金属学课程设计——45号钢车床主轴热处理工艺设计

《金属学与热处理》课程设计报告45钢车床主轴的热处理工艺设计学院化学工程与现代材料 专业 金属材料工程 姓名 高治峰学 号 指导教师 张美丽完成时间目录2. 2. 2 45号钢的性能 ................................................................... ..4 2.3 热处理技术条件 .......................................... .. (5)2.3.1加工工艺路线 .................................... 5 3热处理工艺分析3.1 锻坯正火 ........................................................ .5 (5)3.1.2热处理工艺 ......................................... ..…….5 3.1.3操作技巧 ............................................ ......5 3.2 调质 .................................................. .. (6)3.2.1调质目的 ...................................................... 6 3.2.2 热处理工艺 .................................................. .6 摘要 ....... 1引言……2设计分析2 . 1析 ........ 2.2 45 号钢的成分及性能点 ........2.2.1 45 号钢的元素成分及其作用车床的使用工况及性能• (1)….2 .4323 操作技巧........................................................ .63.3锥孔及外锥体的局部淬火 (6)3.3.1 局部淬火方式 ............................................... ..63.3.2 热处理工艺 ................................................. ..63.3.3 操作技巧 .............................................. . (6)3.4花键高频淬火 (6)3.4.1 淬火方式 (6)3.4.2 花键高频淬火工艺参数 (7)3.4.3 花键回火工艺参数 ...................................... .. (7)3.4.4 操作技巧 .................................................... .74结语 (8)参考文献..................................................................... ..9摘要主轴是机床上传递动力的零件，常需承受弯曲、扭转、疲劳、冲击载荷的作用，同时在滑动与转动部位还受到摩擦力的作用。

攀枝花学院学生课程设计（论文）题目：45钢连杆热处理工艺设计学生姓名： XXX学号： XXXXXXX所在院(系)：材料工程学院专业： 20XX级材料成型及控制工程班级：材料成型及控制工程1班指导教师： X X X 职称：讲师2013年12月28日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书课程设计（论文）指导教师成绩评定表摘要本课设计了45钢热处理工艺设计。

主要的工艺过程包括锻造、预备热处理正火、淬火+高温回火等过程。

通过各种不同的工艺过程进行恰当的处理可以获得各种性能良好的材料并且满足各项性能的要求。

45钢其优质碳素结构用钢 ,硬度不高易切削加工。

连杆的工作条件要求连杆具有较强的强度和抗疲劳性能；又要求具有足够的钢性和韧性。

连杆机构中两端分别与主动和从动构件铰接以传递运动合理的杆件。

在发动机工作过程中，连杆要承受膨胀气体的作用，还要承受纵向和横向的惯性力。

在一个复杂的应力状态下工作。

它既收交变的拉压应力，又受弯曲应力。

因此连杆负载种类为疲劳冲击。

关键词：45钢，正火，高温回火，连杆目录摘要 (Ⅰ)1、设计任务 (1)1.1设计任务 (1)1.2设计的技术要求 (1)2、设计方案 (2)2.1 连杆设计的分析 (2)2.1.1工作条件 (2)2.1.2失效形式 (2)2.1.3性能要求 (2)2.2钢种材料 (3)3、设计说明 (4)3.1加工工艺流程 (4)3.2具体热处理工艺 (4)3.2.1预备热处理工艺 (5)3.2.2机械加工 (5)3.2.3淬火+低温回火热处理工艺 (6)4、质量检查 (7)5、分析与讨论 (8)6、结束语 (9)7、热处理工艺卡片 (10)8、热处理缺陷及预防或补救措施3.2.3淬火+低温回火热处理工艺 (11)参考文献 (12)1 设计任务1.1设计任务45钢连杆热处理工艺设计1.2设计的技术要求45号钢的化学中含碳量是0.42~0.50%，Si含量为0.17~0.37%Mn含量0.50~0.80%Cr含量<=0.25% ，优质碳素结构用钢 ,硬度不高易切削加工。

45钢加工工艺路线及热处理工艺45钢是市场上应用最广泛的钢铁，那么45钢的加工工艺是怎么样的？同时45钢的热处理工艺又是如何?以下是店铺为你整理推荐45钢加工工艺路线及热处理工艺，希望你喜欢。

45钢加工工艺路线1、45号钢的调质45号钢是中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。

它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。

45号钢淬火温度在A3(自奥氏体开始析出铁素体，即r-Fe→a-Fe 的开始线910°C-700°)C+(30~50)℃，在实际操作中，一般是取上限的。

偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能提高工效。

为使工件的奥氏体均匀化，就需要足够的保温时间。

如果实际装炉量大，就需适当延长保温时间。

不然，可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。

但保温时间过长，也会也出现晶粒粗大，氧化脱碳严重的弊病，影响淬火质量。

我们认为，如装炉量大于工艺文件的规定，加热保温时间需延长1/5。

因为45号钢淬透性低，故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。

工件入水后，应该淬透，但不是冷透，如果工件在盐水中冷透，就有可能使工件开裂，这是因为当工件冷却到180℃左右时，奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。

因此，当淬火工件快冷到该温度区域，就应采取缓冷的方法。

由于出水温度难以掌握，须凭经验操作，当水中的工件抖动停止，即可出水空冷(如能油冷更好)。

另外，工件入水宜动不宜静，应按照工件的几何形状，作规则运动。

静止的冷却介质加上静止的工件，导致硬度不均匀，应力不均匀而使工件变形大，甚至开裂。

45号钢调质件淬火后的硬度应该达到HRC56~59，截面大的可能性低些，但不能低于HRC48，不然，就说明工件未得到完全淬火，组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织，这种组织通过回火，仍然保留在基体中，达不到调质的目的。

45号钢淬火后的高温回火，加热温度通常为560~600℃，硬度要求为HRC22~34。

热处理工艺设计说明书设计题目动盘花键套热处理工艺学院材料科学与工程年级2009级专业金属材料工程学生姓名陈一北学号0907024322指导教师黄志求副教授目录1 设计任务 (2)1.1设计任务 (2)1.2设计的技术要求 (2)2 热处理件零件图 (1)3 设计方案 (2)3.1花键套的定义 (2)3.2花键套的使用特点 (2)3.3花键套的适用场合 (2)3.4花键套的分类 (2)4 设计结果及说明 (6)4.1工艺流程.............................................................................................错误！未定义书签。

4.2预备热处理.........................................................................................错误！未定义书签。

4.3调质.....................................................................................................错误！未定义书签。

4.4表面感应淬火.....................................................................................错误！未定义书签。

4.5低温回火.............................................................................................错误！未定义书签。

5 质量检验 (8)6 热处理工艺卡片 (10)参考文献 (11)1 设计任务1.1设计任务动盘花键套热处理工艺设计。

1.2设计的技术要求热处理得到硬度：HRC50~55；淬透深度：0.5~0.62 热处理件零件图3 设计方案3.1 花键套的定义花键联接由内花键和外花键组成。

毕业设计——45号钢车床主轴的热处理工艺
钢车床是在机械加工领域中使用最广泛的机床之一，其主轴作为机床的核心部件，承
载着整个机床的加工能力。

本文旨在探究45号钢车床主轴的热处理工艺，提高其耐磨性和机械性能，延长其寿命。

首先，本文将进行45号钢车床主轴的材料分析。

45号钢属于碳素结构钢，含碳量为0.42%-0.50%，强度高、韧性好、易于锻造。

经过材料分析得出，45号钢具有良好的加工
性能和机械性能，但其硬度尚未达到使用要求。

针对45号钢主轴硬度不足的问题，通过淬火和回火的热处理方法进行改进。

淬火可以提高钢材硬度，但会导致脆性增大，回火则可恢复钢材一定的韧性，提高其耐磨性。

因此，本文将采用淬火和回火工艺相结合的方法，实现45号钢车床主轴的热处理。

具体步骤如下：
1. 热处理前的准备工作：将原材料切成合适的长度，并清洗干净表面，以确保处理
后的钢材表面质量良好。

2. 预热：将钢材放入炉子中，进行预热，温度控制在500~600℃之间，持续一定时间，以加速组织和温度的均匀化。

3. 淬火：将钢材迅速放入装有水或油的槽中，让其快速冷却，以增加钢材硬度。

淬
火温度要控制在800~840℃之间，时间3~5分钟。

4. 回火：将淬火后的钢材装入炉中，温度控制在200~400℃之间，时间根据钢材的大小和种类而定，通常不超过3小时。

回火可以调整钢材的硬度和韧性，使其达到最佳的性
能状态。

5. 结果分析：采用硬度计对处理后的钢材进行测试，以确保其硬度达到要求，同时
通过金相组织观察与显微组织分析，对处理后的钢材进行性能分析。

45钢车床主轴的热处理工艺设计钢车床主轴的热处理工艺设计是为了提高主轴的硬度和强度，提升其耐磨性、抗疲劳性和刚性，从而满足主轴在使用过程中的高速、高负荷和长时间连续工作的要求。

以下我将详细介绍钢车床主轴的热处理工艺设计。

首先，需要选择合适的钢材。

常用的材料有45钢，其具有较好的硬化性、热加工性和焊接性能。

根据具体使用要求和主轴的工作条件，确定钢材的化学成分和机械性能指标。

同时，应选择质量稳定、批量可控的供应商，以保证材料的均匀性和一致性。

第二步是进行热处理工艺设计。

热处理工艺一般包括淬火和回火两个步骤。

下面我将分别介绍这两个步骤的工艺参数和过程。

1.淬火：（1）加热温度：根据钢材的具体化学成分和机械性能指标，确定合适的加热温度。

一般可以选择800-850℃。

（2）保温时间：保温时间与加热温度和材料厚度有关，一般为1小时/25mm。

在保温过程中，应保持温度均匀。

（3）冷却介质：选用合适的冷却介质进行淬火，如水、油或聚合物液体。

冷却速度应根据材料的硬度要求确定，通常为快速冷却。

2.回火：（1）加热温度：回火温度一般选择在300-650℃之间，根据材料的具体需要确定。

（2）保温时间：回火保温时间一般为1小时。

（3）冷却方式：回火完成后，以适当的冷却速度冷却至室温。

最后，进行性能检测和表面处理。

对经过热处理的主轴进行硬度测试，以确保其在规定的硬度范围内。

同时，对表面进行镜面研磨和喷砂处理，以提高主轴的表面光洁度和耐磨性。

总结起来，钢车床主轴的热处理工艺设计需要选择合适的钢材、确定加热温度和保温时间，选择合适的冷却介质进行淬火，再进行回火处理，最后进行性能检测和表面处理。

只有科学、合理地设计和控制热处理工艺，才能保证主轴的优良性能和可靠性。

45钢车床主轴的热处理工艺设计45钢车床主轴是车床的核心部件，直接影响车床的精度和使用寿命。

由于45钢具有较高的强度和硬度，是一种常用的机械结构材料，因此钢车床主轴的热处理工艺设计至关重要。

下面我将详细介绍45钢车床主轴的热处理工艺设计。

1.热处理前的准备工作热处理前需要对45钢车床主轴进行酸洗去除表面氧化层，然后进行机械或化学法去毛刺、打磨，以保证热处理后的表面质量。

2.热处理工艺选择在热处理过程中，需要选择适当的热处理工艺，一般可以选择淬火+回火的工艺。

淬火可以提高主轴的硬度和强度，回火则可以消除淬火过程中的内部应力和硬脆性，增加主轴的韧性。

3.淬火工艺设计淬火的目的是通过快速冷却使主轴的组织转变为马氏体，并提高硬度和强度。

45钢的淬火温度一般为820-860℃，具体温度根据材料的具体性能和要求进行确定。

淬火介质可以选择水、油或盐浴淬火。

4.淬火工艺控制淬火过程中的加热速度要均匀稳定，以确保45钢车床主轴的整体加热均匀。

在达到淬火温度后，要立即将主轴放入淬火介质中，同时要确保主轴在淬火介质中的位置均匀，避免产生变形或裂纹。

5.回火工艺设计回火是淬火后的一个重要工艺环节，通过回火可以消除淬火产生的内部应力和硬脆性，增加主轴的韧性。

回火温度的选择一般为150-350℃，回火时间一般为1-2小时，具体根据45钢的具体性能和要求来确定。

6.微结构观察在热处理后，需要对45钢车床主轴进行微结构观察，以确保热处理工艺的有效性和合理性。

通过金相显微镜观察，可以检测主轴的组织状态、相的比例以及组织均匀性等。

7.总结和优化根据实际情况和试验结果，总结热处理过程中的问题和不足，并进行优化。

可以通过调整热处理温度、时间、淬火介质等参数，以达到更好的热处理效果和工艺控制。

综上所述，钢车床主轴的热处理工艺设计是车床制造中非常重要的一环，它直接关系到车床的性能和使用寿命。

通过科学合理地设计热处理工艺，可以提高钢车床主轴的硬度、强度和韧性，确保车床的精度和可靠性。

45钢车床主轴箱齿轮的热处理工艺设计钢车床主轴箱齿轮在使用过程中需要承受很大的载荷和转速，因此对其进行适当的热处理是非常重要的。

热处理工艺设计能够改善齿轮的力学性能和耐磨性，提高其使用寿命和可靠性。

以下是对45钢车床主轴箱齿轮热处理工艺设计的详细阐述。

1.车削切削加工：首先，对45钢材料进行车削切削加工，保证齿轮的精度和尺寸准确度。

采用刀具高速切削、小进给、小切削深度等切削参数，减小机械加工过程中的应力集中。

2.淬火热处理：淬火是齿轮热处理中最关键的步骤之一，可以大大提高齿轮的强度和硬度。

在淬火之前，需要对齿轮进行均匀加热，使其达到适当的温度，然后迅速放入适当温度的淬火介质中（如水或油）进行淬火处理。

在淬火过程中，应控制淬火温度和时间，以保证齿轮的硬度和耐磨性。

3.回火处理：经过淬火处理后的齿轮可能具有很高的硬度，但也容易产生脆性，因此需要进行回火处理。

回火可以降低齿轮的硬度，提高韧性和强度，使其具有更好的抗磨性和抗脆性。

回火温度和持续时间的选择应根据齿轮的具体要求和使用条件来确定。

4.齿面调质：为了进一步提高齿轮的耐磨性和表面质量，可以对齿轮齿面进行局部调质处理。

齿面调质可以通过感应加热或火焰加热来实现，使齿面获得适当的硬度，同时保持齿轮齿根的韧性。

5.精密磨削：最后，通过精密磨削工艺对齿轮进行加工，提高其精度和表面质量。

磨削工艺应根据齿轮的尺寸和要求选择合适的磨削参数，减小残余应力和表面粗糙度，提高齿轮的互换性和传动效率。

热处理工艺设计在钢车床主轴箱齿轮的制造过程中起着非常重要的作用。

正确选择和控制热处理参数可以提高齿轮的力学性能和耐磨性，延长其使用寿命和可靠性。

同时，还需要结合实际情况，根据齿轮的具体要求和使用条件选择合适的热处理工艺，以确保齿轮的质量和性能符合要求。

攀枝花学院学生课程设计（论文）题目：45钢机床齿轮热处理工艺设计学生姓名： XXX学号： 2011111020XX 所在院(系)：材料工程学院专业： 2011级材料成型及控制工程班级：材料成型及控制工程指导教师： XXXX 职称：讲师2013年12月17日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书课程设计（论文）指导教师成绩评定表摘要热处理工艺是金属材料工程的重要组成部分。

通过热处理可以改变材料的加工工艺性能，充分发挥材料的潜力，提高工件的使用寿命。

热处理不仅对锻造机械加工的顺利进行和保证加工效果起着重要作用，而且在改善或消除加工后缺陷，提高工件的使用寿命等方面起着重要作用。

齿轮是机械设备中的关键零件，齿轮质量的优劣直接关系到整个设备的使用寿命。

而齿轮质量的好坏在很大程度上取决于齿轮材料及其热处理工艺。

因此，国内外与齿轮制造相关的厂家都极为重视齿轮材料及其热处理技术的研究开发，并先后开发一系列新型齿轮材料及先进的热处理工艺。

45钢是制造齿轮的主要材料，于是研究一套以45钢为原料的齿轮热处理工艺便是研究任务的重中之重。

实践证明要想获得理想的组织与性能，保证零件在生产过程中的质量稳定性和使用寿命，就必须从工件的特点﹑要求和技术条件，认真分析产品在使用过程中的受力状况和可能失效形式，正确选择材料；再根据生产规模﹑现场条件﹑热处理设备提出几种可行的热处理方案，最后根据其经济性﹑方便性﹑质量稳定性和便于管理﹑降低成本等因素，确定出一种最佳方案。

【关键词】齿轮齿轮钢发展热处理特性缺陷工艺退火调质攀枝花学院本科课程设计（论文）摘要目录摘要 (Ⅰ)1、设计任务 (1)1.1设计任务 (1)1.2设计的技术要求 (1)2、设计方案 (2)2.1 钢机床齿轮设计的分析 (2)2.1.1工作条件 (2)2.1.2失效形式 (2)2.1.3性能要求 (2)2.2钢种材料 (3)3、设计说明 (4)3.1加工工艺流程 (4)3.2具体热处理工艺 (4)3.2.1预备热处理工艺 (5)3.2.2机械加工 (5)3.2.3淬火+低温回火热处理工艺 (6)4、分析与讨论 (8)5、结束语 (9)6、热处理工艺卡 (10)7、热处理工艺缺陷以及补救措施 (10)参考文献 (13)1.设计任务1.1设计任务45钢机床齿轮热处理工艺设计1.2设计的技术要求常用中碳调质结构钢。

45号钢课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解45号钢的基本概念，掌握其化学成分、力学性能及用途；2. 学生能掌握45号钢的热处理方法，了解不同热处理工艺对性能的影响；3. 学生能了解我国钢铁产业的发展现状及45号钢在其中的地位。

技能目标：1. 学生能运用所学知识分析45号钢的性能特点，并进行简单的性能测试；2. 学生能通过查阅资料，分析45号钢在实际工程中的应用案例，提高解决问题的能力；3. 学生能通过小组合作，完成45号钢热处理实验，培养实验操作和团队协作能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对金属材料的学习兴趣，激发他们探索科学的精神；2. 增强学生的环保意识，让他们认识到合理利用金属材料对保护环境的重要性；3. 培养学生热爱祖国，为我国钢铁事业的发展贡献力量的责任感。

课程性质：本课程为金属材料基础知识课程，旨在让学生了解45号钢的性能特点、应用领域和热处理工艺，提高学生的实践操作能力。

学生特点：初三学生具备一定的物理和化学知识基础，具有较强的求知欲和动手能力，但对金属材料知识掌握有限。

教学要求：结合学生特点，注重理论联系实际，通过实验、案例等教学手段，提高学生的知识水平和实践能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 45号钢的基本概念：介绍45号钢的化学成分、力学性能、用途等基础知识，对应教材第二章第一节。

2. 45号钢的热处理工艺：讲解正火、淬火、回火等热处理工艺的原理及对性能的影响，对应教材第二章第二节。

3. 45号钢的应用案例分析：分析45号钢在汽车、机械制造等领域的应用案例，提高学生解决问题的能力，对应教材第二章第三节。

4. 45号钢性能测试实验：组织学生进行45号钢的硬度、拉伸等性能测试实验，培养学生的实验操作能力，对应教材第二章第四节。

5. 我国钢铁产业发展现状：介绍我国钢铁产业的发展状况，让学生了解45号钢在钢铁产业中的地位，对应教材第二章第五节。

金属学课程设计——45号钢车床主轴热处理工艺设计《金属学与热处理》课程设计45号钢车床主轴热处理工艺设计学生姓名:X X X学生学号:xxxxxxxxxxxxx 院(系):xxxxxxxx学院年级专业:xxxxxxxxxxxxxxx 指导教师:xxxxxxxxxxx二〇一一年十二月课程设计任务书题目 45号钢车床主轴热处理工艺设计1、课程设计的目的使学生了解、设计45号钢车床主轴热处理生产工艺，主要目的:(1)培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。

(2)学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。

(3)进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。

2、课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等)(1)零件使用工况及对零件性能的要求分析;(2)45号钢材料成分特点及性能特点分析;(3)车床主轴热处理工艺参数;(4)表面淬火方式确定;(5)设计说明书撰写，不低于3000字。

3、主要参考文献[1] 崔明择主编.工程材料及其热处理[M]. 北京:机械工业出版社，2009.7.[2]崔忠析主编.金属学与热处理(第二版)[M]. 北京:机械工业出版社，2007.5 [3]王建安. 金属学与热处理[M]. 北京:机械工业出版社，1980[4] 中国机械工程学会.热处理手册[M]. 北京:机械工业出版社，2006.7 [5] 范逸明.简明金属热处理工手册[M].北京:国防工业出版社，2006.3 4、课程设计工作进度计划第18周:对给定题目进行认真分析，查阅相关文献资料，做好原始记录。

第19周:撰写课程设计说明书，并进行修改、完善，提交设计说明书。

指导教师日期年月日 (签字)教研室意见:年月日学生(签字):接受任务时间: 年月日课程设计(论文)指导教师成绩评定表题目名称 45号钢车床主轴热处理工艺设计分得评分项目评价内涵值分遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学01 学习态度 6 工作态度。

45钢的正火处理工艺设计课程设计报告金属材料工程专业课程设计题目45钢的正火处理工艺设计学院：专业：姓名：学号：目录一．概述1.1热处理的应用领域及原理 (2)1.2正火热处理的目的和作用 (3)1.3 45#钢的材料性能 (3)二. 工艺方案2.1正火处理热工艺设备 (5)2.2试验技术要求： (5)2.3 45#钢正火处理温度选择 (5)2.4保温时间 (5)2.5测定试样各项性能指标并与预期要求进行对比 (5)2.6设计方案工艺图 (5)三. 工艺试验 (7)四. 结果与分析 (10)五. 结论 (15)六. 参考文献 (16)一、概述1.1热处理的应用领域及原理热处理是通过加热和冷却固态金属的操作方法来改变其内部组织结构，并获得所需性能的一种工艺。

热处理不仅可以强化金属材料、充分发挥其内部潜力、提高或改善工件的使用性能和工艺性能，而且还是提高加工质量、延长工件和刀具使用寿命、节约材料、降低成本的重要手段。

所以，机械、交通、能源以及航空航天等工业部门的大多数零部件和一些工程构件，都需要通过热处理来提高产品质量和性能。

例如，机床工业的60％～70％零件，汽车、拖拉机的70％～80％零件，飞机的几乎全部零件都要热处理。

根据热处理的目的、要求以及加热和冷却条件的不同，金属材料热处理可分为退火、正火、淬火、回火及表面热处理等五种基本方法。

钢的热处理原理主要是利用钢在加热和冷却时内部组织发生转变的基本规律，根据这些基本规律和要求来确定加热温度、保温时间和冷却介质等有关参数，以达到改善材料性能的目的。

热处理方法虽多，但任何一种热处理都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的，因此可以用“温度一时间”曲线图表示。

1.2正火热处理的目的和作用热处理是将钢件在一定的介质中加热到一定的温度并保温一定的时间，然后冷却，以期改变其整体或者表面组织，从而获得所需要的性能的一种热加工工艺。

正火的目的对于低碳钢退火后硬度太低，切削加工性能不好，正火时用较快的冷却速度，能改变其显微组织，提高硬度，改善切削性能。

45钢制车床主轴的热处理工艺分析吴元徽【摘要】根据车床主轴的服役情况,对材料的选用及相应的热处理工艺进行了详尽的分析,并就其操作技巧及质量控制要点提出了自己的观点.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2010(000)003【总页数】2页(P72-73)【关键词】45钢;主轴;热处理工艺【作者】吴元徽【作者单位】南京工业职业技术学院,机械系,江苏,南京,210046【正文语种】中文【中图分类】TG15主轴是机床上传递动力的零件,常需承受弯曲、扭转、疲劳、冲击载荷的作用,同时在滑动与转动部位还受到摩擦力的作用,因此,要求主轴具有高强度、硬度、足够的韧性及疲劳强度、变形小等性能。

1 材料的选择图1为C6132卧式车床主轴零件简图。

该轴承受交变弯曲应力与扭应力,但由于承受的载荷与转速均不高,冲击作用也不大,故具有一般综合力学性能即可。

但在主轴大端的内锥孔和外锥体,因常与卡盘、顶尖有相对摩擦;花键部位与齿轮有相对滑动,故这些部位要求较高的硬度与耐磨性;主轴在滚动轴承中运转,工作时因轴颈与轴承不发生摩擦,故轴颈无耐磨性要求。

通常,对于要求高强度、硬度和疲劳强度且形状畸变小的主轴,多采用38CrMoAlA 钢;受冲击大的常用20Cr、20Mn2B渗碳钢;重载下工作的常用20CrMnTi、12CrNi3A高合金渗碳钢;高精度磨床、镗床主轴采用9Mn2V、GCr15钢。

本零件根据其工作受力及性能要求,可选用45、40Cr或42CrMo钢,考虑到原材料成本及加工复杂情况,选用45钢锻件毛坯制造即可。

图1 C6132卧式车床主轴零件简图2 热处理技术条件根据对该轴工作条件的分析,结合选材情况,我们给出热处理技术条件如下:1)整体调质后硬度为220～250 HBW;2)内锥孔和外锥体硬度为45～50 HRC;3)花键部分硬度为48～53 HRC。

3 加工工艺路线备锻造毛坯→正火→机械粗加工→调质→机械半精加工→锥孔及外锥体的局部淬火、回火→粗磨(外圆、锥孔、外锥体)→铣花键→花键高频淬火、回火→精磨(外圆、锥孔、外锥体)。

《金属学与热处理》课程设计报告45钢车床主轴箱齿轮的热处理工艺设计学院化学工程与现代材料专业金属材料工程姓名刘海旦学号12042406指导教师张美丽完成时间2015.06..01目录摘要------------------------------------------------------------------------------------11.引言---------------------------------------------------------------------------------12.设计简图-----------------------------------------------------------------------------12.1技术要求-------------------------------------------------------------------------13.失效形式及力学性能要求----------------------------------------------------------------------1 3.1受力及失效形式分析--------------------------------------------------------------13.2力学性能要求---------------------------------------------------------------------24.车床主轴箱齿轮的工作条件-----------------------------------------------------------25.车床主轴箱齿轮材料的性能及选择----------------------------------------------------26.车床主轴箱的齿轮的毛坯选择---------------------------------------------------------37.车床主轴箱的齿轮的加工工艺过程分析------------------------------------------------3 7.1基准的选择------------------------------------------------------------------------3 7.2提高精度需满足的要求------------------------------------------------------------4 7.3齿轮毛坯的加工-------------------------------------------------------------------4 7.4加工过程中应注意的问题----------------------------------------------------------4 7.5齿形及齿端加工-------------------------------------------------------------------47.6齿轮的齿端加工方式--------------------------------------------------------------58.车床主轴箱齿轮加工的热处理工艺----------------------------------------------------5 8.1热处理工艺路线-------------------------------------------------------------------5 8.1.1锻造-----------------------------------------------------------------------------5 8.1.2正火-----------------------------------------------------------------------------5 8.1.3机加工---------------------------------------------------------------------------68.1.4表面淬火+回火------------------------------------------------------------------69.润滑油种类的推荐和选择-------------------------------------------------------------710.结束语------------------------------------------------------------------------------711.参考文献----------------------------------------------------------------------------7摘要：通过对车床主轴箱齿轮的工作条件及失效形式进行分析，提出了对主轴箱齿轮的力学性能要求，同时依据选材要求合理地选择所使用的金属材料，据此制定合理的加工工艺及热处理工艺路线，以满足车床主轴箱齿轮的使用性能要求。

45钢车床主轴箱齿轮的热处理工艺设计1 热处理工艺课程设计的目的，任务及方法1.1 热处理工艺课程设计的目的热处理工艺课程设计是高等工业学校金属材料工程专业一次专业课程设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。

其目的是：①培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其学习知识得到巩固和发展。

②学习热处理工艺设计的一般方法，热处理设备选用和装夹具设计等。

③进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。

1.2 热处理工艺课程设计的任务进行零件的加工路线中有关热处理工序和热处理辅助工序的设计。

根据零件的技术要求，选定能实现技术要求的热处理方法，制定工艺参数，画出热处理工艺曲线图，选择热处理设备，设定或选定夹具，填写热处理工艺卡。

最后，写出设计说明书，说明书中要求对各热处理工序的工艺参数的选择和各热处理后的显微组织，作出说明。

1.3热处理工艺设计的方法热处理工艺的最佳方案是在能够保证达到根据零件使用性能和由产品设计者提出的热处理技术要求的基础上，设计的一种高质量、低成本、低能耗、清洁、高效、精确的热处理工艺方法。

热处理工艺设计的流程：①45号钢齿轮的热处理工艺流程的设计②制定热处理工艺参数③选择热处理设备④设计热处理工艺所需的挂具、装具或夹具⑤分析热处理工序中材料的组织和性能⑥填写工艺卡片2 热处理工艺课程设计的内容2.1 课题简图图2.1 主轴箱齿轮示意图2.2 技术要求车床圆柱齿轮表面进行高频感应淬火调质硬度：200-250HB表面硬度：45-50HRC淬硬层深度：1-2mm工件重量：6 kg生产批量: 6件2.3 主轴箱齿轮材料的选择，工作条件及其性能要求2.3.1 材料的选择根据对齿轮力学性能的要求，应从具有好的综合性能指标这个要素选材，工业生产中常用的金属材料主要是钢、铸铁及合金。

中碳钢的含碳量在0.25%~0.6%,位于低碳钢与高碳钢之间，其性能也同样位于两者之间，有较好的综合性能，因此中碳钢适合做齿轮。

绪论在当今社会生产中，金属材料的应用是十分广泛的，尤其是钢铁材料，在工业、农业、交通运输、建筑以及国防等各方面都离不开它。

随着现代化工农业以及科学技术的发展，人们对金属材料的性能要求越来越高。

为满足这一点，一般可以采取两种方法：研制新材料和对金属材料进行热处理。

热处理是一种综合工艺，热处理工艺学就是研究这种综合工艺的原理及规律的一门学科。

热处理工艺设计是整个机械加工过程中的一个重要环节，它与工件设计及其它加工工艺之间存在密切关系。

如何实现工件设计时提出的几何形状和加工精度，满足设计时所需要的各种性能指标，热处理工艺制定的合理与否，有着至关重要的作用。

现在工业的迅速发展对机械零部件，工模具等提出的要求愈来愈高。

热处理不仅对锻造机械加工的顺序进行和保证加工效果起着重要作用，而且在改善或消除加工后的缺陷，提高工件使用寿命的方面起着重要作用。

为获得理想的组织与性能，保证零件在生产过程中的质量稳定性和使用寿命，就必须从工件的特点、要求和技术条件入手，认真分析产品在使用过程中的受力状况和可能的失效形式，正确的选择材料，再根据生产规模，现场条件，热处理设备提出几种可行的热处理方案，最后根据其经济性，质量稳定性和便于管理方面，降低成本等因素，确定出一种最佳方案。

第1章主轴的服役条件及可能的失效形式1.1主轴的工作条件1.承受摩擦与磨损机床主轴的某些部位承受着不同程度的摩擦，特别是轴颈部位，因为轴颈与某些轴承配合时，摩擦较大，所以部位应具有较高的硬度及增强耐磨性。

但是某些部位的轴颈与滚动轴承相配合摩擦不大，所以就不需要太大的硬度。

2.工作时承受载荷机床主轴在高速运转时要承受多重种载荷作用，如弯曲、扭转、冲击等。

所以要求主轴具有抵抗各种载荷的能力。

当主轴载荷较大转速又高时，主轴还承受着很高的交变功，因此要求主轴具有较高的疲劳强度和综合力学性能。

1.2失效形式长期交变载荷作用易导致疲劳断裂（包括扭转疲劳和弯曲疲劳断裂）；承受大载荷或冲击载荷会引起过量变形、断裂，长期承受较大摩擦，轴颈及花键表面会出现过量磨损。

《金属学与热处理》课程设计报告 45钢车床主轴的热处理工艺设计目录摘要 (1)1 引言 (2)2 设计分析2.1 车床的使用工况及性能要求析 (3)2.2 45号钢的成分及性能点 (3)2.2.1 45号钢的元素成分及其作用 (4)2.2.2 45号钢的性能 (4)2.3 热处理技术条件 (5)2.3.1加工工艺路线 (5)3 热处理工艺分析3.1 锻坯正火 (5)3.1.1锻坯正火的作用 (5)3.1.2 热处理工艺 (5)3.1.3 操作技巧 (5)3.2调质 (6)3.2.1 调质目的 (6)3.2.2 热处理工艺 (6)3.2.3 操作技巧 (6)3.3 锥孔及外锥体的局部淬火 (6)3.3.1 局部淬火方式 (6)3.3.2 热处理工艺 (6)3.3.3 操作技巧 (6)3.4 花键高频淬火 (6)3.4.1 淬火方式 (6)3.4.2 花键高频淬火工艺参数 (7)3.4.3 花键回火工艺参数 (7)3.4.4 操作技巧 (7)4 结语 (8)参考文献 (9)摘要主轴是机床上传递动力的零件，常需承受弯曲、扭转、疲劳、冲击载荷的作用，同时在滑动与转动部位还受到摩擦力的作用。

因此，要求主轴具有高强度、硬度、足够的韧性及疲劳强度、变形小等性能。

而45号钢为优质碳素结构用钢，硬度不高且容易切削加工，直接用在车床主轴上不太合适，所以需要对45号钢进行适当的热处理。

在主轴大端上需要使用锻坯正火，消除毛坯的锻造应力，降低硬度以改善切削加工性能，然后再进行调质，使主轴具有良好的综合力学性能，最后经过淬火后高温回火，其硬度可达220～250 HBS，提高主轴的硬度，使主轴能达到良好的工作性能。

在锥孔进行局部淬火使键槽部位不淬硬，提高耐磨性；在花键部分可采用高频淬火减少变形并达到表面淬硬。

车床主轴经过适当的热处理工艺，可以达到良好的工作性能，使主轴能在正常的工作中有足够的硬度，且在花键等部分有良好的耐磨性。