精密机械设计基础2-4.ppt

1、第五节第五节 表面精饰表面精饰镀铬扳手镀铬扳手第五节第五节 表面精饰表面精饰世界上首台镀铬宝马世界上首台镀铬宝马M3镀镍铜球阀镀镍铜球阀第五节第五节 表面精饰表面精饰钢芯镀镍第四套人民币钢芯镀镍第四套人民币1元硬币元硬币镀锌钢板镀锌钢板第五节第五节 表面精饰表面精饰镀镉游泳眼镜镀镉游泳眼镜第五节第五节 表面精饰表面精饰镀银工艺品镀银工艺品第五节第五节 表面精饰表面精饰镀银奔驰镀银奔驰SLS AMG化学处理化学处理：氧化和磷化：氧化和磷化 氧化氧化是在零件表面上形成氧化膜的工艺过程；是在零件表面上形成氧化膜的工艺过程；磷化磷化是在零件表面上生成在大气中稳定的磷酸是在零件表面上生成在大气中稳定的磷

2、酸盐膜。盐膜。第五节第五节 表面精饰表面精饰1、黑色金属的氧化和磷化、黑色金属的氧化和磷化黑色金属的氧化膜很薄，厚度约黑色金属的氧化膜很薄，厚度约1.5m，不影响零件的尺寸精度。不影响零件的尺寸精度。保护能力差，仅适用于仪器内部的零件。保护能力差，仅适用于仪器内部的零件。鱼尾钉（发蓝处理）鱼尾钉（发蓝处理）第五节第五节 表面精饰表面精饰2、铝及铝合金的阳极氧化、铝及铝合金的阳极氧化用于保护和装饰性覆盖层，在大气条件下极为稳定，用于保护和装饰性覆盖层，在大气条件下极为稳定，与基体金属结合牢固，耐热性好，膜层较硬且耐磨，是与基体金属结合牢固，耐热性好，膜层较硬且耐磨，是涂漆的良好底层。经钝化处理后

3、，可提高化学稳定性。涂漆的良好底层。经钝化处理后，可提高化学稳定性。不能用于镶有钢、铜及铜合金的铝及铝合金零件上。不能用于镶有钢、铜及铜合金的铝及铝合金零件上。铝合金（阳极氧化）铝合金（阳极氧化）第五节第五节 表面精饰表面精饰3 3、铜及铜合金氧化、铜及铜合金氧化 膜层为黑色，与基体金属结合牢固，但耐磨性和膜层为黑色，与基体金属结合牢固，但耐磨性和防腐能力不强，在大气条件下容易变色。防腐能力不强，在大气条件下容易变色。黄铜用氨溶液氧化后能获得良好的氧化膜层，但黄铜用氨溶液氧化后能获得良好的氧化膜层，但膜层薄、稳定性差。由于其表面不易附着灰尘，因膜层薄、稳定性差。由于其表面不易附着灰尘，因此适用

4、于与光学零件接触的零件及形状复杂的零件。此适用于与光学零件接触的零件及形状复杂的零件。电解氧化的膜层较厚，稳定性强，但易附着灰尘，电解氧化的膜层较厚，稳定性强，但易附着灰尘，故不宜用于与光学零件接触的零件。故不宜用于与光学零件接触的零件。第五节第五节 表面精饰表面精饰三、涂漆三、涂漆 涂漆是在金属制品的表面上刷以清漆或瓷漆的涂漆是在金属制品的表面上刷以清漆或瓷漆的薄膜，使制品表面与外界环境中的有害物质隔离，薄膜，使制品表面与外界环境中的有害物质隔离，从而对制品起保护和装饰作用。从而对制品起保护和装饰作用。产生消光或绝缘作用。产生消光或绝缘作用。第五节第五节 表面精饰表面精饰第六节第六节 精密仪

5、器材料选用原则精密仪器材料选用原则 使用要求使用要求必要的性能条件，首选条件必要的性能条件，首选条件 主要指零件在使用状态下应具有的主要指零件在使用状态下应具有的力学性能力学性能、物物理性能理性能和和化学性能化学性能。选用材料的一般原则：选用材料的一般原则：1 1）若零件的尺寸取决于强度，且尺寸和质量又受到某）若零件的尺寸取决于强度，且尺寸和质量又受到某些限制时，应选用强度较高的材料。些限制时，应选用强度较高的材料。2 2）若零件的尺寸取决于刚度，则应选用大弹性模量材）若零件的尺寸取决于刚度，则应选用大弹性模量材料。截面积相同时，改变其形状可改变其刚度。料。截面积相同时，改变其形状可改变其刚度

6、。3 3）若零件的尺寸取决于接触强度，应选用表面强化处）若零件的尺寸取决于接触强度，应选用表面强化处理的材料。理的材料。4 4）滑动摩擦下工作宜选减摩性能好材料。高温工作下）滑动摩擦下工作宜选减摩性能好材料。高温工作下宜选耐热材料。腐蚀介质中工作宜选耐腐蚀材料。宜选耐热材料。腐蚀介质中工作宜选耐腐蚀材料。工艺要求工艺要求第二要求第二要求 金属材料金属材料铸造性能、锻造性能、焊接铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能、热处理工艺性能性能、切削加工性能、热处理工艺性能 经济要求经济要求 材料本身费用、加工费用、环境费用、材料本身费用、加工费用、环境费用、能源消耗费用等。能源消耗费用等。第六节第

7、六节 精密仪器材料选用原则精密仪器材料选用原则 齿轮类零件齿轮类零件 传递功率和调节速度，工作时周期性承传递功率和调节速度，工作时周期性承受弯曲应力和接触应力，啮合齿面有强烈摩擦，在换受弯曲应力和接触应力，啮合齿面有强烈摩擦，在换挡、启动或啮合不均匀时承受冲击力等。故齿轮材料挡、启动或啮合不均匀时承受冲击力等。故齿轮材料要求较高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面较高要求较高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面较高的硬度和耐磨性，齿心足够的强度和韧性。的硬度和耐磨性，齿心足够的强度和韧性。齿轮毛坯常用钢锻制，常用调质钢和渗碳钢。齿轮毛坯常用钢锻制，常用调质钢和渗碳钢。第六节第六节 精密仪器材料选用

8、原则精密仪器材料选用原则 1）调质钢调质钢 耐磨性要求较高、冲击韧性要求一般的耐磨性要求较高、冲击韧性要求一般的硬齿面（硬齿面（40HRC40HRC）齿轮，常用）齿轮，常用4545、40Cr40Cr、42SiMn42SiMn等钢，等钢，调质处理后表面高频淬火，再回火；齿面硬度要求调质处理后表面高频淬火，再回火；齿面硬度要求不高的软齿面（不高的软齿面（350HBS350HBS）齿轮，一般低速、低载荷）齿轮，一般低速、低载荷下工作，常用下工作，常用40Cr40Cr、40MnVb40MnVb、35SiMn35SiMn等钢，调质或正等钢，调质或正火处理后使用。火处理后使用。2）渗碳钢渗碳钢 高速、重载

9、、冲击比较大的硬齿面高速、重载、冲击比较大的硬齿面（55HRC55HRC）齿轮，常用）齿轮，常用20CrMnTi20CrMnTi、20Cr20Cr等，渗碳、淬等，渗碳、淬火和低温回火（表硬心软耐冲击）后使用。火和低温回火（表硬心软耐冲击）后使用。第六节第六节 精密仪器材料选用原则精密仪器材料选用原则 轴类零件轴类零件 如丝杠、凸轮轴和变速轴等，支承传动如丝杠、凸轮轴和变速轴等，支承传动零件并传递运动、动力和承受各种载荷。零件并传递运动、动力和承受各种载荷。工作条件工作条件：载荷大小，转速高低，轴承类型、材料：载荷大小，转速高低，轴承类型、材料及性质，公差等级，有无冲击载荷。及性质，公差等级，有

10、无冲击载荷。第六节第六节 精密仪器材料选用原则精密仪器材料选用原则 1）比较重要或承载较大的轴，常用优质中碳钢）比较重要或承载较大的轴，常用优质中碳钢40、45、50等，进行调质或正火处理。等，进行调质或正火处理。2）不重要或承载不大的轴，常用）不重要或承载不大的轴，常用Q235或或Q275。3）承载较大而无大冲击的重要轴，可用）承载较大而无大冲击的重要轴，可用35SiMn、40Cr、40MnB等合金钢进行调质处理。等合金钢进行调质处理。4）强度和韧性均要求较高、表面要求耐磨的轴，可）强度和韧性均要求较高、表面要求耐磨的轴，可用用20Cr、20CrMnTi进行渗碳、淬火、回火处理，进行渗碳、淬

11、火、回火处理，达到表面硬度达到表面硬度5062HRC。5）性状复杂的轴，可用球墨铸铁进行铸造。）性状复杂的轴，可用球墨铸铁进行铸造。第六节第六节 精密仪器材料选用原则精密仪器材料选用原则 壳体类零件壳体类零件 仪器的支架、箱体和外壳等，常占半仪器的支架、箱体和外壳等，常占半数或以上的用材量；板壁薄、结构复杂，多承受较数或以上的用材量；板壁薄、结构复杂，多承受较大压力或交变拉压应力，一般用铸造方法生产；为大压力或交变拉压应力，一般用铸造方法生产；为防止变形过量失效，多选用弹性模量较大的材料。防止变形过量失效，多选用弹性模量较大的材料。1）对于受冲击力不大，且主要承受静压力的箱体）对于受冲击力不大

12、，且主要承受静压力的箱体可用灰铸铁（弹性模量高，价廉，铸造工艺性能好，可用灰铸铁（弹性模量高，价廉，铸造工艺性能好，吸振、抗磨、自润滑等，应用广泛）；吸振、抗磨、自润滑等，应用广泛）；2）若受力较小，要求自重轻或导热良好，允许成）若受力较小，要求自重轻或导热良好，允许成本本，可选用铝合金；，可选用铝合金；3）若要求重量轻、承载小、防腐蚀、美观大方、）若要求重量轻、承载小、防腐蚀、美观大方、绝缘绝热，可用工程塑料。绝缘绝热，可用工程塑料。第六节第六节 精密仪器材料选用原则精密仪器材料选用原则 常用工具常用工具 1）锉刀）锉刀 钳工工具，要求高硬度（刃部钳工工具，要求高硬度（刃部6467HRC）和耐磨性，常用）和耐磨性，常用T12钢制作；钢制作；2）刀具）刀具 金属切削加工主要工具，要求高金属切削加工主要工具，要求高硬度、高耐磨性和热硬性，硬度应硬度、高耐磨性和热硬性，硬度应62HRC以以上，故多用合金工具钢，如上，故多用合金工具钢，如W18Cr4V、CrWMn、9SiCr等，淬火加回火处理；等，淬火加回火处理；第六节第六节 精密仪器材料选用原则精密仪器材料选用原则