机床丝杠热处理实例

目录第一章热处理工艺课程设计的目的 (3)第二章热处理工艺课程设计的内容和步骤 (3)2.1 滚珠丝杠的简图 (3)2.2 技术要求 (3)2.3 材料的选择 (3)2.4 GCr15钢的化学成分及合金作用 (4)2.5 GCr15滚珠丝杠的热处理流程及工艺设计 (4)2.6 总工艺曲线 (11)第三章挂架、装具、夹具 (11)第四章热处理工艺分析 (12)4.1 球化退火工艺分析 (12)4.2 淬火工艺分析 (13)4.3 高温回火工艺分析 (13)4.4 去应力退火工艺分析 (14)4.5 中频淬火工艺分析 (14)4.6 低温回火工艺分析 (14)4.7 稳定化回火工艺分析 (14)第五章热处理工艺的检验 (14)第六章热处理工艺规范及操作守则 (15)第七章热处理工艺设计的见解及体会 (17)第八章热处理工艺卡 (19)参考书目 (20)1、热处理工艺课程设计的目的热处理工艺课程设计是材控专业热处理方向学生的一次专业课设计练习，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热处理知识去解决工程问题的能力，并使所学知识得到巩固和发展。

(2) 学习热处理工艺课程设计的一般方法，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、热处理工艺课程设计的内容和步骤2.1 滚珠丝杠的简图2.2技术要求1、退火后组织：点状或细粒状P。

按JB1255—81评定2-3级合格；2、退火后硬度：187—229HBS，碳化物网按JB1255—81评定≤2级合格。

3、丝杠硬度：58--62 HRc。

2.3材料的选择2.3.1 GCr15钢的性能GCr15钢具有高硬度、高耐磨性和在高温下稳定的机械性能，由于承受极高的交变载荷，滚珠与套圈的工作接触面很小，产生极大的摩擦，因而要求具有较高的疲劳极限、极高均匀的硬度和耐磨性，还有一定的韧性和淬透性，并在大气和润滑介质中具有一定的抗蚀能力，而Gcr15钢具有良好的成分设计和工艺性能，用于制造滚珠丝杠还是适宜的。

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1.前言热处理工艺课程设计是《材料科学基础》﹑《金属工艺学》﹑《材料力学性能》以及《金属材料学》等课程学习的基础上开设的，它是金属材料工程专业一个重要的实践性教学环节，对提高学生综合应用所学知识解决工程实际问题以及创新设计的能力具有重要作用。

课程设计不但能使我们巩固学过的专业知识，而且还能为我们走上工作岗位打下良好的基础。

课程设计的任务是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，选择或选定装夹具，作出热处理工艺卡。

现代工业的飞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。

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、低消耗、清洁、高效、精确的热处理工艺方法。

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，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。

合理的热处理工艺不但可以强化金属材料，充分挖掘材料性能潜力，降低结构重量、节省和能源，而且能够提高机械产品质量，大幅度延长机器零件的使用寿命。

确定热处理工艺方案后，首先应根据零件的材料特性及技术要求，选择热处理加热设备、加热、保温时间与冷却方式。

在此基础上，制定编制热处理工艺规范，设计零件在有关热处理工序使用装夹具及校直装置等。

最后，编写主要热处理工序的操作守则。

通过课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才是真正的知识，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

机床滚珠丝杠用钢的热处理工艺研究摘要：机床滚珠丝杠是现代机床中常用的重要传动元件，对于其耐磨性、耐腐蚀性以及使用寿命的要求越来越高。

本文通过研究机床滚珠丝杠用钢的热处理工艺，旨在改善滚珠丝杠的性能，提高其使用寿命和可靠性。

关键词：机床滚珠丝杠，热处理工艺，耐磨性，耐腐蚀性，使用寿命，可靠性引言：机床滚珠丝杠是机床中重要的传动装置，它能够将旋转运动转化为线性运动，并且具有高精度、高刚度、长寿命等优点。

然而，在机床滚珠丝杠使用过程中，由于受到外界工作环境和工作条件的影响，滚珠丝杠易受到磨损、腐蚀等因素的侵害，从而导致其性能下降、寿命缩短。

为了改善机床滚珠丝杠的性能和延长其使用寿命，热处理工艺作为一种重要的手段被广泛应用于滚珠丝杠的生产和制造中。

一、机床滚珠丝杠的热处理工艺热处理是利用材料在一定温度下经过加热、保持时间和冷却等工艺过程，改变材料的组织和性能的方法。

对于机床滚珠丝杠用钢的热处理工艺，主要包括淬火、回火、冷却等步骤。

1. 淬火淬火是将材料加热到临界温度以上（也称为过共晶温度），然后使之迅速冷却。

通过淬火，可以使材料的组织发生相变，形成较硬的马氏体组织，并提高材料的硬度和强度。

淬火过程中冷却速度的控制是关键，过快或过慢的冷却速度都会影响材料的性能。

2. 回火回火是对淬火后的材料进行加热处理，目的是减轻淬火时产生的残余应力，改善材料的塑性和韧性。

回火温度的选择也非常重要，过低的回火温度可能导致组织中的残余奥氏体含量较高，从而降低材料的硬度和强度；过高的回火温度则可能使材料的硬度和强度下降过多。

3. 冷却冷却是对回火后的材料进行降温处理，使其恢复到室温。

冷却速度较慢，可以保证材料获得较好的韧性和冲击韧性，但可能牺牲一定的硬度和强度；冷却速度过快，则可能导致材料易碎化，从而影响滚珠丝杠的使用寿命。

二、热处理对机床滚珠丝杠的影响1. 提高耐磨性经过适当的热处理工艺，机床滚珠丝杠用钢的硬度和强度得到提高，使其能够更好地抵抗外界摩擦力和引力的作用，从而更加耐磨，延长使用寿命。

滚珠丝杠的选材热处理工艺分析专业：机械设计与制造班级：机械设计与制造1班姓名：学号：成绩：丝杠是由不同齿形的牙齿呈螺旋线围绕细长圆柱形轴心而构成的细长零件，它通过螺纹齿所形成的螺旋线传递等分精度与力距，从而实现回转运动与直线运动的相互转化。

丝杠按工作时的滑动特性，可分为滑动丝杠与滚珠丝杠两大类。

近年来，随着机械制造业的发展，滚珠丝杠由于其具有很小的摩擦阻力和极高的传动效率，逐渐取代滑动丝杠，被广泛应用于各种车床、铣床、镗床等工业设备和精密仪器的制造。

轴承寿命是丝杠材料的最主要性能指标。

丝杠轴承的疲劳寿命是一个统计概念，即在一定的载荷条件下，用破坏概率与循环次数之间的关系来表示。

除疲劳寿命之外，丝杠还必须满足高速、重载、精密、长寿的工艺要求。

因而要求丝杠具有高强韧性、表面高硬度耐腐蚀，淬透性好、尺寸精度高、尺寸稳定性好等技术指标。

表1给出了丝杠钢的性能指标要求。

丝杠的性能获得，与丝杠的选材及热处理工艺密不可分，本文就丝杠材料的选择和热处理工艺做一简要概述。

表1-1 丝杠钢的性能指标要求对于提高丝杠材料的疲劳寿命，近20年来，国内外开展了大量研究工作。

最新的研究结果表明，钢中的夹杂物和碳化物缺陷作为钢种已存在的裂纹，在外加应力诱变下，极易向内扩散，并造成材料疲劳寿命的显著降低。

因此，在选择丝杠材料时，应严格控制和消除钢中夹杂及缺陷，提高钢的材纯净度和组织均匀性。

为保证轴承钢质量，国家业已颁（换）发了多项轴承钢生产许可证，对国内各大轴承钢生产厂家的产品质量做出了更高要求，同时也使各生产厂家相继采用了大容量电弧炉和真空精炼设备进行轴承钢的生产，保证了丝杠钢的质量。

滚珠丝杠的性能要求有：①高硬度，为保持精度，一般要求硬度达HRC58~62；螺母内螺纹滚道则要求硬度为HRC60~64。

②高强度，滚珠丝杠副要求有高的承载能力，并能带动重的负荷做精确运动，一般都要求其抗拉强度σ≥700MPa。

b③良好的韧性，要选用高韧性的钢材，表面又要达到一定的硬度和耐磨性。

滚珠丝杠的选材及热处理工艺分析吴元徽(南京工业职业技术学院,江苏南京210046)摘 要:从长期的生产实践出发,针对滚珠丝杠的服役条件,对材料的选用、制造加工工艺路线的编制、热处理工艺过程及质量检验的方法进行了详细的分析、探讨,对同类产品的热处理生产具有一定的参考价值。

其中滚珠丝杠传动效率高,动作灵敏,进给均匀平稳,低速无爬行,定位精度与重复精度高,使用寿命长,广泛应用于数控机床与加工中心。

关键词:滚珠丝杠;热处理工艺;质量检测中图分类号:T G 3 文献标志码:AAnalysis of Ball Screw Material Selection and Heat Treatment ProcessW U Y uanhui(N anjing Institut e o f Industry T echno log y,N anjing 210046,China)Abstract:A cco rding to lo ng term pr oductio n pr actice and ball screw serv ice co nditions,the author car ries out a detailed analysis of mat erial selection,manufactur ing pr ocessing ro ute o f t he preparation,heat t reatment pr ocess and quality testing met ho ds.It has a cert ain reference v alue for the heat tr eatment o n t he pro ductio n o f similar pro ducts.Key words:Ball screw ,H eat treatment process,Q ualit y detection丝杠是各类机床上的关键传动件,是将旋转运动转变为直线运动或将直线运动转变为旋转运动的传动、定位功能部件。

典型零件热处理实例1齿轮热处理实例备注：1(1∙8)备注:主轴与轴类材料与热处理选择必须考虑受力大小、轴承类型和主轴形状及可能引起的热处理缺陷.在滚动轴承或轴颈上有轴套在滑动轴承中回转,轴颈不需特别高的硬度,可用45、450,调桢,HB220-250,50Mn,正火或调质HRC28-35.在滑动轴承中工作的轴承应淬硬,可用15、2OCr,滋碳,淬火用火到硬度HRC56-62,轴颈处港碳深度为081mm.直径或重量较大的主轴港碳较困难,要求变形较小时,可用45或40Cr在轴颈处作高频淬火.高精度和高转速(A2000r∕min)机床主轴尚须采用氮化制进行渗氮处理,得到更高硬度.在重我卜工作的大断面主轴,可用20SiMnVB或20CrMnMOVBA, 渗碳,淬火回火HRC56∙62.2.(9)备注:内心强度不板受力易扭曲变形表面硬度高,宜作高速低负荷主轴.热处理变形较大.3.(10)备注：心部有较高的Ob及a k仪，表面有高的硬度及耐磨性.有热处理变形.4.(11)备注：很高的心部强度,表面硬度极高,耐磨和变形量小.5.(12)备注：860-880C 正火6.(13)备注:或lCrl3b Io(TC油淬,350-4004C回火,HRC56-62.7.(14)备注：加工和热处理步骤：下料一锻造f正火一粗加工一调质一半精车外圆,钻中心孔,精车外圆,跣键槽r锥孔及外圆惟局部淬火,260-300C回火一车各空刀槽,粗磨外圆,滚铳花键他一花键t⅛频淬火,240-260 C加火一精磨.3曲轴类热处理实例期丽曲保主IMI .比落一、工作L内燃机曲轴:承受周期性变化的气体压力,曲柄连杆机械的惯性力,扭转和弯曲应力以及冲击力等.此外在高速内燃机中还存在扭转振动,会造成很大应力.2.要求有高强度及一定的冲击韧性、弯曲、扭转、疲劳强度,和轴颈处高的耐磨性.二、材料与热处理实例：1.低速内燃机,采用正火状态的欧钢、球展铸铁.2.中速内燃机,采用调质碳钢或合金钢,如45、40Cr, 45Mn2. 50Mn2等及球墨铸铁。