内容和教学要求，在完成项目任务过程中培养学生职业能力，满足学生就业和职业发展的需要。

第二部分 课程目标

一、总目标

通过本课程教学，使学生掌握汽车材料相关理论，能完成汽车运用与维修专业相关岗位的工作任务。具有诚信、善于协调的职业道德品质，为发展职业能力奠定良好的基础。

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

在钢中除了有硅、锰、磷、硫等杂质外，有时我们还需专门加入某些元素（如铬、钼、钒、钛等），使其具有一定的特殊性能，这种钢叫合金钢。

汽车变速箱加⼯⼯艺

汽车变速箱加⼯⼯艺1．齿轮加⼯的主要设备及齿轮材料与加⼯⽅法

2．变速箱箱体与齿轮轴的机械加⼯⼯艺过程

3．变速箱离合器壳等压铸⽣产线设备

4．齿轮变速箱装配流⽔线

5．汽车齿轮加⼯的发展趋势

⼀、齿轮加⼯的主要设备及齿轮材料与加⼯⽅法1、变速箱齿轮的材料选择：

a、选材的原则：零件材料的选择应根据零件的使⽤性能要求及加⼯⼯艺

性能、经济成本要求进⾏选择：1)、使⽤性能要求：使⽤性能是指零件在正常使⽤状态下，材料应具备的性能，是保证零件⼯作安全可靠、经久耐⽤的必要条件。零件在选材时，⾸先要根据零件的⼯作条件和失效形式，正确判断所要求的使⽤性能，再根据主要的使⽤性能指标来选择合适的材料。变速箱齿轮位于汽车传动部分，⽤于传递扭矩与动⼒、调整速度的作⽤。

的⼏何尺⼨、使⽤寿命要求，就能确定出零件应具有的主要⼒学性能指标。2)、加⼯⼯艺性能要求：

变速箱齿轮常⽤的加⼯⼯艺路线为：

下料→锻造→正⽕→粗、半精切削加⼯→渗碳→淬⽕、低温回⽕→喷丸处理→加⼯花键→磨端⾯→磨齿→最终检验

在保证使⽤性能的前提下，应尽可能选⽤价格低、货源⾜、加⼯⽅便、总

成本低的材料。b、材料的选择：根据以上使⽤性能和加⼯⼯艺、加⼯成本的综合要求，可基本确定为低C%合⾦结构钢：即我们常⽤的合⾦渗碳钢。从⽬前我国汽车制造⼚常⽤的⾦属材料来看，汽车变速箱齿轮多采⽤20C r M n T i。2、齿轮加⼯⼯艺

（⼀)齿轮常⽤加⼯⼯艺流程

锻造制坯→正⽕→车削加⼯→滚、插齿→剃齿→热处理→磨削加⼯→修整

（⼆)各种齿轮加⼯⽅法

齿轮加⼯原理有成形法和展成法两种。常见加⼯⽅法有滚齿加⼯、插齿加⼯、剃齿加⼯、珩齿加⼯和磨齿加⼯等1）滚齿加⼯

a）滚齿机

Y3150E型滚齿机是如图10-3所⽰Y3150E型滚齿机是⼀种中型通⽤滚齿机，主要⽤于加⼯直齿和斜齿圆柱齿轮，也可以采⽤⼿动径向切⼊法加⼯蜗轮b）加⼯直齿圆柱齿轮

根据展成法原理⽤滚⼑加⼯齿轮时，必须严格保持滚⼑与⼯件之间的运动关系。因此，滚齿机在加⼯直齿圆柱齿轮时的⼯作运动有：