Czy wiesz jak wybrać części i materiały?

Wybór materiału do zastosowania spośród różnych materiałów jest pracą ograniczoną wieloma czynnikami. Dlatego też wybór materiału na części jest ważną częścią projektowania części. Zasada doboru materiałów na części mechaniczne jest następująca: wymagane materiały powinny spełniać wymagania dotyczące stosowania części imają dobrą technologię i ekonomię.

Użyj wymagania

Wymagania dotyczące użytkowania części mechanicznych są następujące:
1) Warunki pracy i warunki obciążenia części oraz wymagania dotyczące uniknięcia odpowiednich form awarii.
Warunki pracy odnoszą się do charakterystyki środowiska, temperatury pracy oraz stopnia tarcia i zużycia części. Części pracujące w gorącym i wilgotnym środowisku lub w mediach korozyjnych, ich materiały powinny charakteryzować się dobrą odpornością na rdzę i korozję, w tym przypadku można najpierw rozważyć zastosowanie ze stali nierdzewnej, stopu miedzi. Wpływ temperatury pracy na dobór materiału ma głównie dwa aspekty: z jednej strony należy wziąć pod uwagę współczynnik rozszerzalności liniowej materiałów dwóch współpracujących ze sobą części, które nie powinny się zbytnio różnić dużo, aby nie powodować nadmiernych naprężeń termicznych lub luźnych pasowań przy zmianie temperatury;Z drugiej strony należy wziąć pod uwagę zmianę właściwości mechanicznych materiałów pod wpływem temperatury. Części pracujące pod wpływem tarcia ślizgowego, w celu poprawy twardości powierzchni, w aby zwiększyć odporność na zużycie, należy wybrać odpowiedni do obróbki powierzchni stali hartowanej, stali nawęglanej, stali azotkowej i innych odmian lub wybrać redukcję tarcia i odporność na zużycie dobrych materiałów.
Stan obciążenia odnosi się do wielkości i charakteru obciążenia oraz naprężenia części. Materiały kruche w zasadzie nadają się tylko do produkcji części, które pracują pod obciążeniami statycznymi. W przypadku uderzenia głównym materiałem powinny być materiały z tworzyw sztucznych. powierzchni większych części naprężonych kontaktowo, należy wybrać obróbkę powierzchniową materiałów, takich jak stal do utwardzania powierzchniowego;W przypadku części poddawanych naprężeniom należy wybrać materiały odporne na zmęczenie;W przypadku części poddawanych obciążeniom udarowym należy wybrać materiały o dużej udarności ;Ponieważ rozmiar zależy od wytrzymałości, a wielkość i jakość części są ograniczone, należy wybierać materiały o dużej wytrzymałości;W przypadku części, których wymiary zależą od sztywności, należy wybierać materiały o dużych modułach sprężystości.
Ogólnie rzecz biorąc, właściwości materiałów metalowych można poprawić i ulepszyć poprzez obróbkę cieplną.Dlatego konieczne jest pełne wykorzystanie środków obróbki cieplnej w celu wykorzystania potencjału materiałów. W przypadku najczęściej stosowanej stali modulowanej, ze względu na różną temperaturę odpuszczania, można uzyskać półfabrykat o różnych właściwościach mechanicznych. Im wyższe odpuszczanie temperatura, tym mniejsza twardość i sztywność materiału oraz lepsza plastyczność. Dlatego przy doborze rodzaju materiałów należy jednocześnie określić specyfikację obróbki cieplnej i wskazać ją na rysunku.

2) Ograniczenia dotyczące wielkości i jakości części.
Rozmiar części i jakość rozmiaru oraz różnorodność materiałów i metoda wytwarzania półwyrobów. Produkcja półwyrobów odlewniczych na ogół nie może być ograniczona wielkością i wielkością masy; Przy produkcji półwyrobów do kucia należy zwrócić uwagę na zdolność produkcyjną kucia maszyny i urządzenia. Ponadto wielkość części oraz jakość stosunku wielkości i masy materiału powinny w miarę możliwości wybierać mocny stosunek masy dużych materiałów, aby zmniejszyć rozmiar i jakość części.

3) Znaczenie części całej maszyny i podzespołów.
4) Inne specjalne wymagania (takie jak izolacja, diamagnetyczność itp.).

 

Wymagania technologiczne

Aby części były łatwe w produkcji, przy wyborze materiałów należy wziąć pod uwagę złożoność konstrukcji części, rozmiar i rodzaj półwyrobu. W przypadku części o złożonym kształcie i dużych rozmiarach, jeśli rozważa się półfabrykat odlewniczy, należy wybrać dobrą wydajność odlewania; rozważa się półfabrykat spawalniczy, należy wybrać stal niskowęglową o dobrych właściwościach spawalniczych. W przypadku prostego kształtu, małych rozmiarów i dużej partii części, nadających się do tłoczenia i kucia matrycowego, należy wybrać dobre tworzywa sztuczne. W przypadku części wymagających obróbki cieplnej, materiał powinien charakteryzować się dobrą wydajnością obróbki cieplnej. Ponadto należy wziąć pod uwagę urabialność samego materiału i urabialność po obróbce cieplnej.

Wymóg ekonomiczny

1) Względna cena samego materiału

Zakładając spełnienie wymagań użytkowych należy w miarę możliwości wybierać tanie materiały. Jest to szczególnie istotne w przypadku części produkowanych masowo.
2) Koszty przetwarzania materiałów
Gdy jakość części nie jest duża, a stopień obróbki jest duży, koszt obróbki będzie stanowić dużą część całkowitego kosztu części. Chociaż żeliwo jest tańsze niż blacha stalowa, spawanie odlewu jest droższe płyta żelazna niż stalowa w przypadku niektórych pojedynczych lub małych części pudełek, ponieważ ta ostatnia pozwala zaoszczędzić na kosztach produkcji form.
3) Oszczędzaj materiały
W celu oszczędzania materiałów można zastosować obróbkę cieplną lub wzmocnienie powierzchni (śrutowanie, walcowanie itp.), aby w pełni wykorzystać i wykorzystać potencjalne właściwości mechaniczne materiałów; Powlekanie powierzchni (chromowanie, miedziowanie, czernienie, błękit, itp.) można również stosować w celu zmniejszenia stopnia korozji i zużycia, przedłużenia żywotności części.
4) Stopień wykorzystania materiałów
Aby poprawić stopień wykorzystania materiałów, nie można stosować cięcia lub mniejszego cięcia, takiego jak kucie matrycowe, odlewanie metodą traconą, tłoczenie itp., co może nie tylko poprawić stopień wykorzystania materiałów, ale także skrócić godziny pracy ciąć.
5) Oszczędzaj cenne materiały
Dzięki zastosowaniu konstrukcji kombinowanej można zaoszczędzić na kosztach wyższych materiałów, takich jak pierścień przekładni ślimakowej o połączonej strukturze z dobrą redukcją tarcia, ale drogim brązem cynowym, a rdzeń koła jest wykonany z taniego żeliwa.
6) Oszczędzaj rzadkie materiały
Pod tym względem stale stopowe manganu i boru, posiadające obfite zasoby w Chinach, można zastosować w celu zastąpienia stali stopowych chromowo-niklowych o mniejszych zasobach, a brąz aluminiowy można zastąpić brązem cynowym.
7) Dostawa materiałów
Przy doborze materiałów należy wybierać materiały lokalnie dostępne i łatwe w dostawie, aby obniżyć koszty zakupu, transportu, przechowywania; Z uproszczonych odmian materiałowych z punktu widzenia dostaw i przechowywania, w przypadku produkcji części w małych seriach w miarę możliwości zredukuj na tej samej maszynie odmiany i specyfikacje materiałów, aby uprościć dostawy i zarządzanie, a w procesie obróbki skrawaniem i obróbki cieplnej znacznie łatwiej opanować najbardziej rozsądną metodę działania, a tym samym poprawić jakość produkcji, zmniejszyć złom, poprawić wydajność pracy.