工程材料课设报告

工程材料课设报告

南京航空航天大学《工程材料与热加工基础》课程设计

学院：航空宇航学院

专业：飞行器设计与工程

学号：

完成日期：2009年6月18日

说明书目录

任务书---------------------------------------------------------------------------3 铸造件设计---------------------------------------------------------------------5 锻造件设计---------------------------------------------------------------------9 焊接件设计--------------------------------------------------------------------13 总结------------------------------------------------------------------------------17 心得体会------------------------------------------------------------------------18 参考文献------------------------------------------------------------------------18

一、课程设计任务书

课程设计任务书

1．课程设计的目标：

（1）通过课程设计的实践，使学生进一步加深了解和巩固课堂所学的有关知识，提高学生综合运用所学知识的能力。

（2）通过课程设计使学生初步达到在一般机械设计中，能合理选择材料，选择毛坯制造方法，并能合理地安排热处理工艺及零件制造工艺流程。

2.课程设计的选题：

本课程设计包括典型零件的材料选择，热处理工艺路线的安排，零件毛坯生产方法的选择（主要包括铸造（液态成型）、压力加工（塑性成形）和焊接（连接成型）三种成型方法）。

3.课程设计的主要内容：

1）根据图纸熟悉产品的结构、各零件的作用和工作条件。

2）依据零件的受力情况（或给定的条件），环境即失效形式进行零件的选材设计（即选择合适的材料成分，组织及热处理状态）。

3）根据零件的使用条件、制造精度、形状尺寸、材料及生产性质等条件，对指定的零件毛坯进行毛坯部分种类的选择（即选择锻压铸造、或焊接的方法），并进行结构工艺分析、完成工艺设计的部分内容（铸件的铸造方法、浇注位置、分型面的选择、并在零件图上示意标出冒口位置；锻件结构工艺、选择的锻造方法；零件的焊接方法、结构工艺、合理布置焊缝等）。

4）对轴类零件（或齿轮）应设计制造工艺流程，正确选择热处理工艺，工艺流程的合理安排，并作详细的说明。

5）对上述第（4）项中的零件，用相应的材料制成试样，分别用自己设计的热处理工艺进行处理，分别测其硬度、磨制试样观察其组织，判断是否达到预期效果，并作分析。

4.设计步骤：

1）对零件制造的方案的总体设计和论证选定。2）毛坯的生产工艺方法的选择与分析。

3）机械加工方案的分析。

4）工艺过程和工艺流程过程。

5．考核与成绩评定：

指导教师签字 年月日

6.系部审查意见：

负责人签字

年月日

二、铸造课程设计——支座

1、零件名称：支座

2、技术要求和生产性质：

(1) 技术要求：支座起支承轴、齿轮等零件的作用，要求有足够的刚度和强度，

较好的稳定性，能承受一定程度的振动。抗拉强度σb≥150Mpa,对零件表面无特殊质量要求。

(2) 生产性质：为中批量生产

3、零件图：

4、选材分析：

支座属于箱体类支承零件，是机器中的基础零件。轴和齿轮等零件安装在箱体中固定位置并与其它零件协调运动，机器上的各个零部件的重量都由箱体和支承件承担，因此，支座主要受压应力，部分受一定的弯曲应力。此外，支座还要承受工作时的动载荷以及稳定在机架或基础上的紧固力，承受振动。因此，它要求：有足够的强度和刚度，良好的减震性及尺寸稳定性。由于支座形状较复杂，体积较大，具有中空壁薄的特点，选用的材料应具有良好的加工性能，以利于加工成型。

根据上述要求，选材方案如下：

方案一：

在铸钢中选择。铸钢是一种重要的铸造合金，承受较大载荷和

较强冲击的箱体支承类部件经常采用铸钢制造，其中ZG35Mn

和ZG40Mn应用最多。可是，铸钢的铸造性较差，由于工艺

性的限制，所制部件往往壁厚较大，形体笨重。该支座有中空

壁薄的特点，对铸造工艺性有一定要求，所以铸钢不合适。

方案二：

在有色金属中选择。有色金属及其合金中的各种有色元素都

具有各自的独特性能，现代科技的材料发展中起着重要作用。

其铸造工艺性能优良，强度好，韧性好。一般重量轻、散热性

能良好的箱体可用有色金属及其合金铸造。例如，飞机发动机

上的箱体多采用铸造铝合金生产。但支座是一般箱体类支承零

件，无需用及各种金属的独特性能，采用有色金属会造成经济

上的浪费，而且支座有较大的重量，要求有良好的减震性，所

以有色金属及其合金也不合适。

方案三：

在铸铁中选择。铸铁的铸造性好，价格低廉，消振性能好。所以

形体复杂、工作平稳、中等载荷的箱体类支承件一般都采用灰

口铸铁或球墨铸铁制作。其中，灰铸铁的的力学性能较差，抗

拉强度较低，塑性几乎为零。但抗拉强度与钢相近，并且有良

好的铸造性能，如：流动性好，收缩小等。球墨铸铁的力学性

能优于灰铸铁，具有较高的抗拉强度和弯曲疲劳极限，也具有

良好的塑性和韧性及耐磨性。但关键一点是，球墨铸铁的消振

能力比灰铸铁低很多，而且查表得，灰铁相比球铁便宜。所以，

综合看来，选用灰口铸铁，其性价比优于球墨铸铁。

根据支座的技术要求，选用HT200，HT200在10mm＜壁厚≤30mm的状态下抗拉强度σb≥170Mpa,完全满足σb≥150Mpa的强度要求，且其减震性能良好。其次，HT200的铸造性能良好，满足加工性能。此外，灰铸铁价格便宜，充分考虑了选材的经济性。

综合上述分析，该支座应选用HT200制造。

5、毛坯选择分析：