有限元分析

有限元分析(FEA,Finite Element Analysis)利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素,即单元,就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。
有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成,对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解,然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件),从而得到问题的解。这个解不是准确解,而是近似解,因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解,而有限元不仅计算精度高,而且能适应各种复杂形状,因而成为行之有效的工程分析手段。

有限元是那些集合在一起能够表示实际连续域的离散单元。有限元的概念早在几个世纪前就已产生并得到了应用,例如用多边形(有限个直线单元)逼近圆来求得圆的周长,但作为一种方法而被提出,则是最近的事。有限元法最初被称为矩阵近似方法,应用于航空器的结构强度计算,并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。经过短短数十年的努力,随着计算机技术的快速发展和普及,有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域,成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。

发展趋势

纵观当今国际上CAE软件的发展情况,可以看出有限元分析方法的一些发展趋势:
1、与CAD软件的无缝集成
当今有限元分析软件的一个发展趋势是与通用CAD软件的集成使用,即在用CAD软件完成部件和零件的造型设计后,能直接将模型传送到CAE软件中进行有限元网格划分并进行分析计算,如果分析的结果不满足设计要求则重新进行设计和分析,直到满意为止,从而极大地提高了设计水平和效率。为了满足工程师快捷地解 决复杂工程问题的要求,许多商业化有限元分析软件都开发了和著名的CAD软件(例如Pro/ENGINEER、Unigraphics、 SolidEdge、SolidWorks、IDEAS、Bentley和AutoCAD等)的接口。有些CAE软件为了实现和CAD软件的无缝集成而采 用了CAD的建模技术,如ADINA软件由于采用了基于Parasolid内核的实体建模技术,能和以Parasolid为核心的CAD软件(如 Unigraphics、SolidEdge、SolidWorks)实现真正无缝的双向数据交换。
2、更为强大的网格处理能力
有限元法求解问题的基本过程主要包括:分析对象的离散化、有限元求解、计算结果的后处理三部分。由于结构离散后的网格质量直接影响到求解时间及求解结果的 正确性与否,各软件开发商都加大了其在网格处理方面的投入,使网格生成的质量和效率都有了很大的提高,但在有些方面却一直没有得到改进,如对三维实 体模型进行自动六面体网格划分和根据求解结果对模型进行自适应网格划分,除了个别商业软件做得较好外,大多数分析软件仍然没有此功能。自动六面体网格划分 是指对三维实体模型程序能自动的划分出六面体网格单元,大多数软件都能采用映射、拖拉、扫略等功能生成六面体单元,但这些功能都只能对简单规则模型适 用,对于复杂的三维模型则只能采用自动四面体网格划分技术生成四面体单元。对于四面体单元,如果不使用中间节点,在很多问题中将会产生不正确的结果,如果 使用中间节点将会引起求解时间、收敛速度等方面的一系列问题,因此人们迫切的希望自动六面体网格功能的出现。自适应性网格划分是指在现有网格基础上,根据 有限元计算结果估计计算误差、重新划分网格和再计算的一个循环过程。对于许多工程实际问题,在整个求解过程中,模型的某些区域将会产生很大的应变,引起单 元畸变,从而导致求解不能进行下去或求解结果不正确,因此必须进行网格自动重划分。自适应网格往往是许多工程问题如裂纹扩展、薄板成形等大应变分析的必要 条件。
3、由求解线性问题发展到求解非线性问题
随着科学技术的发展,线性理论已经远远不能满足设计的要求,许多工程问题如材料的破坏与失效、裂纹扩展等仅靠线性理论根本不能解决,必须进行非线性分析求 解,例如薄板成形就要求同时考虑结构的大位移、大应变(几何非线性)和塑性(材料非线性);而对塑料、橡胶、陶瓷、混凝土及岩土等材料进行分析或需考虑材 料的塑性、蠕变效应时则必须考虑材料非线性。众所周知,非线性问题的求解是很复杂的,它不仅涉及到很多专门的数学问题,还必须掌握一定的理论知识和求解技 巧,学习起来也较为困难。为此国外一些公司花费了大量的人力和物力开发非线性求解分析软件,如ADINA、ABAQUS等。它们的共同特点是具有高效的非 线性求解器、丰富而实用的非线性材料库,ADINA还同时具有隐式和显式两种时间积分方法。
4、由单一结构场求解发展到耦合场问题的求解
有限元分析方法最早应用于航空航天领域,主要用来求解线性结构问题,实践证明这是一种非常有效的数值分析方法。而且从理论上也已经证明,只要用于离散求解 对象的单元足够小,所得的解就可足够逼近于精确值。用于求解结构线性问题的有限元方法和软件已经比较成熟,发展方向是结构非线性、流体动力学和耦合场 问题的求解。例如由于摩擦接触而产生的热问题,金属成形时由于塑性功而产生的热问题,需要结构场和温度场的有限元分析结果交叉迭代求解,即”热力耦合”的 问题。当流体在弯管中流动时,流体压力会使弯管产生变形,而管的变形又反过来影响到流体的流动……这就需要对结构场和流场的有限元分析结果交叉迭代求解, 即所谓”流固耦合”的问题。由于有限元的应用越来越深入,人们关注的问题越来越复杂,耦合场的求解必定成为CAE软件的发展方向。
5、程序面向用户的开放性
随着商业化的提高,各软件开发商为了扩大自己的市场份额,满足用户的需求,在软件的功能、易用性等方面花费了大量的投资,但由于用户的要求千差万别,不管 他们怎样努力也不可能满足所有用户的要求,因此必须给用户一个开放的环境,允许用户根据自己的实际情况对软件进行扩充,包括用户自定义单元特性、用户自定 义材料本构(结构本构、热本构、流体本构)、用户自定义流场边界条件、用户自定义结构断裂判据和裂纹扩展规律等等。

关注有限元的理论发展,采用最先进的算法技术,扩充软件的性能,提高软件性能以满足用户不断增长的需求,是CAE软件开发商的主攻目标,也是其产品持续占有市场,求得生存和发展的根本之道。

来源:百度百科

逆向工程设计

逆向工程设计是相对于正向工程而言的。一般的产品设计是根据产品的用途和功能,先有构想,再通过计算机辅助设计成图纸,通过加工制造而最后成型定产的。而通常我们所说的逆向工程是根据现有的产品。并把现有的产品实物通过激光扫描和点采集等手段,获取产品的三维数据和空间几何形状,把获取的数据通过计算机专业设计软件设计成图纸,用于生产制造的过程。也有的通过制造模型的方法,而作为逆向的样板,也属于逆向工程设计的范围。逆向工程设计不是简单的复制和模仿。而是运用相关手段对产品进行分析再设计等创新处理。从而使产品表现出更加优良的性能。缩短新产品的开发周期,提高设计开发效率。

 

逆向工程设计软件

逆向工程是在计算机辅助设计中完成的,所以必须用到计算机专业设计软件。目前使用较广泛的逆向工程软件有:

Pro/ENGINEER:

PRO/Engineer操作软件是美国参数技术公司(PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称,是参数化技术的最早应用者,在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位,Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一,特别是在国内产品设计领域占据重要位置。

USER GUIDE

user guide简称UG。这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统,它功能强大,可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站,但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长,在PC上的应用取得了迅猛的增长,目前已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。

CATIA

CATIA是法国达索公司的产品开发旗舰解决方案。作为PLM协同解决方案的一个重要组成部分,它可以帮助制造厂商设计他们未来的产品,并支持从项目前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程。广泛应用于航空航天,汽车工业,造船工业,厂房设计和加工装配等领域。

SolidWorks

SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统。涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品领域。

逆向工程设计过程

三维扫描

主要用于对物体空问外形和结构进行扫描,以获得物体表面的空间坐标。它的重要意义在于能够将实物的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号,为实物数字化提供了相当方便快捷的手段。三维扫描技术根据测量探头是否和零件表面接触,其测量方式可分两类。(1)接触式测量:根据测头的不同,可分为触发式和连续式。(2)非接触式测量:据原理的不同,可分为三角形法、结构光法、计算机视觉法、激光干涉法、激光衍射法、CT测量法、MRI测量法、超声波法和层析法等。

数据处理

扫描得到的产品外型数据会不可避免地引人数据误差,所以要对原始点云数据进行预处理,通常要经过以下步骤:
(1)去掉噪音点;
(2)数据插补;
(3)数据平滑;
(4)数据光顺;
(4)点云的重定位整合。
得到产品的数据后,以逆向工程软件进行点数据的处理,经过分门别类、群组分隔、点线面与实体误差的比对后,再重新建构曲面模型,产生CAD数据、进行NC加工或RP制作。由三维扫描仪所得到的点云数据来建立曲面,在建立曲面的过程中应配合所测得的数据点数目及精度来决定曲面重建所使用的方法。

产品的逆向分析

包括两个方面的内容:面向对象整体系统的宏观分析和而向对象组成部分个体系统的详细分析。
宏观分析
对逆向产品的系统功能从概念上概括为能量、物料、信息与环境四个基本方面。能量分析目的是初步确定可行的能量方案。分析原产品采用的能量方式动力源,能否用其他能量方式替代,载荷特点、动静平衡等问题的解决方式等。物料分析是初步确定零部件的形状、材料、性态。了解其有无特殊要求,如阻燃、隔热、防水、轻质等。信息分析的口的是确定系统中有关信息的测取、传递、处理、采用、控制方案及有关技术等。环境分析包括设备本身运行所需的环境因素的确定,如温度、湿度、防尘、防爆、防磁等要求;还有产品系统对坏境的影响限制,如粉尘、污物、污水、污气、噪声等。
详细分析
(I)反求产品设计思想,是明确二次设计要求的关键。抓住了产品的设计思想,就找准了原设计的根本,有利于寻求关键技术。在此基础上,才能确立自己的创新设计思想。
(2)原理方案分析。探索原设计的工作原理和机构组成特点,同时进一步研究实现同样功能的新的原理解法是实现产品技术创新的重要步骤。原理方案分析围绕执行系统的特点,对从动力源、传动系统、测量系统、控制系统等方面逐项分析。并了解各路间的联系和接日。查证原产品是否存在不尽人意的问题或矛盾。
(3)结构分析。结构方式不同,对功能的保证措施也不同,随之带来的是产品特点也不同;结构分析的同时要考虑提高性能、降低成本、提高安全可靠性等方面是否有改革创新的空间。
(4)材料分析。探求原设计零件材料的化学成分、结构和表面处理情况,测定材料的各种物理性能和主要的力学性能,确定材料牌号及热处理方式必要时选择适用的替代材料。
(5)形体尺寸分析。在能够获得原产品实体或图纸的情况下,可以直接测量分析零部件形体尺寸,并用图纸表达;对于只能获得原产品图像的情况,则可通过透视法求得尺寸之间的比例,再按参照物反求原物尺寸。
(6)外型分析。造型设计和分析的基本原则是实用、经济、美观和人性化,但首先要保证功能要求工艺和精度分析。分析产品的加上过程和关键工艺,在此基础上选择合理上艺参数,确定新产品的制造工艺方法;对尺寸精度、配合精度、形位精度、表面粗糙度等进行深人分析。
(7)工作性能分析和其它’对产品的主要工作性能如强度、刚度、精度、寿命、安全等要进行试验测定,掌握其设计要求和设计规范,还要考虑产品的使用、维护、包装技术等。

三维模型构建

在原始产品分析的基础上运用逆向工程软件进行产品的三维建模。

本词条简述的主要是工业产品包括航空航天,汽车制造和机械加工方面的产品逆向和建模。

来源:百度百科

轴结构设计和强度校核

一、轴的分类

按承受的载荷不同, 轴可分为:

转轴——工作时既承受弯矩又承受扭矩的轴。如减速器中的轴虚拟现实

心轴——工作时仅承受弯矩的轴。按工作时轴是否转动,心轴又可分为:

转动心轴——工作时轴承受弯矩,且轴转动。如火车轮轴

固定心轴——工作时轴承受弯矩,且轴固定。如自行车轴虚拟现实

传动轴——工作时仅承受扭矩的轴。如汽车变速箱至后桥的传动轴

未完看评论区文件。

机械零件加工技术要求汇总

机械零件加工技术要求汇总

零件的轮廓处理:
1、未注形状公差应符合GB1184-80的要求。
2、未注长度尺寸允许偏差±0.5mm。

3、未注圆角半径R5。
4、未注倒角均为C2。
5、锐角倒钝。
6、锐边倒钝,去除毛刺飞边。

零件表面处理:

1、零件加工表面上,不应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷。
2、加工的螺纹表面不允许有黑皮、磕碰、乱扣和毛刺等缺陷。

所有需要进行涂装的钢铁制件表面在涂漆前,必须将铁锈、氧化皮、油脂、灰尘、泥土、盐和污物等除去。
3、除锈前,先用有机溶剂、碱液、乳化剂、蒸汽等除去钢铁制件表面的油脂、污垢。
4、经喷丸或手工除锈的待涂表面与涂底漆的时间间隔不得多于6h。
5、铆接件相互接触的表面,在连接前必须涂厚度为30~40μm防锈漆。搭接边缘应用油漆、腻子或粘接剂封闭。由于加工或焊接损坏的底漆,要重新涂装。

零件的热处理:

1、经调质处理,HRC50~55。
2、中碳钢:45 或40Cr 零件进行高频淬火,350~370℃回火,HRC40~45。
3、渗碳深度0.3mm。
4、进行高温时效处理。

 

精加工后技术要求

1、精加工后的零件摆放时不得直接放在地面上,应采取必要的支撑、保护措施。2、加工面不允许有锈蛀和影响性能、寿命或外观的磕碰、划伤等缺陷。
3、滚压精加工的表面,滚压后不得有脱皮现象。
4、最终工序热处理后的零件,表面不应有氧化皮。经过精加工的配合面、齿面不应有退火

 

零件的密封处理:

1、各密封件装配前必须浸透油。

2、组装前严格检查并清除零件加工时残留的锐角、毛刺和异物。保证密封件装入时不被擦伤。

3、粘接后应清除流出的多余粘接剂。
齿轮技术要求:

1、齿轮装配后,齿面的接触斑点和侧隙应符合GB10095和GB11365的规定。

2、齿轮(蜗轮)基准端面与轴肩(或定位套端面)应贴合,用0.05mm塞尺检查不入。并应保证齿轮基准端面与轴线的垂直度要求。
3、齿轮箱与盖的结合面应接触良好。

轴承技术要求:

1、装配滚动轴承允许采用机油加热进行热装,油的温度不得超过100℃。

2、轴承外圈与开式轴承座及轴承盖的半圆孔不准有卡住现象。
3、轴承外圈与开式轴承座及轴承盖的半圆孔应接触良好,用涂色检查时,与轴承座在对称于中心线120°、与轴承盖在对称于中心线90°的范围内应均匀接触。在上述范围内用塞尺检查时,0.03mm的塞尺不得塞入外圈宽度的1/3。
4、轴承外圈装配后与定位端轴承盖端面应接触均匀。
5、滚动轴承装好后用手转动应灵活、平稳。
6、上下轴瓦的结合面要紧密贴和,用0.05mm塞尺检查不入。
7、用定位销固定轴瓦时,应在保证瓦口面和端面与相关轴承孔的开合面和端面包持平齐状态下钻铰、配销。销打入后不得松动。
8、球面轴承的轴承体与轴承座应均匀接触,用涂色法检查,其接触不应小于70%。
9、合金轴承衬表面成黄色时不准使用,在规定的接触角内不准有离核现象,在接触角外的离核面积不得大于非接触区总面积的10%。

螺钉、螺栓和螺母技术要求:

1、螺钉、螺栓和螺母紧固时,严禁打击或使用不合适的旋具和扳手。紧固后螺钉槽、螺母和螺钉、螺栓头部不得损坏。
2、规定拧紧力矩要求的紧固件,必须采用力矩扳手,并按规定的拧紧力矩紧固。
3、同一零件用多件螺钉(螺栓)紧固时,各螺钉(螺栓)需交叉、对称、逐步、均匀拧紧。
4、平键与轴上键槽两侧面应均匀接触,其配合面不得有间隙。

补焊技术要求:

1、补焊前必须将缺陷彻底清除,坡口面应修的平整圆滑,不得有尖角存在。
2、根据铸钢件缺陷情况,对补焊区缺陷可采用铲挖、磨削,炭弧气刨、气割或机械加工等方法清除。
3、补焊区及坡口周围20mm以内的粘砂、油、水、锈等脏物必须彻底清理。
4、在补焊的全过程中,铸钢件预热区的温度不得低于350°C。
5、在条件允许的情况下,尽可能在水平位置施焊。
6、补焊时,焊条不应做过大的横向摆动。
7、铸钢件表面堆焊接时,焊道间的重叠量不得小于焊道宽度的1/3。

 

铸件技术要求:

1、铸件公差带对称于毛坯铸件基本尺寸配置。

2、铸件表面上不允许有冷隔、裂纹、缩孔和穿透性缺陷及严重的残缺类缺陷(如欠铸、机械损伤等)。
3、铸件应清理干净,不得有毛刺、飞边,非加工表明上的浇冒口应清理与铸件表面齐平。
4、铸件非加工表面上的铸字和标志应清晰可辨,位置和字体应符合图样要求。
5、铸件非加工表面的粗糙度,砂型铸造R,不大于50μm。
6、铸件应清除浇冒口、飞刺等。非加工表面上的浇冒口残留量要铲平、磨光,达到表面质量要求。
7、铸件上的型砂、芯砂和芯骨应清除干净。
8、铸件有倾斜的部位、其尺寸公差带应沿倾斜面对称配置。
9、铸件上的型砂、芯砂、芯骨、多肉、粘沙等应铲磨平整,清理干净。
10、对错型、凸台铸偏等应予以修正,达到圆滑过渡,一保证外观质量。
11、铸件非加工表面的皱褶,深度小于2mm,间距应大于100mm。
12、机器产品铸件的非加工表面均需喷丸处理或滚筒处理,达到清洁度Sa2 1/2级的要求。
13、铸件必须进行水韧处理。
14、铸件表面应平整,浇口、毛刺、粘砂等应清除干净。
15、铸件不允许存在有损于使用的冷隔、裂纹、孔洞等铸造缺陷。

锻件技术要求:

1、每个钢锭的水口、冒口应有足够的切除量,一以保证锻件无缩孔和严重的偏折。

2、锻件应在有足够能力的锻压机上锻造成形,以保证锻件内部充分锻透。
3、锻件不允许有肉眼可见的裂纹、折叠和其他影响使用的外观缺陷。局部缺陷可以清除,但清理深度不得超过加工余量的75%,锻件非加工表面上的缺陷应清理干净并圆滑过渡。
4、锻件不允许存在白点、内部裂纹和残余缩孔。

装配技术要求:

1、装配液压系统时允许使用密封填料或密封胶,但应防止进入系统中。
2、进入装配的零件及部件(包括外购件、外协件),均必须具有检验部门的合格   证方能进行装配。
3、零件在装配前必须清理和清洗干净,不得有毛刺、飞边、氧化皮、锈蚀、切屑、油污、着色剂和灰尘等。
4、装配前应对零、部件的主要配合尺寸,特别是过盈配合尺寸及相关精度进行复查。
5、装配过程中零件不允许磕、碰、划伤和锈蚀。

6、圆锥销装配时应与孔应进行涂色检查,其接触率不应小于配合长度的60%,并应均匀分布。

7、花键装配同时接触的齿面数不少于2/3,接触率在键齿的长度和高度方向不得低于50%。
8、滑动配合的平键(或花键)装配后,相配件移动自如,不得有松紧不均现象。
9、装配前所有的管子应去除管端飞边、毛刺并倒角。用压缩空气或其他方法清楚管子内壁附着的杂物和浮锈。
10、装配前,所有钢管(包括预制成型管路)都要进行脱脂、酸洗、中和、水洗及防锈处理。
11、装配时对管夹、支座、法兰及接头等用螺纹连接固定部位要拧紧,防止松动。

热处理要求

热处理要求

 

  • 热处理零件分级
    • 热处理零件按重要程度分 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,Ⅲ级为特殊重要热处理零件;Ⅱ 级为重要

热处理零件;Ⅰ级为一般热处理零件。

  • 标注

Ⅱ、Ⅲ 级须注出,Ⅰ 级省略不注,标注方式为“Ⅱ(或Ⅲ)-”

例:有一特殊重要热处理零件,硬度为 HRC 58~64,标注为:Ⅲ-HRC 58~64

  • 热处理技术要求
    • 调质硬度
  1. 一般零件:HB 201~255,HB 229~302;
  2. 高强度调质零件:HB 255~303;
  3. 活塞杆:HB 241~285
    • 表面淬火
  4. 表面淬火硬度:HRC 48~55;HRC 45~52
  5. 表面淬火深度:按QJ/LG 03.3-82

渗碳淬火

  • 用20CrMnTi制作的齿轮
    • 渗碳层深
  1. 一般齿轮:0.8~1.2(为模数的15~20%);
  2. 螺旋锥齿轮:1.2~1.6
  • 淬火硬度
  1. 表面淬火HRC 58~64
  2. 芯部淬火HRC 33~45
    • 其它渗碳件
      • 渗碳层深
  1. 一般件:2~1.6;0.8~1.2;0.7~0.9;1.0~1.4
  2. 薄壁件:6~0.9
  3. 特薄零件:3~0.6
    • 淬火硬度
  4. 20CrMnTi制作的渗碳件:HRC58~64;
  5. 30Cr及08制作的渗碳件:HRC56~62
    • 整体淬火
      • 45号钢整体淬火及65Mn、60Si2Mn、弹簧钢硬度应为HRC42~48,需弹性处理的淬火硬度为:HRC45~50
      • 35号钢整体淬火硬度:HRC35~40\40~45
      • 40Cr钢整体淬火硬度:HRC48~55
      • GCr15制作的超越离合器凸轮:HRC60~65
    • 标注方式

3.1   热处理要求统一标注在技术要求中,局部热处理也可以标在图样中(标注方法见制图标准P188)

  • 标注格式
    • 调质标注为    热处理:调质HB×××~×××
    • 表面淬火标注
  1. 全部表面淬火标注为 热处理: 表面淬火HRC××~××,深××~××;
  2. 只限齿面淬火标注为 热处理: 齿面淬火HRC××~××,深××~××;
  3. 只限某几个表面淬火标注为 热处理:××表面淬火HRC××~××,深××~××;
  4. 少数几个表面不淬火标注为 除××表面外,其余表面淬火HRC××~××,深××~××。
    • 渗碳淬火标注
  5. 只限齿面渗碳处理标注为     热处理:齿面渗碳淬火HRC××~××,渗碳层深××~××;
  6. 全部外表面渗碳处理标注为 热处理:表面渗碳淬火HRC××~××,渗碳层深××~××;
  7. 只限某几个表面渗碳处理标注为 热处理:××表面渗碳淬火HRC××~××,渗碳层深××~××;
  8. 少数几个表面不渗碳处理标注为热处理:除××表面外,其余表面渗碳淬火HRC××~××,渗碳层深××~××;
  • 渗氮的表注
    • 渗氮层深为:1~0.35;25~0.55;0.40~0.70
    • 硬度及标注方法与渗碳同

关于金属材料表面处理的几种方法

 

 

【紧固件的表面处理——电镀、热镀锌、机械镀及达克罗】

 

紧固件的表面处理,按照其产品的要求,有许多处理的方法和种类。按表面处理方法,譬如有:涂漆、电镀、化学镀、真空涂镀、浸镀、阳极氧化、化学被膜处理、化学抛光、电解抛光、镀覆、珩磨、喷砂硬化、涂层、气相沉积、渗碳、氮化、表面淬火等;按加工技术,有物理的、化学的、电加工的、机械的、冶金的等等。目前,常用的表面处理方法有以下四种,介绍如下:

一、   电  镀:

将接受电镀的部件浸于含有被沉积金属化合物的水溶液中,以电流通过镀液,使电镀金属析出并沉积在部件上。一般电镀有镀锌、铜、镍、铬、铜镍合金等,有时将染黑,磷化等也包括其中。电镀中易产生氢脆,对工件机械强度影响大。

二、热镀锌(H.D.G.):

通过将碳钢部件浸没温度约为510℃的熔化锌的镀槽内完成。其结果是钢件表面上的铁锌合金渐渐变成产品外表面上的钝化锌。但因热镀中因温度过高,钢材易产生高温退火不良影响。

三、机械镀(Mechanical plating):

机械镀是将活化剂、金属粉末、冲击介质(玻璃微珠)和一定量的水混合为浆料,与工件一起放入滚筒中,借助于滚筒转动产生的机械能作用,在活化剂及冲击介质(玻璃微珠)机械碰撞的共同作用下,常温下在铁基表面逐渐形成锌镀层的过程。

四、达克罗(dacromet):

1.锌铬膜(达克罗)防腐机理简述:

锌铬膜(达克罗)涂复工艺是一种全新的表面处理技术,又称达克罗、达克乐、达克锈、锌铬膜(达克罗)、达克曼等。在发达国家的汽车工业、土木建筑、电力、化工、海洋工程、家用电器、铁路、公路、桥梁、地铁、隧道、造船、军事工业等多种领域已得到极为广泛的应用。我国随着该技术的逐步推广,已在汽车、电力、锚链、公路、海洋工程等方面开始大量使用,并获得了极高的评价。锌铬膜(达克罗)液是一种水基处理液,金属件可以采用浸涂、喷刷或刷涂处理,然后送进加热炉炉固化,固化温度在300℃左右,经四十五分钟到一小时的烘烤,形成锌铬膜(达克罗),铬固化时,涂膜中的水份、有机类(纤维素)物质等挥发份在挥发的同时,依靠锌铬膜(达克罗)母液中的高价铬盐的氧化性,使电极电位负值较大的单质锌片、铝片浆与铁基体反应,形成Fe、Zn、Al的铬盐化合物无机涂层。由于膜层是与基体直接后应获得的,所以该防腐层极为致密,(用镀锌或浸锌方法获得的防腐层无法与之相比)该涂层在腐蚀环境下,会形成无数个原电池,即先腐蚀掉电位较负的Al、Zn盐类,直到它们被消耗后才有可能腐蚀至基体本身。

2、锌铬膜(达克罗)涂层特点:

锌铬膜(达克罗)涂层是由重叠在一起的独立锌片、铬酸聚合物单元组成。锌铬膜(达克罗)涂层中的铬酸聚合物层不含结晶水,因此在高温状态下的抗腐蚀能力也表现出极佳的品质。锌铬膜(达克罗)防腐膜的固化温度在300℃左右,所以工件即使长时间处于高温下,外观也不会变色,耐热腐蚀性极好。经试验,未纯化过的镀锌层,在盐雾试验时一般十小时腐蚀掉一微米;厚度为三微米的彩虹色纯化膜,经二百小时盐雾试验被蚀穿。锌铬膜(达克罗)涂层在经过了一百小时的盐雾试验后,才被腐蚀掉一微米。锌铬膜(达克罗)工艺比传统的表面镀锌处理工艺,使工件的耐蚀性提高了七至十倍。氢脆是传统镀锌工艺不能完全克服的弊病。由于工艺特点决定了锌铬膜(达克罗)在处理过程中不进行任何酸处理、也不存在电镀时的渗氢问题,加上涂层在高温下固化,所以从工艺上保证了锌铬膜(达克罗)涂层不会存在氢脆。这使它可以被应用在抗拉强度要求高的高强度零件的防腐的处理。作为绿色电镀工艺,锌铬膜(达克罗)工艺采用了闭路循环的方式,在前处理中:除下的油和粉尘用专门的设备收集处理;在涂复、固化时,不存在传统电镀工艺过程中产生的酸、碱、含铬等重金属的污水问题,产生的仅仅是从涂层中蒸发出来的水汽,经测定,不含国家规定控制的有害物质。锌铬膜(达克罗)涂层呈亚光银灰色,可以在上面进行再涂装。这一点,满足了那些对外观质量要求较高的工件的涂复要求,例?缱孕谐瞪系慕艄碳旱龋谕扛戳诵扛跄ぃù锟寺蓿┩坎愫螅剐肷弦徊闵瞎馄帷P扛跄ぃù锟寺蓿┮耗苌胂肝⒌目障洞Γ缂负涡巫锤丛拥拿た椎龋纳感院芎谩S盟砉牡桑懿己玫哪透坎恪K坏梢源硖捌浜辖穑箍梢源砬峤鹗簦恋龋┘捌浜辖穑视糜诟痔⒅⒙林屎辖鸬攘悴考谋砻娣栏怼?SPAN lang=EN-US>

3、问题的提出及解决

涂覆过锌铬膜(达克罗)涂层的工件,从理论上讲其耐蚀性要比电镀锌好,但在实际应用中发现,部分紧固件在使用不久发现出现点蚀,仔细分析了工件的制作过程,没发现明显的不足之处,经过对大量出现问题的工件的统计分析,发现出现锈点的位置绝大部分在工件的尖角处,但并不是所有的尖角处均会出现锈点。经对比,结论是工件在运输过程中,由于振动和摩擦,尖角处的涂层最容易被破坏,这也解释了为什么未经运输的工件在作盐雾试验时,其尖角处的耐蚀性仍是很好。为了解决这一问题,主要还是从涂层的完整性方面去动脑筋。锌铬膜(达克罗)涂层本身的强度并不高,硬度只有1H,为保持涂层的完整性,一则可以在改变涂层的配方,增加塑性,这点对于一般的用户是无法做到的,对于锌铬膜(达克罗)涂料供应商来讲,他轻易也不愿更改配方。另一方法是在锌铬膜(达克罗)涂层之上再加上一层保护涂层,用以维持涂层在运输过程中的完整性。

可采用的涂层不少,经过筛选,我们使用了水性防腐封闭剂,其优点是价格低廉,使用后增加成本不多。水性防腐封闭剂的母液,可按一比四的比例配制成工作液,每公斤涂液可涂覆十平方米左右的面积,并能提高涂层整体防腐性能。另一种可选用的锌铬膜(达克罗)涂层增强涂料是聚四氟乙烯,在工作涂覆了锌铬膜(达克罗)固化后再上一层聚四氟乙烯涂料,然后进炉在二百五十度下固化,其成本要比水性防腐封闭剂高,但涂覆了聚四氟乙烯的工件,其尖角处的防腐能力得到了很好的保证,圆满的解决了本问题。

 

 

 

 

圆跳动问题汇总

(一)圆跳动和全跳动的差别:

圆跳动:是指被测实际表面绕基准轴线作无轴向移动的回转时,在指定方向上指示器测得的最大读数差。
全跳动:是指被测实际表面绕基准轴线无轴向移动的回转,同时指示器作平行或垂直于基准轴线的移动,在整个过程中指示器测得的最大读数差。
圆度与圆跳动的区别,圆柱度与全跳动的区别
圆度是形状误差,只是表达一个表面形状。而跳动给这个形状规定了一个基准,即中心轴线。跳动小的一定圆,圆的跳动可能大。当偏离基准的时候圆的跳动也大。就这样。
圆柱度增加了一个轴向概念,成为一个空间问题。
圆度是任一正截面上半径差为某一数值的两个同心圆区域,它的实际尺寸不能走超出给定的尺寸公差范围,实效尺寸就是零件的最大实体尺寸,这就是通常所说的尺寸公差控制形状误差。而圆跳动是有基准轴线的,任一截面的圆表面位置在半径差为某一数值的两个同心圆里,且圆心在基准轴线上,而圆度的圆心是变化的。它的实效边界是零件最大实体尺寸加上跳动公差。
圆柱度是两个同心圆柱面,相当于圆度和直线度的组合。全跳动相当于在长度方向上所有圆跳动的组合。
在实际应用中往往采用相关原则中的最大实体原则来保证装配的互换性。

(二)圆跳动和全跳动的差别:
跳动的分类:可分为圆跳动和全跳动。
圆跳动:是指被测实际表面绕基准轴线作无轴向移动的回转时,在指定方向上指示器测得的最大读数差。
全跳动:是指被测实际表面绕基准轴线无轴向移动的回转,同时指示器作平行或垂直于基准轴线的移动,在整个过程中指示器测得的最大读数差。

圆度与圆跳动的区别,圆柱度与全跳动的区别
圆度是形状误差,只是表达一个表面形状。而跳动给这个形状规定了一个基准,即中心轴线。跳动小的一定圆,圆的跳动可能大。当偏离基准的时候圆的跳动也大。就这样。
圆柱度增加了一个轴向概念,成为一个空间问题。
圆度是任一正截面上半径差为某一数值的两个同心圆区域,它的实际尺寸不能走超出给定的尺寸公差范围,实效尺寸就是零件的最大实体尺寸,这就是通常所说的尺寸公差控制形状误差。而圆跳动是有基准轴线的,任一截面的圆表面位置在半径差为某一数值的两个同心圆里,且圆心在基准轴线上,而圆度的圆心是变化的。它的实效边界是零件最大实体尺寸加上跳动公差。
圆柱度是两个同心圆柱面,相当于圆度和直线度的组合。全跳动相当于在长度方向上所有圆跳动的组合。
在实际应用中往往采用相关原则中的最大实体原则来保证装配的互换性。
圆跳动:动分径向,端面和斜向三种。跳动的名称是和测量相联系的。测量时零件绕基准轴线回转。测量用指示表的测头接触被测要素。回转时指示表指针的跳动量就是圆跳动的数值。指示表测头指在圆柱面上为径向圆跳动,指在端面为端面圆跳动,垂直指向圆锥素线上为斜向圆跳动。
全跳动:全跳动公差是关联实际被测要素对其理想要素的允许变动量。当理想要素是以基准轴线为轴线的圆柱面时,称为径向全跳动;当理想要素是与基准轴线垂直的平面时,称为端面(轴向)全跳动。径向圆跳动只是在某一横剖面测量的跳动量,端面圆跳动只是在端面某一半径上测量的跳动量。径向全跳动在用指示表和被测圆柱面接触测量时,除工件要围绕基准轴线转动外,指示表还得相对于工件作轴向移动,以便在整个圆柱面上测出跳动量。端面全跳动在测量时,工件除要围绕基准轴线转动外,指示表还得相对于工件作垂直回转轴线的运动,以便在整个端面上测得跳动量。对同一零件,全跳动误差值总大于圆跳动误差值。

碳钢的分类、牌号及用途

碳钢的分类、牌号及用途

一、碳钢的分类

1、按碳的质量百分数分:

低碳钢(C:≤0.25%) 又称软钢,低碳钢易于接受各种加工如锻造,焊接和切削,常用于制造链条,铆钉,螺栓,轴等。

中碳钢(C:0.25%<C ≤ 0.6%)有镇静钢、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。除碳外还可含有少量锰(0.70%~1.20%)。按产品质量分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。热加工及切削性能良好,焊接性能较差。强度、硬度比低   碳钢高,而塑性和韧性低于低碳钢。可不经热处理,直接使用热轧材、冷拉材,亦可经热处理后使用。淬火、回火后的中碳钢具有良好的综合力学性能。能够达到的最高硬度约为HB538,抗拉强度σb为600~1100MPa。所以在中等强度水平的各种用途中,中碳钢得到最广泛的应用,除作为建筑材料外,还大量用于制造各种机械零件。

高碳钢(C:>0.6%)常称工具钢,含碳量从大于0.60%至1.70%,可以淬硬和回火。锤,撬棍等由含碳量0.75%的钢制造; 切削工具如钻头,丝攻,铰刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的钢制造。

含碳量越高,硬度、强度越大,但塑性降低

(另外,含碳量2.1%~4.5%铁碳合金一般称为铸铁。)

2、按钢的质量分(主要是杂质硫、磷的含量):

普通碳素钢(S ≤0.055%,P ≤0.045%)

优质碳素钢(S ≤0.040%,P ≤0.040%)

高级优质碳素钢(S ≤0.030%,P ≤0.035%)

3、按用途分:

碳素结构钢:主要用于桥梁、船舶、建筑构件、机器零件等

碳素工具钢:主要用于刀具、模具、量具等

二、碳钢的牌号与用途

1、普通碳素结构钢: 碳素结构钢按照钢材屈服强度分为5个牌号:Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 。每个牌号由于质量不同分为A、B、C、D等级,Q195、 Q215、 Q235塑性好,可轧制成钢板、钢筋、钢管等;Q255、 Q275可轧制成型钢、钢板等。

2、优质碳素结构钢:钢号以碳的平均质量万分数表示。如20#、45#等。 20#表示含C:0.20%(万分之20)。用途:主要用于制造各种机器零件

3、碳素工具钢:钢号以碳的平均质量千分数表示,并在前冠以T。如T9、T12等。 T9表示含C:0.9%(千分之9)。用途:主要用于制造各种刀具、量具、模具等

4、铸钢:铸钢牌号是在数字前冠以ZG,数字代表钢中平均质量分数(以万分数表示)。如ZG25,表示含C:0.25%。用途:主要用于制造形状复杂并需要一定强度、塑性和韧性的零件,如齿轮、联轴器等。