工程機(jī)械配件的材料應(yīng)用

在一些工程機(jī)械配件設(shè)計(jì)手冊(cè)和機(jī)械制造專(zhuān)著中，有許多關(guān)于工程機(jī)械配件表面粗糙度與工程機(jī)械配件尺寸公差之間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算公式的介紹，列表可供讀者選擇。然而，只要仔細(xì)閱讀，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，雖然采用了相同的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，但列表中的值并不相同，有些差異很大。這給那些不熟悉這方面的人帶來(lái)了困惑。同時(shí)，這也增加了工程機(jī)械配件工作中選擇表面粗糙度的難度。在實(shí)際工作中，對(duì)于不同類(lèi)型的機(jī)器，其零件在相同尺寸公差下對(duì)表面粗糙度的要求不同。這就是協(xié)調(diào)的穩(wěn)定性。在工程機(jī)械配件的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，不同類(lèi)型的機(jī)器對(duì)零件的兼容性穩(wěn)定性和互換性的要求不同。作為一名機(jī)械設(shè)計(jì)師，在選擇材料時(shí)，必須了解工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合我國(guó)的資源和生產(chǎn)條件，從實(shí)際出發(fā)，綜合考慮材料及其選用。機(jī)械制造中最常用的材料是鋼和鑄鐵，其次是有色金屬合金。塑料和橡膠等非金屬材料在機(jī)械制造中也具有獨(dú)特的使用價(jià)值。

鑄鐵和鋼都是鐵碳合金，它們的區(qū)別主要在于碳含量。碳含量低于2%的鐵和碳合金稱(chēng)為鋼，碳含量超過(guò)2%的鐵稱(chēng)為鋼。鑄鐵具有適當(dāng)?shù)娜廴谛院土己玫囊后w流動(dòng)性，因此可以鑄造成形狀復(fù)雜的零件。此外，它具有良好的減震性、耐磨性和可加工性（灰鑄鐵）以及低成本，因此在機(jī)械制造中得到廣泛應(yīng)用。常用的鑄鐵包括灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、合金鑄鐵等?；诣T鐵和球墨鑄鐵是脆性材料，不能軋制或鍛造。在上述鑄鐵中，灰鑄鐵使用最為廣泛，其次是球墨鑄鐵。與鑄鐵相比，鋼具有高強(qiáng)度、韌性和塑性，通過(guò)熱處理可以改善其機(jī)械性能和加工性能。鋼零件的坯料可以通過(guò)鍛造、沖壓、焊接或鑄造獲得，因此被廣泛使用。根據(jù)用途，鋼可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊鋼。結(jié)構(gòu)鋼用于制造工程結(jié)構(gòu)的各種機(jī)械零部件；工具鋼主要用于制造各種切削工具、模具和量具；特殊鋼（如不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼等）用于制造在特殊環(huán)境中工作的零件。根據(jù)化學(xué)成分，鋼可分為碳鋼和合金鋼。碳鋼的性能主要取決于碳含量。碳含量越高，鋼的強(qiáng)度越高，但塑性越低。為了提高鋼的性能，特別添加了一些合金元素的鋼被稱(chēng)為合金鋼。1）碳結(jié)構(gòu)鋼的碳含量一般不超過(guò)0.7%。碳含量低于0.25%的低碳鋼具有低強(qiáng)度極限和屈服極限、高塑性和良好的焊接性。適用于沖壓和焊接。它通常用于制造螺釘、螺母、墊圈、軸、閥導(dǎo)桿和焊接部件。碳含量為0.1%～0.2%的低碳鋼也用于制造滲碳零件，如齒輪、活塞銷(xiāo)、鏈輪等。滲碳和淬火可使零件表面堅(jiān)硬耐磨，芯部堅(jiān)韌耐沖擊。如果需要更高的強(qiáng)度和抗沖擊性，可以使用低碳合金鋼。碳含量為0.3%～0.5%的中碳鋼具有良好的綜合力學(xué)性能、高強(qiáng)度、塑性和韌性。常用于螺栓、螺母、鍵、齒輪、軸等應(yīng)力較大的零件。碳含量為0.55%-0.7%的高碳鋼具有高強(qiáng)度和彈性，多用于制造普通板簧、螺旋彈簧或鋼絲繩。

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