Welche Faktoren sollten bei der Teileauswahl berücksichtigt werden?

Allgemeine Grundsätze zur Auswahl von Metallteilen:
Ob es sich nun um die Entwicklung neuer Produkte oder die Aktualisierung alter Produkte handelt, im Prozess der Konstruktion und Herstellung mechanischer Teile müssen die meisten Konstrukteure neben Standardteilen, die von den Konstrukteuren anhand des Handbuchs ausgewählt werden können, die wichtige Frage berücksichtigen, wie Materialien sinnvoll ausgewählt werden können. Die Praxis hat gezeigt, dass es viele Faktoren gibt, die die Qualität und die Produktionskosten von Produkten beeinflussen, wobei die Angemessenheit der Materialauswahl oft eine Schlüsselrolle spielt.
Wählen Sie beim allgemeinen Verfahren zur Konstruktion und Herstellung mechanischer Teile zunächst das Material entsprechend den Anforderungen der Arbeitsbedingungen der Teile aus und bestimmen Sie dann die Strukturform und -größe der Teile entsprechend den mechanischen Eigenschaften und Prozesseigenschaften der ausgewählten Materialien. Wenn mit der Herstellung von Teilen begonnen wird, sollte der Plan für die Verarbeitungstechnologie auch entsprechend den verwendeten Materialien formuliert werden. Wenn das ausgewählte Material beispielsweise Gusseisen ist, kann es nur durch Gießen hergestellt werden. Bei der Auswahl mechanischer Teile werden hauptsächlich die Arbeitsbedingungen der Teile, die Prozesseigenschaften der Materialien und die Kosten der Produkte berücksichtigt. Einige Grundprinzipien der Materialauswahl werden wie folgt beschrieben:
(1) Die ausgewählten Werkstoffe müssen den Anforderungen der Arbeitsbedingungen der Teile entsprechen
Die Arbeitsbedingungen der Teile sind unterschiedlich. Beispielsweise kann der Spannungszustand Zug, Druck, Biegung, Torsion, Scherung usw. sein; die Belastungseigenschaften können statisch, stoßartig oder wechselnd sein; die Arbeitstemperatur kann Raumtemperatur, hohe Temperatur oder niedrige Temperatur sein; die Umgebungsmedien können sauer, alkalisch, Seewasser und Schmiermittel sein. Aus den oben genannten Arbeitsbedingungen spiegeln der Spannungszustand und die Belastungseigenschaften die mechanischen Eigenschaften wider; die Arbeitstemperatur und die Umgebungsmedien gehören zur Nutzungsumgebung. Die mechanischen Eigenschaften der Materialien sind ebenfalls unterschiedlich. Beispielsweise sind die Streckgrenze, Festigkeitsgrenze, Dauerfestigkeit usw. Indikatoren, die die Festigkeit des Materials widerspiegeln; die Dehnung, Querschnittsschrumpfung usw. sind Indikatoren, die die Plastizität des Materials widerspiegeln; die Schlagzähigkeit, Bruchzähigkeit usw. sind Indikatoren, die die Zähigkeit des Materials widerspiegeln.
Da der grundlegende Ausgangspunkt der Materialauswahl darin besteht, die Festigkeitsanforderungen der Teile zu erfüllen, werden verschiedene Festigkeitsindikatoren normalerweise direkt für die Konstruktionsberechnung der Querschnittsabmessungen der Teile verwendet. δ, ψ, k, K10 usw. werden jedoch im Allgemeinen nicht direkt für Konstruktionsberechnungen verwendet. Um die Sicherheit von Teilen zu gewährleisten, werden sie manchmal zur indirekten Festigkeitsüberprüfung verwendet, um festzustellen, ob Festigkeit, Plastizität und Zähigkeit der ausgewählten Materialien richtig aufeinander abgestimmt sind. Was den Härteindex des Materials betrifft, so kann zwar eine gewisse Schätzung der Festigkeitsleistung vorgenommen werden, er wird jedoch nicht für die Konstruktion und Berechnung der Teile verwendet. Die Messung der Härte ist jedoch relativ einfach und wird in der Produktion häufig verwendet.
Auch die Einsatzumgebung muss bei der Materialauswahl berücksichtigt werden. Beispielsweise kann für Teile, die bei hohen Temperaturen arbeiten, hitzebeständiger Stahl gewählt werden; für Teile, die korrosionsbeständig sein müssen, kann austenitischer Edelstahl verwendet werden; für Teile, die verschleißfest sein müssen, kann Hartmetall verwendet werden; für Teile, die eine hohe Härte erfordern, kann Werkzeugstahl verwendet werden; und so weiter.
⑵ Die Prozessleistung des Materials ist auch eine der wichtigen Grundlagen für die Materialauswahl
Da die Herstellungsverfahren der Teile unterschiedlich sind, wirken sich dies direkt auf deren Qualität und Produktionskosten aus.
Zu den grundlegenden Verarbeitungsverfahren metallischer Werkstoffe zählen Gießen, Druckverarbeitung, Schweißen, Schneidverarbeitung und Wärmebehandlung.
⑶ Bei der Materialauswahl muss besonders auf die Wirtschaftlichkeit des Materials geachtet werden
Die ausgewählten Materialien sollten sowohl billig als auch hochwertig sein, und es sollten möglichst einheimische Materialien ausgewählt werden. Generell gilt: Wenn Gusseisen die Anforderungen erfüllt, ist kein Gussstahl erforderlich; wenn Kohlenstoffstahl die Anforderungen erfüllt, ist kein legierter Stahl erforderlich. Beispielsweise werden bei der Herstellung einiger Kurbelwellen und Pleuelstangen Sphäroguss statt Schmiedestahl verwendet, was den Schnittaufwand verringert und die Kosten senkt.
Bei der Auswahl von Materialien müssen wir auf die Wirtschaftlichkeit der Materialien achten. Wir müssen nicht nur den Preis des Materials selbst und alle Kosten berücksichtigen, die zur Herstellung der Teile erforderlich sind, sondern auch die Funktion des Materials. Nach dem Prinzip der Wertanalyse gilt: Wert=Funktion/Kosten. Beim Vergleich der so berechneten Ergebnisse ist der Wert nicht nur der Preis des Materials selbst, sondern auch die Funktion und Lebensdauer des Materials, sodass er die Wirtschaftlichkeit der Materialauswahl umfassender widerspiegeln kann. Beispiel: Zur Herstellung eines korrosionsbeständigen Behälters gibt es drei Materialauswahloptionen. Eine besteht darin, gewöhnlichen Kohlenstoffstahl zu verwenden, dessen Herstellungskosten 5.000 Yuan betragen und der 1 Jahr lang verwendet werden kann; die zweite besteht darin, austenitsäurebeständigen Edelstahl zu verwenden, dessen Herstellungskosten 40.000 Yuan betragen und der 10 Jahre lang verwendet werden kann; die dritte besteht darin, ferritischen Edelstahl zu verwenden, dessen Herstellungskosten 15.000 Yuan betragen und der 6 Jahre lang verwendet werden kann. Nach dem Prinzip des Value Engineering betragen die Wertkoeffizienten der ersten, zweiten und dritten Option 1:1,25:2, was zeigt, dass die dritte Materialauswahloption wirtschaftlicher ist.