汽車檢具Design and Manufacturing-檢測夾具材料的選擇

1.檢具零件材料要求

1.檢具材料性能要求

不同用途的檢查工具對材料的性能有不同的要求。一般來說，作為檢測設(shè)備的檢具必須具有非常高的尺寸精度和穩(wěn)定性，因此需要具備以下性能：

(1)高硬度、高耐磨。為了保證在長期使用過程中不會很快磨損，不會損失精度。

（2)高的尺寸穩(wěn)定性。確保量具在使用和儲存過程中保持其形狀和尺寸不變。

(3)足夠的韌性。保證量具不會因意外因素——碰撞而損壞。

（4)在特殊環(huán)境下具有耐腐蝕性。

2.檢具材料工藝性能要求

由于檢具的工作部件一般要經(jīng)過復(fù)雜的制造過程，因此必須具有對各種加工工藝的適用性。檢測工具材料的可制造性要求包括可鍛性、加工工藝、淬透性和可加工性等。

3.檢具材料的外觀和表面要求

量具的材質(zhì)在使用過程中受到腐蝕，會對量具的精度產(chǎn)生很大的影響。因此，量具的零件需要進(jìn)行表面處理。通常，量規(guī)的非測量表面或非作用表面都經(jīng)過鎳、磷和鎳的去鍍層。 ,除鍍鉻外，還可進(jìn)行發(fā)黑、陽極氧化、噴漆等。

檢具材料的選擇及熱處理要求

檢測工具的種類很多，與被檢測部件接觸的材料種類也很多。實際生產(chǎn)情況不盡相同。因此，要合理選擇檢具材料，提出合適的熱處理要求，必須以檢具為依據(jù)。仔細(xì)分析比較了檢具的工作條件、被檢產(chǎn)品的種類、材料的可加工性。

在檢具的設(shè)計、制造和維修過程中，會遇到如何選擇所用材料和確定熱處理工藝等問題。在生產(chǎn)實踐中，往往由于選材和加工工藝不當(dāng)，導(dǎo)致機(jī)械零件在使用過程中出現(xiàn)故障。如果為了保證安全而隨意增加零件的尺寸，會增加體積和重量，導(dǎo)致檢具性能不佳；如果不考慮材料的工藝性能，可能會造成昂貴的加工成本。正確、合理地選擇材料非常重要。因此，有必要全面了解檢具的材料性能及其影響因素，掌握挖掘材料性能潛力的各種強(qiáng)化方法，配合設(shè)計中正確選擇零件的各種技術(shù)。 指標(biāo)的組合可以達(dá)到合理選用材料的目的。

在實際生產(chǎn)中使用材料時，首先要根據(jù)用途合理選擇材料檢具設(shè)計，采購選定的材料，然后進(jìn)行必要的加工、處理，最后組裝和驗證。尤其要注意材料的合理選擇、采購方式和必要的加工，這是此時降低生產(chǎn)成本的主要環(huán)節(jié)。

1.根據(jù)用途選擇材料

檢測工具的每個部分都有自己的功能，如支撐、定位、檢測、輔助壓緊等。每個函數(shù)代表一個屬性。例如，具有定位功能的零件在工作條件下會直接與產(chǎn)品接觸，因此它必須具有耐磨性、耐腐蝕性，并能承受一定的沖擊載荷。保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性。一般有固定（如模擬塊）和可移動（如檢測）部分具有檢測功能。固定零件必須具有一定的表面硬度、良好的機(jī)械加工性能和熱處理性能等，活動零件必須具有一定的柔韌性、良好的切削性能、強(qiáng)度和硬度。常用的金屬材料因其優(yōu)異的綜合性能而被廣泛使用。金屬材料有很多種。其中，鋼材是工程設(shè)計中使用最多的金屬材料之一。鋼材的種類很多，它們的性能差異也很大。所以在設(shè)計過程中的任何選擇都是一個比較困難的任務(wù)。鋼材可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金鋼等，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)用途選擇。

2.要考慮材料的強(qiáng)度和變形

材料的強(qiáng)度是指材料在不同影響因素下的各種力學(xué)性能。它是零件抵抗破壞力的能力，是對零件最基本的要求。根據(jù)外力作用方式的不同，材料會受到拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度等的影響，同等情況下強(qiáng)度越高材料越多，部件的承載能力就越高。影響因素包括材料的化學(xué)成分、加工工藝、熱處理工藝、應(yīng)力狀態(tài)、載荷等。

當(dāng)零件因外力過大而變形時，會影響檢具的功能。因此，設(shè)計時必須考慮零件可能發(fā)生的變形。零件的變形主要與材料的性能和零件的結(jié)構(gòu)有關(guān)。因此，在選擇零件的材料時必須考慮零件的性能。與零件變形相關(guān)的材料特性主要是強(qiáng)度、剛度和塑性。

在某些情況下，雖然零件有足夠的強(qiáng)度，但如果受力后變形過大，即剛度不夠，也會影響正常運(yùn)行。剛度是金屬材料抵抗彈性變形的能力。一般使用彈性模量。測量。材料的彈性模量越大，對一定彈性變形的應(yīng)力越大，即材料剛度越大，即在一定應(yīng)力下發(fā)生的彈性變形越小。

在外力作用下，金屬材料在斷裂前產(chǎn)生不可逆永久變形的能力變?yōu)樗苄?。塑性的大小通常通過拉伸試驗測定伸長率和斷面收縮率。

材料的熱處理

熱處理是提高金屬材料性能的主要工藝方法。是在固態(tài)下通過加熱、保溫和冷卻來改變合金內(nèi)部結(jié)構(gòu)以獲得所需性能的工藝操作。鋼材的熱處理有普通熱處理和表面熱處理。常見的熱處理包括正火、退火、淬火、回火和調(diào)質(zhì)。表面熱處理包括表面淬火和表面化學(xué)處理。一般而言，鋼的熱處理，如退火、正火、淬火等，是將鋼加熱到臨界點(diǎn)以上，以獲得全部或部分精細(xì)奧氏體組織，然后根據(jù)不同的冷卻方式轉(zhuǎn)變奧氏體對于不同的組織，使鋼材具有不同的性能，

正火時，將工件加熱到合適的溫度，然后在空氣中冷卻。正火的效果類似于退火，只是所得結(jié)構(gòu)更精細(xì)。它常用于提高材料的切削性能，有時也用于滿足某些要求。高零件作為最終熱處理。

退火是將工件加熱到合適的溫度，根據(jù)材料和工件尺寸使用不同的保溫時間，然后進(jìn)行緩冷。目的是使金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)達(dá)到或接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能?；驕?zhǔn)備組織進(jìn)一步淬火。

淬火是將工件加熱并保溫檢具設(shè)計，在水、油或其他無機(jī)鹽類、有機(jī)水溶劑等淬火介質(zhì)中迅速冷卻。淬火后的高溫回火熱處理通常稱為淬火和回火處理。鋼件淬火后變硬，但同時變脆。

回火是為了降低鋼件淬火脆性。淬火后的鋼件在高于室溫、低于710度的適當(dāng)溫度下長時間保持，然后冷卻。

調(diào)質(zhì)處理是淬火和高溫回火的熱處理方法。高溫回火是指在500-650之間的回火。調(diào)質(zhì)可大幅度調(diào)整鋼的性能和材質(zhì)，其強(qiáng)度、塑性和韌性均較好，綜合力學(xué)性能良好