机械设计如何选择零件材料 机械零件设计基本要求

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机械设计如何选择零件材料 机械零件设计基本要求

    机械设计是一项复杂、细致和科学性很强的工作。随着科学技术的发展,设计方法也在不断地发展。近年来发展起来的“优化设计”、“可靠性设计”、“有限元设计”、“模块设计”、“计算机辅助设计”等现代设计方法已在机械设计中得到了推广与应用。机械零件设计是从机器的工作原理、承载能力、构造和维护等方面研究通用机械零件的设计问题,其中包括如何合理确定零件的形状和尺寸、如何合理选择零件的材料以及如何使零件具有良好的工艺性等。 
    机械零件设计中非常重要的一个环节是合理选择材料。合理选择材料能有效地提高零件的性能及质量,降低生产成本。下面简略介绍机械设计中机械零件常用材料选择方法,以及它们的选择原则。
    对机械零件设计的基本要求
    1) 在预定工作期限内正常、可靠地工作,保证机器的各种功能
    2) 要尽量降低零件的生产、制造成本
    3) 尽可能多的采用市场常见标准件。
    4) 对可能系列化的产品,尽可能的在开始设计的时候考虑零件的通用性,无法通用的也要尽可能的在结构上类似,以减少制造过程的工艺编排,夹具工装设计的工作量。
    机械零件材料选用的原则要考虑三个方面的要求
    1、使用要求(首要考虑):
    1)零件的工况(震动,冲击,高温,低温,高速,高载都应当慎重对待);
    2)对零件尺寸和质量的限制; 
    3)零件的重要程度。(对于整机可靠度的相对重要性)
    2、 工艺要求:
    1)毛坯制造(铸造,锻打,切板,切棒);
    2)机械加工;
    3)热处理 ;
    4)表面处理
    3、经济性要求:
    1)材料价格(普通圆钢与冷拉型材,精密铸造,精密锻造的毛坯成本与加工成本的对比,);
    2)加工批量和加工费用; 
    3)材料的利用率;(如板材,棒料,型材的规格,合理的加以利用)
    4)替代(尽量用廉价材料来代替价格相对昂贵的稀有材料,如在一些耐磨部位的套用球墨替代铜套,用含油轴承替代车削加工的一些套,速度负载不大的情况下,用尼龙替代钢件齿轮或者铜蜗轮等等)。另外,还要考虑当地材料的供应情况。
    机械设计的基本要求
    1) 对机器使用功能方面的要求要注意协调、平衡!防止木桶效应的出现
    2) 对机器经济性的要求
    设计经济性:在短的时间里投产上市,捞回开发期间的消耗,甚至边设计边制造
    使用经济性:要有最佳的性能价格比(产品在小批量做开始赚了,再来改的更好)
    机械零件设计标准化的好处
    (1)由专门化工厂大量生产标准件,能保证质量、节约材料、降低成本;
    (2)选用标准件可以简化设计工作,缩短产品的生产周期;
    (3)选用参数标准化的零件,在机械设计制造过程中可以减少刀具和量具的规格;
    (4)具有互换性,从而简化机器的安装和维修。

发布于 2022-09-27 22:27

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