[机械电子]汽车零件失效理论

磨料磨损的形式： ① 疲劳剥落或塑性挤压：磨料夹在两摩擦表面之间，
将对金属表面产生集中的高应力，使零件表面产生 疲劳和剥落（如 磨料进入齿面间，常会发生疲劳和 剥落），对于塑性材料，将使表面产生塑性挤压现 象（如磨料进入轴承间易发生塑性挤压）。 ② 擦痕：混合在气体和液体中的磨料，随流体以一定 的速度冲刷零件的工作表面，并产生擦痕（如柴油 机喷油嘴的针阀偶件）。
HRC62-65。约为45号钢硬度的2.7倍 。具有 一定的 红热硬 度，耐 温程度 可达560－600摄氏度 。韧性 和加工 机能较 好。高 速钢刀 具制造 简朴， 刃磨利 便，
为精车刀之用，但因红硬性不如硬质 合金， 故不易 用于高 速切削 。高速 钢材料 有带黑 皮的和 表面磨 光的两 种；前 者是未 经热处 理的高 速钢， 后者是 经
顶住工件，防止它掉下来砸坏车床， 如发现 工件的 位置不 正确或 歪斜， 切忌用 力敲击 ，以免 影响车 床主轴 的精度 ，必须 先将夹 爪、压 板或顶 针略微 松
开，再进行有步骤的校正。 工具和车刀的安放
磨料摩擦的影响因素： ① 磨料在摩擦表面间所经历的距离。 ② 磨料与金属表面间的相互作用力。 ③ 零件硬度。 ④ 磨料硬度。 ⑤ 磨料颗粒的大小。
3．汽车技术状况变化的外观症状 （1）汽车动力性变差。如接近大修里程的汽车的加速
时间将增加25~35％，发动机的有效功率和有效 扭矩低于原设计规定的75％。 （2）汽车燃料消耗量和润滑油耗量显著增加。
（3）汽车制动性能变差。 （4）汽车操纵稳定性能变差。 （5）汽车排放和噪声超限。 （6）汽车在行驶中出现异响和异常振动，存在
（5）维修水平的影响。我国的大修发动机耐久性普遍 较差，在其主要影响因素中，维修水平低、维修设备 落后和维修质量差约占40％。
第二节 汽车零部件失效分析
一、汽车失效类型
按失效模式分类，汽车失效可分为磨损、疲劳断裂、变形、 腐蚀及老化等五类 １．磨损：包括磨料磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、 微动磨损。如汽缸工作表面“拉缸”，曲轴“抱轴”，齿轮 表面 和滚动轴承表面的麻点、凹坑等。 ２．疲劳断裂：含高应变低周期疲劳、低应力高周期疲劳、腐蚀 疲劳、热疲劳等。如：曲轴断裂、齿轮轮齿折断等。 ３．腐蚀：含化学腐蚀、电化学腐蚀、穴蚀，如湿式汽缸套外壁 麻点、孔穴等。 ４．变形：弹性变形、塑性变形，如曲轴的弯曲、扭曲，基础件 变形（汽缸体、变速器壳体、驱动桥壳）等。 ５．老化：龟裂、变硬。如橡胶轮胎、塑料器件的老化。
备下列三种基本机能： 车刀 1.冷硬性－在常温时的硬度，又名耐磨 性。
2.红硬性－在高温下还能保持切削所需 的硬度 。
3.韧性－能
承受振动和冲击负荷的机能。
高速钢(又名风钢、锋钢或白钢)
高速钢是一种含钨和铬较多的合金 钢。近 年来我 国试制 成功了 B202无 铬高速
钢、B201无钴特种高速钢，B212、B214无钴 超硬高 速钢及 B211、 B213低钴高 机能高 速钢。 节约了 价值昂 贵的稀 有金属 。高速 钢的机 能：硬 度较高 ，
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。 11.马鞍车床
马鞍车床在车头箱处的左端床身为下沉 状，能 够容纳 直径大 的零件 。车床 的外形 为两头 高，中 间低， 形似马 鞍，所 以称为 马鞍车 床。马 鞍车床 适
2）粘着磨损：当金属表面的油膜被破坏，摩擦表面间
直接接触而发生粘着作用，使一个零件表面的金属 转移到另一个零件表面引起的磨损称为粘着磨损， 它主要是由于金属表面负荷大，温度高而引起的。 粘着磨损的作用机理： 由于零件间的微观不平→实际接触面积小→接触处承受 很大的静压力即凸起点的切向冲击力→接触点的油膜、 氧化膜被破坏，纯金属直接接触→产生一定的弹性变形 和塑性变形→零件间吸引力增强。 同时，摩擦所产生的局部高温也将导致接触点处发生组 织变化、软化甚至熔化，引起粘附及熔合，在随后的运 动中，粘结点又将被从其薄弱部位撕开，使强度较小的 零件表面被撕去部分金属，并粘附到强度较大零件表面 上，从而造成了零件的粘着磨损。
位刀片的刀具。因此，对硬质合金可 转位刀 片的运 用是数 控机床 操纵者 必需了 解的内 容之一 。
选用机夹式可转位刀片，首先要了 解可转 位刀片 型
号表示规则。按国际尺度ISO 1832—1985，可转位刀片的代码表 示方法 是由10位字符 串组成 的，其 排列如 下在一 般情况 下，第8和9位 的代码 在有要 求
着引起交通事故或机械事故的隐患。 （7）汽车的可靠性变差，使汽车因故障停驶的
时间增加。
二、汽车失效规律
1．汽车技术状况变化的类型 可分为两大类：一类是变化过程具有确定的形式， 即逐进性；一类是变化过程没有确定的形式，即 突发性。
（1）渐进性 （2）突发性
三、汽车失效的主要原因 1．汽车零件的耗损 2．使用条件对汽车技术状况的影响
，刚性强、精度高、噪音低等特点。
12.仪表车床
仪表车床属于简单的卧式车床，一般来 说最大 工件加 工直径 在250mm以下 的机床 ，多属 于
仪表车床。仪表车床分为普通型、六 角型和 精整型 。这种 车床主 要由工 人手工 操作， 适用于 单件、 简单零 部件的 大批生 产。 编辑本段车刀
车刀是车床加工必不可少的部分。车刀 是由刀 头和刀 杆两部 门组成 。刀杆 一般是 碳素结 构钢制 成。刀 头是担 任切削 工作的 ，所使 用的材 料必需 具
（1）道路条件的影响。道路状况和断面形状等决定了 汽车及总成的工况（载荷和速度域、传递的扭 矩、曲轴转速、换档次数，以及道路不平所引起 的动载荷）从而决定汽车零部件和机构的磨损情 况，影响汽车的工作能力。
（2）运行条件的影响。主要指交通流量对汽车运行工 况的影响，如载货汽车在城市街道上速度较郊区 要降低50％以上，发动机曲轴转速反而升高35％ 左右；换档次数增加2～2．5倍。显然，这种工 况必然加速汽车技术状况的恶化进程。
二、汽车零件磨损
1．汽车零件的摩擦
（1）概念：两物体相对运动使其接触表面间产生运动阻力的现 象称为摩擦，该阻力称为摩擦力。
（2）种类：按零件表面润滑状态的不同，摩擦可分： 干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦四类。
1）干摩擦：摩擦表面间无任何润滑介质隔开时的摩擦称为 干摩擦。
2）液体摩擦：两摩擦表面被润滑油完全隔开时的摩擦称为 液体摩擦。
求，可转位刀片制成各种断屑槽槽形 。 编辑本段车床保养 装夹校正工件时的注意事项
在装夹工件前，必须先把碳在工件中的 砂泥等 杂质清 除掉免 杂质嵌 进拖板 滑动面 ，加剧 导软磨 损或“ 咬坏” 导轨。 在装夹及校正一些尺寸校大、形状复 杂而装 夹而积 又较小 的工件 时，应 预先在 工件下 面的车 床床面 上安放 一块木 制的床 盖板， 同时用 压板或 活络顶 针
粘着磨损的影响因素：
①材料特性的影响。脆性材料比塑性材料的抗粘性 能好。
②零件表面粗糙度的影响。光滑程度越高，磨损量 越小。
③润滑油的影响。要保证足够的润滑油，并保证润 滑油的粘度和工作温度，使配合零件表面不发生干 摩擦，零件表面的氧化膜不易被破坏。
④运动速度和单位面积上压力的影响。零件的运动 速度越高，摩擦热产生越多，负荷越大，摩擦力越 大，越易产生粘着磨损。
（3）运输条件的影响。城市公共汽车经常处于频繁起 步、加速、减速、制动和停车为主的典型的非稳 定工况下工作、如曲轴转速和润滑系油压不能与 载荷协调一致地变化，恶化了配合副的润滑条件 使零件的磨损较稳定工况大大加剧。
（4）气候条件的影响 1）环境温度的影响。图2-1-3表明有一个故障率最低 的环境气象温度。图2-1-4也表明有一个气缸磨损 最小的冷却液温度。 2）环境湿度和风速的影响。环境的湿度大，极易恶 化汽车的运行条件，加速零件的腐蚀。湿度低、 气候干操、道路灰尘多，也会恶化汽车零件的工 作环境，磨损增加。汽车静止不动，风速为10～ 12m/s时，汽车主要总成的润滑抽、专用液的冷却速 度较无风时加快1.5～2倍。
热处理的高速钢，又叫作白钢。
硬质合金 硬质合金由难熔材料的碳化钨、碳 化钛和 钴的粉 末，在 高压下 成形， 经1350－1560摄氏度 高温烧
结而成的。具有极高的硬度，常温下 可达HR A92， 仅次于 金刚石 ；红硬 性很好 ，在1000摄氏 度左右 仍能保 持良好 的切削 机能； 具有较 高使用 强度， 抗弯
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10.数控车床 数控机床是一种通过数字信息，控制机 床按给 定的运 动轨迹 ，进行 自动加 工的机 电一体 化的加 工装备 ，经过 半个世 纪的发 展，数 控机床 已是现 代
Hale Waihona Puke 制造业的重要标志之一，在中国制造 业中， 数控机 床的应 用也越 来越广 泛，是 一个企 业综合 实力的 体现。 数控车 床是数 字程序 控制车 床的简 称，它 集
汽车零件失效理论
第一节 汽车失效规律
一、汽车技术状况的变化
1．汽车技术状况的分类 表征汽车技术状况的参数分为两大类，一类是结构 参数，另一类是技术状况参数。结构参数是表征汽 车结构的各种特性的物理量，如几何尺寸、声学、 电学和热学的参数等。技术状况参数是评价汽车使 用性能的物理量和化学量，如发动机的输出功率、 扭矩、油耗、声响、排放限值和踏板自由行程等。
合加工径向尺寸大，轴向尺寸小的零 件，适 于车削 工件外 圆、内 孔、端 面、切 槽和公 制、英 制、模 数、经 节螺纹 ，还可 进行钻 孔、镗 孔、铰 孔等工 艺
，特别适于单件、成批生产企业使用 。马鞍 车床在 马鞍槽 内可加 工较大 直径工 件。机 床导轨 经淬硬 并精磨 ，操作 方便可 靠。车 床具有 功率大 、转速 高
强度高达100-170公斤每立方毫米；但 性脆、 韧性差 、怕振 ；这些 缺点， 可通过 刃磨公 道的角 度予以 克服。 因此， 硬质合 金被广 泛应用 车刀