3第三章机器零件用钢0讲义506
《数控技术》第三章(第一、二、三节)
程序编制（数控编程）概念 将零件的工艺过程、工艺参数、刀具 位移量与方向以及其它辅助动作（换刀、 冷却、夹紧等），按运动顺序和所用数控 机床规定的指令代码及程序格式编成加工 程序单，选择输入方式输给数控装置，指 挥机床加工。 1、一般步骤 程序输入：手动数据输入、介质输入、通 讯输入。
卧式车床
立式升降台铣床
曲面和轮廓铣床
卧式升降台铣床
六轴加工中心坐标系
3、数控机床上的有关点 •机床零点 机床坐标系的原点，即机床基本坐标系的原点， 它是一个被确定的点，称机械零点（M）。 •机床参考点 又称机械原点（R），它指机床各运动部件在各 自的正方向自动退至极限的一个固定点，可由限 位开关精密定位，至参考点时所显示的数值则表 示参考点与机床零点间的工作范围，机床一经设 计和制造出来，机械原点就已经被确定下来，该 点在机床出厂时已调定，用户一般不作变动。
Y轴：Y轴与X、Z轴垂直。当X、Z轴确定后 ，按右手法则确定Y轴正方向。
附加坐标轴：前述的X、Y、Z为主运动坐标 系，即第一坐标系，是指最接近主轴的直线
运动；若一台机床上有平行于第一坐标系的 第二组或第三组坐标系，则分别指定为U、 V、W和P、Q、R，其次接近主轴的为第二 直线运动，最远的为P、Q、R直线运动。 主轴回转运动方向：主轴顺时针回转运动的 方向是按右螺旋进入工件的方向。
自动编程是指借助数控语言编程系统 或图形编程系统由计算机来自动生成零件 加工程序的过程。自动编程也称为计算机 (或编程机)辅助编程。即完成坐标值计算， 编写零件加工程序单等，有时甚至能帮助 进行工艺处理。通过计算机或自动绘图仪 进行刀具运动轨迹的图形检查，编程人员 可以及时检查程序是否正确，并及时修改。 自动编程提高效率几十倍乃至上百倍，同 时解决了手工编程无法解决的许多复杂零 件的编程难题。零件表面形状愈复杂，工 艺过程愈繁琐，自动编程的优势愈明显。
《金属切削机床概论(顾维邦 主编)》各章课后习题答案第三章习题
第三章磨床1.以M1432A型磨床为例，说明为保证加工质量(尺寸精度,几何形状精度和表面粗糙度)，万能外圆磨床在传动与结构方面采取了哪些措施？(注:可与卧式车床进行比较)答:在传动方面包含三个方面的措施：(1)砂轮旋转主运动t n，通常由电动机通过三角带直接带动砂轮主轴旋转；(2)工件圆周进给运动w n，通常由单速或多速异步电动机经塔轮变速机构传动；(3)工件纵向进给运动a f，通常采用液压传动，以保证运动的平稳性，并便于实现无级调速和往复运动循环的自动化。
结构方面，砂轮主轴的前、后支承均采用“短三瓦”动压滑动轴承；砂轮架壳体内装润滑油以润滑主轴轴承，油面高度可通过油标观察；主轴两端用橡胶油封实现密封；砂轮周围安装了防护罩；主轴上的带轮采用卸荷结构，以减少主轴的弯曲变形；中小型外圆磨床的尾座，一般都用弹簧力预紧工件，以便磨削过程中工件因热胀而伸长时，可自动进行补偿，避免引起工件弯曲变形和顶尖孔过分磨损。
2.万能外圆磨床上磨削圆锥面有哪几种方法？各适用于什么场合？答:万能外圆磨床上磨削圆锥面有两种方法:纵磨法和切入磨法。
纵磨时，砂轮旋转作主运动，进给运动有:工件旋转作圆周进给运动，工件沿其轴线往复移动作纵向进给运动，在工件每一纵向行程或往复行程终了时，砂轮周期地作一次横向进给运动，全部余量在多次往复行程中逐步磨去。
切入磨时，工件只作圆周进给，而无纵向进给运动，砂轮则连续地作横向进给运动，直到磨去全部余量达到所要求的尺寸为止。
3.图3-5所示砂轮主轴承受径向和轴向力的轴承各有什么特点？使用这种轴承的基本条件是什么？并说明理由；轴承间隙如何调整？答:砂轮主轴的轴向定位是这样的:向右的轴向力通过主轴右端轴肩作用在装入轴承盖5中的止推环4上。
向左的轴向力则由固定在主轴右端的带轮6中的六个螺钉7，经弹簧8和销钉9以及推力球轴承，最后也传递到轴承盖5上，弹簧8 的作用是可给推力球轴承预加载荷，并且当止推环4磨损后自行进行补偿，消除止推滑动轴承的间隙。
机械基础教案- -第3章
第3章标准件和常用件零件之间的关系有连接、传动和配合。
螺纹连接、键和销连接，联轴器或离合器连接等都称为连接件。
齿轮、滚动轴承和弹簧称为常用件。
一、螺纹1、螺纹的形成（1）螺旋线螺旋线是沿着圆柱或圆锥表面运动的点的轨迹，该点的轴向位移和相应的角位移成定比。
（2）螺纹螺纹是在圆柱或圆锥表面上，沿着螺旋线所形成的具有规定牙型的连续凸起。
2、螺纹的主要参数螺纹的主要参数：(1)大径(d、D)——螺纹的最大直径。
对外螺纹是牙顶圆柱直径(d)，对内螺纹是牙底圆柱直径(D)。
标准规定大径为螺纹的公称直径。
(2)小径(d1、D1)——螺纹的最小直径。
对外螺纹是牙底圆柱直径(d1)，对内螺纹是牙顶圆柱直径(D1)。
(3)中径(d2、D2)——处于大径和小径之间的一个假想圆柱直径，该圆柱的母线位于牙型上凸起(牙)和沟槽(牙间)宽度相等处。
此假想圆柱称为中径圆柱。
(4)螺距(P)——在中径线上，相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
(5)导程（S）——同一螺旋线上，相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离。
对单线螺纹，S=P；对于线数为n的多线螺纹，S＝np。
(6)牙形角（α）——在轴向截面内螺纹牙形两侧边的夹角。
(7)升角（λ）——在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。
3.螺纹的代号与标记1）普通螺纹螺纹的标记由螺纹代号、螺纹公差代号和螺纹旋合长度代号组成。
例M24×1.5左—5g6g—L其中M24——代表公称直径为24mm的螺纹1．5——表示螺纹的螺距为1.5mm左——代表螺纹为左旋螺纹5g——螺纹中径公差代号6g——螺纹顶径公差代号L——代表螺纹旋合长度注：(1)粗牙普通螺纹不标螺距(2)中径与顶径公差代号相同只须标一个。
(3)右旋螺纹旋向不标(4)中等旋合长度时可不标代号。
短旋合长度时标S ，长旋合长度时标L ，特殊时也可标出旋合长度数值， 2）管螺纹非螺纹密封用的管螺纹由螺纹特征代号(G)、尺寸代号和公差等级代号(A 、 B)组成。
《化工设备机械基础3版》第三章
T
Ip
max
T Wt
Wt I p / R
1 D3
16
空心轴
则
令
Wt I p /(D / 2)
实心轴与空心轴 I p 与 Wt 对比
Wt
Ip
/ R 1 D3
16
Wt I p /(D / 2)
§3.4 圆轴扭转的强度条件
扭转强度条件：
1. 等截面圆轴：
max
Tmax
W2.t 阶梯形圆轴：
交线。
纯剪切
三、切应变 剪切胡克定律
在切应力的作用下，单 元体的直角将发生微小的
G
τ
改变，这个改变量
应变。
称为切
G
—
剪切弹性模量(GN/m2)
当切应力不超过材料 的剪切比例极限时，切应
变与切应力τ成正比，这
个关系称为剪切胡克定律。
各向同性材料， 三个弹性常数之间的 关系：
G E
2(1 )
§3.4 圆轴扭转时的应力
Pa
21.98MPa
满足强度要求。
§3.5 圆轴扭转时的变形和刚度条件
一、圆轴扭转的变形
相对扭转角
抗扭刚度
n
Tili
i1 GIPi
二、圆轴扭转的刚度条件
单位长度扭转角
' d T
dx GI p ' T 180
GI p
rad/m ⁰/m
扭转刚度条件
' max
[' ]
[ ' ]许用单位扭转角
§3.1 扭转的概念和实例
扭转受力特点 及变形特点:
杆件受到大小相等,方向相反且作用平 面垂直于杆件轴线的力偶作用, 杆件的横截 面绕轴线产生相对转动。
机械设计基础第五版讲义第3章
线 2A 1
zpofrp 2013-10-23
绕线机构
3-1 凸轮机构的应用和类型
卷带轮
12 1 放放音 音键 键
5
3
3
摩擦轮
4 4
录音机卷带机构
皮皮带带轮轮
zpofrp 2013-10-23
3-1 凸轮机构的应用和类型
2
3
zpofrp 2013-10-23
1 送料机构
3-1 凸轮机构的应用和类型
lOP =lCP- lOC → lCP = ds/d φ + e
lCP = (S+注S0意) t：an α S0= rmin2-e2
n
得： 于是：
ttaa同能nn αα时太==增大用SS大。dd偏++ss//了dd置rr22φφ回mm法+±iinn程e--可eee压22减力小角推，程ss故0压偏力ω距CD角αBre，mOi不n但P
n
“+” 用于导路和瞬心位于中心两侧；
“-” 用于导路和瞬心位于中心同侧；
e ds/d φ
显然，导路和瞬心位于中心同侧时，压力角将减小。
zpofrp 2013-10-23
3-4 图解法设计凸轮轮廓
一、凸轮廓线设计方法的基本原理
反转原理：
给整个凸轮机构施以-ω时， 不影响各构件之间的相对运动， 此时，凸轮将静止，而从动件 尖顶复合运动的轨迹即凸轮的
n
v B
lCP = (S+S0 ) tan α S0=
tanα
=
ds/d φ S + r2min
e -
e2
rmin ↑ → α↓
r2min - e2
ω
机械制造基础第3章
3.3.2 刀具材料应具备的性能
1．高硬度和高耐磨性。 2．足够的强度与冲击韧性。 3．良好的耐热性。 4．良好的工艺性和经济性。
3.3.3 常用刀具材料
常用刀具材料有工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和 超硬刀具材料，目前用得最多的为高速钢和硬质合金。
常用刀具材料简介
认识其他刀具（视频）
ห้องสมุดไป่ตู้.3.4 刀具角度
刀具的组成部分
车刀及其刃磨（视频）
2. 定义刀具角度的辅助平面
基面：通过主切削刃上一点并与该点切削速度方向垂 直的平面。 切削平面：通过主切削刃上一点并与该点加工表面相 切的平面，其包含切削速度。 主剖面：通过主切削刃上一点并与主切削刃在基面上 的投影垂直的平面。
3. 刀具角度的定义
车刀的结构及主要刀具角度 认识刀具前角 认识刀具后角 认识刀具主偏角和副偏角 主偏角对刀具寿命的影响
第3章 金属切削基础知识
本章学习要求
• • • • • • • • 掌握机床成形运动的知识。 明确切削用量的三要素及其选用原则。 熟悉常用车刀的结构、主要角度及其作用。 了解对刀具材料性能的要求和常用刀具材料。 了解切屑变形的基本过程。 了解切削力、切削热及其对加工的影响。 理解刀具磨损的原因及形式，掌握刀具耐用度的 知识。 了解切削机床的类型和常用机床的运动特性和结 构特点。
本章大纲
• 3.1 • 3.2 • 3.3 • 3.4 • 3.5 • 3.6 零件表面的成形运动 切削运动和切削用量 金属切削刀具 金属切削过程 刀具磨损、破损和刀具寿命 金属切削机床简介
3.1
零件表面的成形运动
机械加工的主要任务是获得符合使用要求的零件表面。机 械零件的各种表面都可看作是一条线（称为母线）沿着另一条 线（称为导线）运动的轨迹。母线和导线统称为形成表面的发 生线。直接参与切削过程，形成工件表面的刀具与工件之间的 相对运动称为表面成形运动。 在机床上加工工件时，一定形状的切削刃与工件被加工表 面间的相对运动即可形成工件所需要的表面形状，即形成需要 的发生线。形成发生线的方法可概括为以下四种。
机械制造技术基础第三章课后习题答案答案
第三章机械制造中的加工方法及装备3—1 表面发生线的形成方法有哪几种？答：（p69—70)表面发生线的形成方法有轨迹法、成形法、相切法、展成法。
具体参见第二版教材p69图3—2.3—2 试以外圆磨床为例分析机床的哪些运动是主运动,哪些运动是进给运动？答：如图3-20（p87）,外圆磨削砂轮旋转n c是主运动，工件旋转n w、砂轮的横向移动f r、工作台往复运动f a均为进给运动。
3-3 机床有哪些基本组成部分？试分析其主要功用。
答:(p70-71）基本组成部分动力源、运动执行机构、传动机构、控制系统和伺服系统、支承系统。
动力源为机床运动提供动力；运动执行机构产生主运动和进给运动；传动机构建立从动力源到执行机构之间的联系；控制和伺服系统发出指令控制机床运动；支承系统为上述部分提供安装的基础和支承结构。
3—4 什么是外联系传动链？什么是内联系传动链?各有何特点？答：外联系传动链：机床动力源和运动执行机构之间的传动联系。
如铣床、钻床传动链；内联系传动链：执行件和执行件之间的传动联系.如车螺纹、滚齿的传动链.外联系传动链两端没有严格的传动关系，而内联系传动链两端有严格的传动关系或相对运动要求.3-5 试分析提高车削生产率的途径和方法.答：（p76）提高切削速度;采用强力切削，提高f、a p;采用多刀加工的方法。
3—6 车刀有哪几种？试简述各种车刀的结构特征及加工范围.答：（p77）外圆车刀(左、右偏刀、弯头车刀、直头车刀等），内、外螺纹车刀，切断刀或切槽刀，内孔车刀（通孔、盲孔车刀、)端面车刀、成形车刀等.顾名思义,外圆车刀主要是切削外圆表面；螺纹车刀用于切削各种螺纹；切断或切槽车刀用于切断或切槽;内孔车刀用于车削内孔;端面车刀切断面；成形车刀用于加工成形表面。
3—7 试述CA6140型卧式车床主传动链的传动路线。
答:（p82）CA6140型卧式车床主传动链的传动路线：3—8 CA6140型卧式车床中主轴在主轴箱中是如何支承的？三爪自定心卡盘是怎样装到车床主轴上去的?答：（p83-84）3-9 CA6140型卧式车床是怎样通过双向多片摩擦离合器实现主轴正传、反转和制动的？答：如教材图3—17和3—18所示,操纵手柄向上,通过连杆、扇形齿块和齿条带动滑套8向右滑移，拨动摆杆10使拉杆向左，压紧左边正向旋转摩擦片，主轴实现正转；若操纵手柄向下，通过连杆、扇形齿块和齿条带动滑套8向左滑移，拨动摆杆10使拉杆向右，压紧右边反向旋转摩擦片，主轴反转。
3第3章机器零件用钢DOC
3第3章机器零件用钢DOC第3章机器制造结构钢1、了解机械制造结构钢的服役条件，理解主要失效形式、性能要求和合金化特点，掌握强韧化机理；2、理解调质钢、非调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢、低碳马氏体钢、合金渗碳钢、氮化钢、耐磨钢的主要失效形式、性能要求和强韧化机理；3、理解零件材料选择的基本原则和思路并简单运用。
机械制造结构钢的强度和脆性；各钢种的主要失效形式、性能要求和强韧化机理；零件材料选择的基本原则和思路。
各钢种的主要失效形式、性能要求和强韧化机理；运用理论知识选择零件材料。
5多媒体+讲授，案例根据钢的生产工艺和用途，可分为：调质钢、低碳马氏体钢、超高强度结构钢、渗碳钢、氮化钢、弹簧钢、轴承钢和易削钢等。
3.1 概述一、机器零件用钢的性能要求1、具有良好的冷热加工工艺性如锻造、冲压、热处理、车、铣、刨、磨等。
2、具有良好的力学性能不同零件，对钢强、塑、韧、疲劳、耐磨性等有不同要求。
一般为亚共析钢，低合金或中合金，优质钢或高级优质钢。
二、机器零件用钢合金化特点主加元素：Cr、Mn、Si、Ni。
主要作用：↑淬透性和力学性能。
辅加元素：Mo、W、V等↓过热敏感性，↓回脆，↑淬透性。
最佳范围：获得最佳性能→称为极限合金化理论，结构钢常用范围为：<1.2%Si, <2%Mn，1~2%Cr, 1~4%Ni，< 0.5%Mo，<0.2%V, < 0.1%Ti，0.4~0.8%W。
或是单独加入，或是复合加入。
三、零件材料和工艺选择途径1、对于要求良好综合力学性能，零件选①低碳马氏体型结构钢，采用淬火+低温回火。
为↑耐磨性，可进行渗碳处理；汽车拖拉机齿轮类为代表.②回火索氏体型，选择中碳钢，采用淬火+高温回火。
为↑耐磨性，可进行渗氮处理或高频感应加热淬火等表面硬化工艺方法。
轴类零件为典型。
材料的途径为：2、如要求更高的强度，则适当牺牲塑韧性。
可选择中碳钢，采用低温回火工艺。
如低合金中碳马氏体钢。
《零件图与零》课件
箱体类零件
总结词
箱体类零件是机械中的重要组成部分，主要用于容纳和固定其它零件。
详细描述
箱体类零件的形状和结构多样，常见的有发动机缸体、减速器箱体和泵体等。它们通常由铸铁或钢材 制成，内部有复杂的孔系和型腔，用以容纳和固定其它零件。箱体类零件的精度和刚度对机械的性能 和使用寿命具有重要影响。
05
零件的材料与工艺
详细描述
盘类零件的形状和尺寸多样，常见的有轴承端盖、法兰盘和 齿圈等。它们通常通过螺栓、键、焊接等方式与其它零件连 接，起到支撑和传递扭矩的作用。盘类零件的制造材料和工 艺对其性能和使用寿命具有重要影响。
支架类零件
总结词
支架类零件通常用于支撑和固定其它零件，起到传递载荷的作用。
详细描述
支架类零件的形状和结构多样，常见的有轴承座、机架和支架等。它们通常由铸铁、钢材等材料制成，通过焊接 、螺栓连接等方式装配在机械中。支架类零件的刚度和稳定性对机械的性能和使用寿命具有重要影响。
《零件图与零件》ppt课件
CONTENTS
• 零件图概述 • 零件图的组成 • 零件图的绘制方法 • 零件的分类与识别 • 零件的材料与工艺 • 零件的检测与质量控制 • 零件的应用与发展趋势
01
零件图概述
零件图定义
01
零件图：表示零件结构、大小及 技术要求的工具。
02
它能完整地反映出设计者的意图 ，是生产过程中最重要的技术文 件。
技术要求
材料
标注零件所用的材料，如钢、铝、铜等。
热处理
标注零件的热处理要求，如淬火、回火等 。
表面处理
标注零件的表面处理要求，如喷涂、电镀 等。
其他技术要求
如精度要求、试验要求等。
《机械制图(第3版)》教学讲义 项目六 零件图 45、零件图的内容与要求
（1）根据零件的复杂程度及内、外结构形状，全面地考虑还应需要的其它视图，使每个所选视图应具有独立存在的意义及明确的表达重点，注意避免不必要的细节重复，在明确表达零件的前提下，使视图数量为最少。
（2）优先考虑采用基本视图，当有内部结构时应尽量在基本视图上作剖视；对尚未表达清楚的局部结构和倾斜部分结构，可增加必要的局部（剖）视图和局部放大图；有关的视图应尽量保持直接投影关系，配置在相关视图附近。
（3）按照视图表达零件形状要正确、完整、清晰、简便的要求，进一步综合、比较、调整、完善，选出最佳的表达方案。
教学方法
教学手段
讲授，讲解，练习，归纳总结。。。。。
教学过程设计
教师活动
学生活动
设计意图及修改意见
一、复习引入1、复习直齿圆锥齿轮和蜗杆、蜗轮的画法和啮合画法。
2、复习滚动轴承和弹簧的种类、用途和规定画法
二、教学内容（教师清点学生人数，起立上课）
（一）零件图的作用（教师提出复习问题）
零件图是表示零件结构、大小及技术要求的图样。任何机器或部件都是由若干零件按一定要求装配而成的。（教师口述引入部分）
课题
零件图的内容与基本要求
授课时间
授课时数
2
课型
讲授
教学目的
要求
1、了解零件图作用内容2、理解零件的主视图选择的基本原则3、掌握选择零件表达方案时注意
教学重点
零件的主视图选择
教学难点
零件表达方案选择的实际应用
学情分析
(2021年整理)劳动版《数控加工基础》教案(第三章)
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(十二)(十三)劳动版《数控加工基础》教案(第三章)（推荐完整)(十四)(十五)(十六)编辑整理：张嬗雒老师(十七)(十八)(十九)(二十)(二十一)尊敬的读者朋友们：(二十二)这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布到文库,发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是我们任然希望劳动版《数控加工基础》教案(第三章)(推荐完整）这篇文档能够给您的工作和学习带来便利.同时我们也真诚的希望收到您的建议和反馈到下面的留言区，这将是我们进步的源泉，前进的动力. (二十三)本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请下载收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为〈劳动版《数控加工基础》教案(第三章)（推荐完整)> 这篇文档的全部内容。
(二十四)(二十五)组织教学:（考勤、学习准备等)(二十六)复习旧课：数值的计算方法和基点和节点的概念(二十七)讲授新课:第三章数控车床加工与编程§3-1 数控车床概述一、数控车床的分类与结构数控车床是数字程序控制车床的简称，集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型普通车床的特点于一身，是国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床。
第3章(58)教材配套课件
表面热处理包括表面淬火和化学热处理等两种方法。
第3章 钢的热处理
3.2 热处理的基本原理
热处理之所以能够使钢的性能发生很大变化，主要是由 于在加热和冷却过程中，钢的内部组织发生了变化。 FeFe3C相图是表示铁碳合金在接近平衡状态下相与成分和温 度之间的关系图，图中的临界点A1、A3和Acm也只是在这样 的条件下才适用的。然而， 生产中不可能以无限缓慢的速度 加热和冷却，其相变是在非平衡的条件下进行的，研究发
图3-3 共析钢奥氏体的形成过程
第3章 钢的热处理
(1) 温度。温度越高，原子的扩散能力越强，加速了奥
(2) 原始组织。原始组织越细，相界面越多，提供的奥 氏体晶核就越多，碳原子的扩散距离也越短，加速了奥氏体
(3) 钢的成分。含碳量增加，铁素体和渗碳体相界面越 多，加速了奥氏体的形成。
加入合金元素后不改变奥氏体形成的基本过程，但会减
第3章 钢的热处理
2. (1) (2) (3) 材料：中碳钢(45)、合金调质钢(40Cr) (4) 技术条件：表面50~55 HRC (5) 感应表面淬火方法如图3-6
第3章 钢的热处理
图3-6 钢的感应表面淬火
第3章 钢的热处理
① 200~300 kHz高频感应淬火，表面硬化层深度为 0.5～2 mm
第3章 钢的热处理
对于加热，非平衡条件下的相变温度高于平衡条件下的 相变温度，称过热度。对于冷却，非平衡条件下的相变温度 低于平衡条件下的相变温度，这个温差叫滞后度，对应的转
加热与冷却速度越大，温度提高与下降的幅度就越大， 导致过热度与过冷度越大。此外，过热度与过冷度的增大会
平衡条件下的临界点：A1 A3 Acm 非平衡加热的临界点：Ac1 Ac3 Accm 非平衡冷却的临界点：Ar1 Ar3 Arcm 相图表示如图3-2
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三.调质钢的化学成分：
①碳含量一般在0.3～0.5%之间； ②主加合金元素：
合金元素 Si
Mn
Cr
Ni
含量范围 (wt%)
0.6-1.4
0.8-1.8 0.8-1.7
1.0-4.5
③辅加合金元素：
合金元素 Mo
V
W
Ti
Al
B
Min.(wt%) 0.1 0.05
0.6
0.05
0.5 <0.004
各类钢的化学成分特点、合金元素的作用、 强韧化机制及热处理特点。
3
简介
用途：轴类、齿轮、弹簧、紧固件等。 分类：调质钢、低碳马氏体钢、超高强度结
构钢、渗碳钢、氮化钢、弹簧钢、轴承钢和 易削钢等。
4
变速箱 变速齿轮
拨叉
5
齿轮 汽车万向节
曲轴
连杆
3.0 引言
弹簧
板弹簧
离合器弹簧
拉力弹簧
蝶形弹簧
齿轮
连杆
曲轴
汽车万向节
14
调质件（冷却轮）
破碎机主轴
轴
螺栓
马车螺栓 支架螺栓
扩展螺栓
连杆
一、工作条件、失效方式及性能要求
1．工作条件（以轴类零件为例） 作用：传动力矩 受力：主要承受交变扭转、弯曲力；
一定的冲击力 配合处摩擦力。 2．失效方式 （1）磨损：由于硬度低，耐磨性差造成的。 （2）疲劳断裂：弯曲疲劳、扭转疲劳 3．性能要求 （1）高强度，尤其是高的疲劳强度； （2）高硬度、高耐磨性； （3）塑性韧性好； 即，良好的综合力学性能。
Mo：↑V：有效细晶，(↑淬透性) ，↓↓过热敏感性。
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总结
合金元素的作用： （1）提高淬透性：Mn Cr Si Ni B （2）提高回火稳定性：Mo Cr Si （3）细化晶粒：V Ti （4）防止第二类回火脆：W （0.8%～1.2%） Mo（0.15%～0.30%）
3.2 调质钢
五．常用调质钢
1．低淬透性的调质钢： DC < 30~40mm，40、 45淬火临界直径为8-17mm， 45MnV、40Cr、38CrSi、40CrV、40MnVB 钢等，油淬DC =30-40mm；
2．中淬透性的调质钢：油淬DC =40-60mm； 40CrMn、40CrNi、35CrMo、30CrMnSi
当零件要求较高的强度和适当的塑性和韧性时， 采用200-250℃回火，以获得回火马氏体组织，或采 用450℃左右回火，以获得屈氏体组织。
3.2 调质钢
在小能量多次冲击条件下工作的零件 ，即高周疲劳时，应适当降低回火温度， 以发挥材料的强度潜力；只有对于大能量 冲击条件下的零件即低周疲劳时才适宜采 用较高的回火温度，以保证有足够的塑性 和韧性。
3第三章机器零件用 钢0506
主要内容
调质钢 弹簧钢 渗碳钢 滚动轴承钢 特殊用途钢
2
Chapter 5 机械制造结构钢
教学要求
➢ 基本要求：
了解各类钢的服役条件、对钢的基本性能要 求、化学成分特点和热处理特点；
掌握常用调质钢、弹簧钢、渗碳钢、滚动轴 承钢等的典型牌号。
➢ 重点与难点：
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二、调质钢的组织特点
调质钢具有良好的综合力学性能的原因与其在使用状态 下组织为中碳回火索氏体有关。具有以下特点：
(1)强化相为弥散均匀分布的粒状碳化物，可以保证有较 高的塑变抗力和疲劳强度。
(2)组织均匀性好，减少了裂纹在局部薄弱地区形成的可 能性，可以保证有良好的塑性和韧性。
(3)作为基体组织的铁素体是从淬火马氏体转变而成的， 其晶粒细小，使钢的冷脆倾向性大大减小。
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四、调质钢的热处理 1. 预备热处理
改善切削加工性以及改善因轧、锻 不适当而造成的晶粒粗大和带状组织
对于合金元素含量较低的调质钢可进 行正火或退火处理。
对于合金元素含量较高的调质钢，因 正火后可得到马氏体组织，尚需正火后 再在Ac1以下温度进行高温回火，使其 组织转变为粒状珠光体，降低硬度，便 于切削加工。
7
滚珠
滚珠轴承
8
履带
铁轨分道叉
破碎机颚板
挖掘机斗齿 9
简介
用途：轴类、齿轮、弹簧、紧固件等。 分类：调质钢、低碳马氏体钢、超高强度结
构钢、渗碳钢、氮化钢、弹簧钢、轴承钢和 易削钢等。
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力学性能要求
较高的疲 劳强度
机器零件承载着反复同向或交变 的载荷作用
较高的断 裂抗力
较高的耐 磨性
低的缺口 敏感性
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2．淬火+回火状态: 按回火温度分为： 高温回火—调质钢； 中温回火—弹簧钢； 低温回火—滚动轴承钢、超高强度钢。 3．化学热处理： 渗碳钢
氮化用钢 4．高频淬火用钢—高、中频淬火后低温回火使用
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§3-1 调质钢
1.用途：用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机器上的各种重要零件，如机 床齿轮、主轴、汽车发动机曲轴、连杆、螺栓等。
Max.
0.5
0.2
1.2
0.1
1.2
－
④重要的调质钢一般都含有多种合金元素。
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三．调质钢的化学成分及热处理特点
含碳量在0.25~0.45%。常用合金元素作用：
Mn：↑↑淬透性，但↑过热倾向，↑回脆倾向； Cr：↑↑淬透性，↑回稳性，但↑回脆倾向；
Ni:↑基体韧度， Ni-Cr复合↑↑淬透性，↑回脆 ；
机器零件承载着短时超负荷作用， 强度要求高
机器零件相互间存在相互滑动或 滚动
机器零件形状复杂，存在台阶、 键槽、油孔……
3.1 机械零件用钢的性能要求
简介
用途：轴类、齿轮、弹簧、紧固件等。 分类：调质钢、低碳马氏体钢、超高强度结
构钢、渗碳钢、氮化钢、弹簧钢、轴承钢和 易削钢等。 按热处理状态分（使用状态）： 1．一般供应或正火状态—碳钢或碳素易削钢；
粒状珠光体
2. 最终热处理
层片状珠光体
1. 预备热处理 2. 最终热处理
调质钢的最终热处理是淬火加高温回火。
调质钢的最终性能取决于回火温度的选择。当要 求高塑性、高韧性及一定的强度时，采用500-600℃ 回火，即调质处理，获得回火索氏体组织。如零件还 要求表面有良好耐磨性时，则再进行表面淬火或化学 热处理如氮化处理。
储能减振
板簧，螺簧； 压簧、拉簧和扭簧等
3．高淬透性的调质钢：油淬DC≥60-100mm， 40CrNiMo、40CrMnMo、25Cr2Ni4WA；
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六．调质零件用钢的发展动向
1．低碳马氏体型钢 2．中碳微合金非调质钢
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§3-3弹簧钢
1. 用途
弹簧
离合器弹簧
拉力弹簧
蝶形弹簧
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一．弹簧的工作条件、失效方式、性能要求
弹簧功能 弹簧类型