非標自動化設計常用材料種類熱處理,軸系零件設計規範

1。工業鋁合金的種類

1)AL6061:(以鎂、矽為主要合金元素)55-65/KG,中等強度

2)6063:(以鎂、矽為主要合金元素)60/kg,強度

3)7075:(以鋅為主要合金元素)65/kg,高強度,是6061的2倍,可淬火但脆性低其餘效能和表面處理和6061同。

4)2A12:(以銅為主要合金元素)35/kg,老標準LY12,強度470Mpa,耐熱,製作高負荷零件,是硬鋁合金中最常用。

5)5A02:(以鎂為主要合金元素)35/kg,老標準LF2,日本A5052,典型防鏽合金,耐腐蝕性高、焊接性好、塑性高,強度245Mpa,製作中等負荷和焊接構件。

非標自動化設計常用材料種類熱處理,軸系零件設計規範

2。工業鋼的種類

1)Q235A:老標準A3鋼,碳素結構鋼,7/kg,易生鏽,一般鈑金件做烤漆處理,步驟:a:如果生鏽,先除鏽;b:作漆前經過“脫脂-磷化-鈍化”處理;c:噴底漆晾乾,噴表面漆;d:對噴塗的工件進行烘烤,形成漆膜保護工件。處理噴漆,還可以“噴粉”“噴塑”噴粉和烤漆差不多;但噴塑比烤漆厚,裡硬外軟,但金屬表面的附著力小均勻性差。

脫脂:除油脂;磷化:使金屬與磷酸或磷酸鹽化學反應,在其表面形成一層穩定磷酸鹽膜的處理方法,防腐蝕;鈍化:化學清洗,為了材料的防腐蝕。

2)SUS304:52/KG,做鈍化處理、表面拉絲;不建議做機加件,因為切削性不好、粘刀;鈍化處理:對不鏽鋼全面酸洗鈍化處理,清除汙垢,處理後表面變成均勻銀白色,大大提高不鏽鋼抗腐蝕效能。

3)SUS303:45/kg,切削性好,耐腐蝕性好,強度為6061的2倍。*SUS440C:160/kg,含碳量高,淬火HRC >55,加工後做退磁處理,耐磨、耐腐蝕。退磁:SUS440C冷加工後帶有磁性,用大功率的退磁器退磁。

4)S136(H):35/kg,(瑞典)淬火硬度HRC45-55,表面可加工成鏡面,加工後做退磁,耐腐蝕性和硬度比440C低;S136H是預加硬了的,硬度HRC30-35)。

5)SUS316:不鏽鋼塑性、韌性、冷變性、焊接工藝效能良好,316高溫強度好,316L高溫效能稍差,但耐蝕性好於316,由於含碳量低且含有2%-3%的鉬,提高了對還原性鹽和各種無機酸和有機酸、鹼、鹽類的耐腐蝕效能,同時高溫性強度。

6)45鋼:碳素結構鋼中的中碳鋼,8-12/kg,強度:600Mpa,為防鏽,做氧化處理,俗稱:發藍、發黑。軸類零件用,如要求淬硬更高可用50鋼。

7)SKD11:46/kg,模具鋼,淬火硬度>58,高硬度、高耐磨。

8)ASP-23:520/kg,高硬度、高耐磨性、高韌性粉末高速鋼,硬度高達HRC60-66,用於精密沖模的衝頭。

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3。工業非金屬材料的種類

1)亞克力

英文名Acrylic,俗稱特殊處理有機玻璃。化學名稱叫純聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),屬塑膠產品中的一種。

特性:極佳透明性,透光率≥92%;密度1。19g/立方厘米;耐高溫≤78℃;硬度HB=89;優良的耐候性,戶外日曬雨淋可正常使用10年以上;加工效能良好,冷熱加工均可,可染色,表面可噴漆,絲印或真空鍍膜;優異的綜合性能且無毒。

2)賽鋼

化學名為聚氧甲烯(POM),通常也稱為其聚甲醛、縮醛樹脂 。POM為乳色不透明結晶性線性熱塑性樹脂,具有良好的綜合性能和著色性,具有較高的彈性模量,很高的剛性和硬度,比強度和比剛性接近於金屬;拉伸強度,彎曲強度,耐蠕變性和耐疲勞性優異,耐反覆衝擊,去載恢復性優;摩擦係數小,耐磨耗,尺寸穩定性好,表面光澤好,有較高的粘彈性,吹水性小,電絕緣性優 ,能使用於-40~100℃。

3)電木

電木(PF-ESD)具有較高的機械強度、良好的絕緣性,耐熱、耐腐蝕 ,外觀光潔,漂亮。但由於其採用層壓而成,亦有抗彎曲強度差,易分層等特性,按層間介質可分紙基質與布基質兩種。具有較高的機械強度、良好的絕緣性,耐熱、耐腐蝕 ,外觀光潔,漂亮。但由於其採用層壓而成,亦有抗彎曲強度差,易分層等特性。具有較高的機械效能和介電效能,絕緣效能良好,耐熱性和耐潮性好並有良好的機械加工效能。密度:1。7~1。9g/立方厘米;吸水性:1MM≤18MG;燃燒性:FV0;熔點:203℃。

4)玻纖

玻纖俗稱FR4,其實FR4是一種耐燃材料等級的代號,所代表的意思是樹脂材料經過燃燒狀態必須能夠自行熄滅的一種材料規格,它不是一種材料名稱,而是一種材料等級,因此目前一般電路板所用的FR4等級材料就有非常多的種類,但是多數都是以所謂的四功能(Tera-Function)的環氧樹脂加上填充劑(Filler)以及玻璃纖維所做出的複合材料。常見的玻纖板其全稱應為FR4環氧玻璃布層壓板,屬於塑膠的一種。具有較高的機械效能和介電效能,絕緣效能良好,耐熱性和耐潮性好並有良好的機械加工效能。密度:1。7~1。9g/立方厘米;吸水性:1MM≤18MG;燃燒性:FV0;熔點:203℃。

5)尼龍

聚醯胺(PA,俗稱尼龍)具有無毒、質輕、優良的機械強度、耐磨性及較好的耐腐蝕性,因此廣泛應用於代替銅等金屬在機械、化工、儀表、汽車等工業中製造軸承、齒輪、泵葉及其他零件。

作為工程塑膠的尼龍分子量一般為1。5-3萬尼龍具有很高的機械強度,軟化點高,耐熱,磨擦係數低,耐磨損,自潤滑性,吸震性和消音性,耐油,耐弱酸,耐鹼和一般溶劑,電絕緣性好,有自熄性,無毒,無臭,耐候性好,染色性差。缺點是吸水性大,影響尺寸穩定性和電效能。

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1。

軸的分類

按所受載荷特點分三種:

軸:

只承受彎矩

;

傳動軸:只承受轉矩

;

軸:同時承受彎矩和轉矩

;

按軸的結構形狀分:

直軸,曲軸,光軸,階梯軸,撓性軸。

2.

軸的材料

碳素鋼

比合金鋼價格低廉,對應力集中的敏感性低,可透過熱處理改善其綜合性能,加工

工藝性好,故應用最廣;一般用途的軸,多用含碳量為

0.25

0.5%

的優質碳素鋼,尤其是

45

號鋼。

合金鋼

具有比碳鋼更好的機械效能和淬火效能,但對應力集中比較敏感,且價格較貴;

多用於對強度和耐磨性有特殊要求的軸。如

20Cr

20CrMnTi

等低碳合金鋼,經滲碳淬火處理後可提高耐磨性;

20CrMoV

38CrMoAl

等合金鋼,有良好的高溫機械效能,常用於在高溫、高速和過載條件下工作的軸。

球墨鑄鐵

吸振性和耐磨性好,對應力集中敏感低,價格低廉,使用鑄造製成外形複雜的軸。例如:內燃機中的曲軸。對於形狀複雜的軸,如曲軸、凸輪軸等,也採用球墨鑄鐵或高強度鑄造材料來進行鑄造加工,易於得到所需形狀,而且具有較好的吸振效能和好的耐磨性,對應力集中的敏感性也較低。

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3.

軸的結構設計

合理的軸系結構必須滿足下列基本要求:

1

)軸和軸承在預期壽命內不失效;

2

)軸上零件在軸上準確定位與固定,以及軸系在箱體上的可靠固定;

3

)軸系結構有良好的工藝性;

4

)好的經濟性。

軸肩與軸環定位

優點:方便可靠、不需要附加零件,能承受的軸向力大;

缺點:會使軸徑增大,階梯處形成應力集中,階梯過多將不利於加工。

用途:這種方法廣泛用於各種軸上零件的定位。

注意要點:

為了保證零件與定位面靠緊,軸上過渡圓角半徑應小於零件圓角半徑或倒角,一般軸肩定位高度取為(

0.07

0.1

d

,軸環寬度

b = 1.4h

套筒定位

簡化軸的結構,減小應力集中,結構簡單、定位可靠。

多用於軸上零件間距離較小的場合。

螺母定位

固定可靠,可以承受較大的軸向力,能實現軸上零件的間隙調整。

彈性擋圈定位

結構緊湊、簡單、裝拆方便,但受力較小,且軸上切槽會引起應力集中,常用於軸承的定位。

張緊套定位

張緊套定位方便與除錯

緊定螺釘固定

緊定螺釘多用於光軸上零件的固定,併兼有周向固定的作用。適用於軸向力小,轉速低的場合。

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軸上零件的周向定位

運轉時,為了傳遞轉矩或避免與軸發生相對轉動,零件在軸上必須周向固定。軸上零件的周向定位方法主要有鍵聯接(平鍵、半圓鍵、楔鍵等)、花鍵聯接、彈性環聯接、過盈配合聯接、銷聯接、成型聯接等等。

平鍵

製造簡單、裝拆方便。用於傳遞轉矩較大,對中性要求一般的場合。

花鍵

承載能力高,定心好、導向性好。適用於傳遞轉矩較大,要求導向性良好的場合。

銷連結

用於固定不太重要、受力不大,但同時需要周向或軸向固定的零件。

軸的軸向定位

機器中的軸的位置是靠軸承來定位的。當軸工作時,既要防止軸向竄動,又要保證軸承工作受熱膨脹時的影響(不致受熱膨脹而卡死),軸承必須有適當的軸向固定措施。

1

)雙支撐單向固定(兩端固定式)

這種方法是利用軸肩和端蓋的擋肩單向固定內、外圈,每一個支撐只能限制單方向移動,兩個支撐共同防止軸的雙向移動。

2

)單支撐雙向固定式(一端固定、一端遊動)

對於工作溫度較高的長軸,受熱後伸長量比較大,應該採用一端固定,而另一端遊動的支撐結構。