可制造性設(shè)計—材料選擇
工業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計離不開材料選擇,一個好的設(shè)計員必須熟悉當前流行的各類工程材料的性能、價格和加工特性。否則設(shè)計出來的結(jié)構(gòu)不一定是最優(yōu)的??赡芙Y(jié)構(gòu)換種材料就會完全不一樣了。也可能性能會更好了。最重要的是在滿足需求的前提下,要使成本最低,包括材料成本和加工成本。
材料科學是一門內(nèi)容繁雜的學科,無法在一篇文字中描述清楚,本文就常用的材料做一個簡單羅列,請大家不要嫌棄,希望您能找到一些有用的東西。
材料大致分為金屬類材料和非金屬類。常用金屬包括鋁、鐵、銅、合金。非金屬常用的abs、硅膠、聚四氟乙烯、亞克力、pc加玻纖、橡膠、發(fā)泡塑料等。
鋁:
按標準有1至8系列鋁材,百多種。常用的1a12,2a12,6061,a380,7075等,價格一般在零售22-45元/公斤之間。有種7075類似的鋁合金,美國進口的,約68元/公斤,不過其性能的確優(yōu)秀。
形式有棒料、板材、型材等
鐵:
常用的鐵板屬于A3鋼,含碳0.08%左右,最為常見,即Q235-A。其他常見的有20#,35#,45#鋼,含碳量分別是0.2%、0.35%、0.4%,其硬度和強度以及淬火后的硬度逐漸增大。鋸條和銼刀等使用T8,9,10鋼,它們能淬火到很高的硬度,同時會變得很脆。
不銹鋼類常用的是:0Cr18Ni9(美標304)、1Cr18Ni9(美標316)、40Cr等,40Cr屬于第檔次不銹鋼。
彈簧鋼常用65Mn,板材各種厚度比較全,帶一定淬火效果的,如需要更好的彈性,必須再次淬火,一般在940攝氏度淬火然后400攝氏度回火能得到最佳的彈性和韌性綜合效果。
W18Cr4V2是經(jīng)典的高速鋼牌號,就是用于普通車刀的刀具材料,在結(jié)構(gòu)設(shè)計中可用線切割或者火花加工成超硬的工具。
履帶式車輛的履帶材料是一種不可加工的錳硼鋼,特點是冷作硬化效果非常好,越碰越硬。
鋼有鑄造、鍛造、型材、板料、棒料等各種形式。
銅:
分為黃銅(銅鋅合金,做閥門等)、紫銅(紅銅、純銅,導電好,質(zhì)地軟,利于密封)、白銅(銅鎳合金,外觀漂亮)、青銅(銅錫合金,又分許多種青銅)、電火花銅(專用于電火花加工的電極,一般做成需要的形狀),形式一般也是板材和棒料以及鑄造件。
合金:
常用的有硬質(zhì)合金(yg類用于加工鑄鐵,yt類用于加工鋼鐵類等,種類非常多,可線切割車成專用刀具)、鋅鐵合金(做腰帶扣那種,熔點低,易鑄造)、硅鐵合金(用于煉鋼時作脫氧劑和其他合金煉制時的添加劑,變壓器的鐵心矽鋼也是一種硅鐵合金)等等。
Abs:
是三種A、B、S英文開頭的塑料的混合物,有多種配方,稱為工程塑料,注塑行業(yè)最為常用。
硅膠:
含硅的一種橡膠,也稱作硅橡膠,用于鑄造軟質(zhì)零件,種類繁多,大多具有質(zhì)地軟、易變形、防水特點。通常是加熱成型。
聚四氟乙烯:
俗稱塑料王,觸摸有蠟燭感,表面膩滑,強酸環(huán)境的不二選擇,能微變形以密封,難以粘結(jié)、強度好,外觀漂亮。
亞克力:
是一種pc混合物,舊稱玻璃鋼,具有良好的各種特性,可全透明。
pc加玻纖:
是常見材料中強度最大的一種,玻璃纖維的比重越大則硬度越大,同時越脆。加工面易出毛刺,越打磨越多。適合注塑后再表面噴漆處理。
橡膠:
具有好的韌性、強度、抗疲勞特性,種類頗多,汽車輪胎就是一種橡膠。
發(fā)泡塑料:
俗稱塑料泡沫、海綿等,具有多種樣式,一般用于包裝箱內(nèi)墊產(chǎn)品的添充物,重量輕、保持性好。產(chǎn)品外觀設(shè)計