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可制造性设计—材料选择

工业结构设计离不开材料选择,一个好的设计员必须熟悉当前流行的各类工程材料的性能、价格和加工特性。否则设计出来的结构不一定是最优的。可能结构换种材料就会完全不一样了。也可能性能会更好了。最重要的是在满足需求的前提下,要使成本最低,包括材料成本和加工成本。

材料科学是一门内容繁杂的学科,无法在一篇文字中描述清楚,本文就常用的材料做一个简单罗列,请大家不要嫌弃,希望您能找到一些有用的东西。

材料大致分为金属类材料和非金属类。常用金属包括铝、铁、铜、合金。非金属常用的abs、硅胶、聚四氟乙烯、亚克力、pc加玻纤、橡胶、发泡塑料等。

铝:

按标准有1至8系列铝材,百多种。常用的1a12,2a12,6061,a380,7075等,价格一般在零售22-45元/公斤之间。有种7075类似的铝合金,美国进口的,约68元/公斤,不过其性能的确优秀。

形式有棒料、板材、型材等

铁:

常用的铁板属于A3钢,含碳0。08%左右,最为常见,即Q235-A。其他常见的有20#,35#,45#钢,含碳量分别是0。2%、0。35%、0。4%,其硬度和强度以及淬火后的硬度逐渐增大。锯条和锉刀等使用T8,9,10钢,它们能淬火到很高的硬度,同时会变得很脆。

不锈钢类常用的是:0Cr18Ni9(美标304)、1Cr18Ni9(美标316)、40Cr等,40Cr属于第档次不锈钢。

弹簧钢常用65Mn,板材各种厚度比较全,带一定淬火效果的,如需要更好的弹性,必须再次淬火,一般在940摄氏度淬火然后400摄氏度回火能得到最佳的弹性和韧性综合效果。

W18Cr4V2是经典的高速钢牌号,就是用于普通车刀的刀具材料,在结构设计中可用线切割或者火花加工成超硬的工具。

履带式车辆的履带材料是一种不可加工的锰硼钢,特点是冷作硬化效果非常好,越碰越硬。

钢有铸造、锻造、型材、板料、棒料等各种形式。

铜:

分为黄铜(铜锌合金,做阀门等)、紫铜(红铜、纯铜,导电好,质地软,利于密封)、白铜(铜镍合金,外观漂亮)、青铜(铜锡合金,又分许多种青铜)、电火花铜(专用于电火花加工的电极,一般做成需要的形状),形式一般也是板材和棒料以及铸造件。

合金:

常用的有硬质合金(yg类用于加工铸铁,yt类用于加工钢铁类等,种类非常多,可线切割车成专用刀具)、锌铁合金(做腰带扣那种,熔点低,易铸造)、硅铁合金(用于炼钢时作脱氧剂和其他合金炼制时的添加剂,变压器的铁心矽钢也是一种硅铁合金)等等。

Abs:

是三种A、B、S英文开头的塑料的混合物,有多种配方,称为工程塑料,注塑行业最为常用。

硅胶:

含硅的一种橡胶,也称作硅橡胶,用于铸造软质零件,种类繁多,大多具有质地软、易变形、防水特点。通常是加热成型。

聚四氟乙烯:

俗称塑料王,触摸有蜡烛感,表面腻滑,强酸环境的不二选择,能微变形以密封,难以粘结、强度好,外观漂亮。

亚克力:

是一种pc混合物,旧称玻璃钢,具有良好的各种特性,可全透明。

pc加玻纤:

是常见材料中强度最大的一种,玻璃纤维的比重越大则硬度越大,同时越脆。加工面易出毛刺,越打磨越多。适合注塑后再表面喷漆处理。

橡胶:

具有好的韧性、强度、抗疲劳特性,种类颇多,汽车轮胎就是一种橡胶。

发泡塑料:

俗称塑料泡沫、海绵等,具有多种样式,一般用于包装箱内垫产品的添充物,重量轻、保持性好。产品外观设计



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