Việc lựa chọn vật liệu để sử dụng từ nhiều loại vật liệu khác nhau là một công việc bị hạn chế bởi nhiều yếu tố. Vì vậy, cách chọn vật liệu của các bộ phận là một phần quan trọng trong thiết kế bộ phận. Nguyên tắc lựa chọn vật liệu của bộ phận cơ khí là: vật liệu cần thiết phải đáp ứng yêu cầu sử dụng các bộ phận vàcó nền kinh tế và công nghệ tốt.
Yêu cầu sử dụng
Yêu cầu sử dụng của các bộ phận cơ khí như sau:
1) Điều kiện làm việc, điều kiện tải trọng của các bộ phận và các yêu cầu để tránh các dạng hư hỏng tương ứng.
Điều kiện làm việc đề cập đến các đặc điểm môi trường, nhiệt độ làm việc và mức độ ma sát và mài mòn của các bộ phận. Các bộ phận làm việc trong môi trường nóng ẩm hoặc môi trường ăn mòn, vật liệu của chúng phải có khả năng chống gỉ và ăn mòn tốt, trong trường hợp này, trước tiên có thể xem xét sử dụng của thép không gỉ, hợp kim đồng. Ảnh hưởng của nhiệt độ làm việc đến việc lựa chọn vật liệu chủ yếu có hai khía cạnh: một mặt, cần xem xét hệ số giãn nở tuyến tính của vật liệu của hai bộ phận hợp tác với nhau không được quá khác nhau nhiều, để không tạo ra ứng suất nhiệt quá mức hoặc lỏng lẻo khi nhiệt độ thay đổi; Mặt khác, cũng cần xem xét sự thay đổi tính chất cơ học của vật liệu theo nhiệt độ. Các bộ phận làm việc dưới ma sát trượt, để cải thiện độ cứng bề mặt, trong Để tăng cường khả năng chống mài mòn, nên chọn loại phù hợp để xử lý bề mặt thép cứng, thép cacbon hóa, thép nitrit và các loại khác hoặc chọn vật liệu tốt để giảm ma sát và chống mài mòn.
Điều kiện tải trọng đề cập đến cường độ và tính chất của tải trọng và ứng suất trên bộ phận. Về nguyên tắc, vật liệu giòn chỉ thích hợp cho các bộ phận sản xuất hoạt động dưới tải trọng tĩnh; Trong trường hợp va đập, nên sử dụng vật liệu nhựa làm vật liệu chính;Đối với bề mặt của các bộ phận có ứng suất tiếp xúc lớn hơn, nên chọn xử lý bề mặt bằng vật liệu, chẳng hạn như thép cứng bề mặt; Đối với các bộ phận chịu ứng suất, nên chọn vật liệu chống mỏi; Đối với các bộ phận chịu tải trọng va đập, nên chọn vật liệu có độ bền va đập cao ;Đối với kích thước phụ thuộc vào cường độ còn kích thước và chất lượng của các bộ phận bị hạn chế thì nên chọn vật liệu có độ bền cao; Đối với các bộ phận có kích thước phụ thuộc vào độ cứng thì nên chọn vật liệu có mô đun đàn hồi lớn.
Nói chung, tính chất của vật liệu kim loại có thể được cải thiện và cải thiện bằng cách xử lý nhiệt.Vì vậy, cần tận dụng triệt để các phương pháp xử lý nhiệt để phát huy tiềm năng của vật liệu. Đối với loại thép điều chế được sử dụng phổ biến nhất, có thể thu được phôi có các tính chất cơ học khác nhau do nhiệt độ ủ khác nhau. Nhiệt độ ủ càng cao nhiệt độ, độ cứng và độ cứng của vật liệu càng thấp thì độ dẻo càng tốt. Do đó, khi lựa chọn nhiều loại vật liệu, thông số kỹ thuật xử lý nhiệt phải được quy định đồng thời và ghi rõ trên bản vẽ.
2) Hạn chế về kích thước và chất lượng của các bộ phận.
Kích thước bộ phận và chất lượng của kích thước và sự đa dạng của vật liệu và phương pháp sản xuất phôi. Việc sản xuất phôi đúc nói chung không thể bị giới hạn bởi kích thước và kích thước khối lượng; Trong quá trình sản xuất phôi rèn, cần chú ý đến năng lực sản xuất rèn máy móc và thiết bị. Ngoài ra, kích thước của các bộ phận và chất lượng của tỷ lệ kích thước và trọng lượng vật liệu, nên chọn tỷ lệ trọng lượng mạnh của vật liệu lớn càng nhiều càng tốt để giảm kích thước và chất lượng của các bộ phận.
3) Tầm quan trọng của các bộ phận trong toàn bộ máy và các bộ phận.
4) Các yêu cầu đặc biệt khác (như cách điện, nghịch từ, v.v.).
Yêu cầu công nghệ
Để làm cho các bộ phận dễ chế tạo, cần xem xét độ phức tạp của cấu trúc bộ phận, kích thước và loại phôi khi lựa chọn vật liệu. Đối với các bộ phận có hình dạng phức tạp và kích thước lớn, nếu xem xét phôi đúc, nên chọn hiệu suất đúc tốt; Hàn trống được xem xét, nên chọn thép carbon thấp có hiệu suất hàn tốt. Đối với hình dạng đơn giản, kích thước nhỏ, lô lớn các bộ phận, thích hợp cho việc dập và rèn khuôn, nên chọn vật liệu nhựa tốt. Đối với các bộ phận cần xử lý nhiệt, Vật liệu phải có hiệu suất xử lý nhiệt tốt. Ngoài ra, khả năng làm việc của vật liệu và khả năng làm việc sau khi xử lý nhiệt cũng cần được xem xét.
Yêu cầu kinh tế
1) Giá tương đối của vật liệu
Với tiền đề đáp ứng yêu cầu sử dụng, nên lựa chọn vật liệu giá rẻ càng nhiều càng tốt. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các bộ phận sản xuất hàng loạt.
2) Chi phí xử lý nguyên vật liệu
Khi chất lượng của chi tiết không lớn và số lượng gia công lớn thì chi phí gia công sẽ chiếm tỷ trọng lớn trong tổng giá thành của chi tiết đó. Gang tuy rẻ hơn thép tấm nhưng lại đắt hơn khi hàn đúc sắt hơn thép tấm cho một số bộ phận hộp đơn lẻ hoặc khối lượng nhỏ vì điều này giúp tiết kiệm chi phí sản xuất khuôn mẫu.
3) Tiết kiệm vật liệu
Để tiết kiệm vật liệu, có thể sử dụng phương pháp xử lý nhiệt hoặc tăng cường bề mặt (bắn mài, cán, v.v.) để phát huy và tận dụng tối đa các tính chất cơ học tiềm ẩn của vật liệu; Lớp phủ bề mặt (mạ crom, mạ đồng, làm đen, xanh, v.v.) cũng có thể được sử dụng để giảm mức độ ăn mòn và mài mòn, kéo dài tuổi thọ của các bộ phận.
4) Tỷ lệ sử dụng vật liệu
Để cải thiện tỷ lệ sử dụng vật liệu, không thể sử dụng cắt hoặc cắt ít hơn, chẳng hạn như rèn khuôn, đúc đầu tư, dập, v.v., điều này không chỉ có thể cải thiện tỷ lệ sử dụng vật liệu mà còn giảm thời gian làm việc của cắt.
5) Tiết kiệm vật liệu có giá trị
Thông qua việc sử dụng kết cấu kết hợp, có thể tiết kiệm giá thành của các vật liệu cao hơn, chẳng hạn như vòng bánh răng có kết cấu kết hợp có khả năng giảm ma sát tốt nhưng đồng thiếc đắt tiền, và lõi bánh xe là gang rẻ tiền.
6) Tiết kiệm vật liệu quý hiếm
Về mặt này, thép hợp kim mangan-boron có nguồn tài nguyên dồi dào ở Trung Quốc có thể được sử dụng để thay thế thép hợp kim crom-niken với ít tài nguyên hơn và đồng nhôm có thể được sử dụng để thay thế đồng thiếc.
7) Việc cung cấp nguyên liệu
Trong việc lựa chọn nguyên liệu, nên chọn những nguyên liệu có sẵn tại địa phương và dễ cung cấp để giảm chi phí thu mua, vận chuyển, bảo quản; Từ các loại vật liệu đơn giản hóa theo quan điểm cung cấp và bảo quản, đối với việc sản xuất các bộ phận theo lô nhỏ, nên Giảm càng nhiều càng tốt trên cùng một máy sử dụng các loại vật liệu và thông số kỹ thuật, để đơn giản hóa việc cung cấp và quản lý, đồng thời trong quá trình gia công và xử lý nhiệt dễ dàng nắm vững phương pháp vận hành hợp lý nhất, do đó cải thiện chất lượng sản xuất, giảm thiểu phế liệu, nâng cao năng suất lao động.
Thời gian đăng: 22-02-2022