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1、金属热处理工艺设计总体1.1 课程设计的任务与性质《金属热处理原与工艺》课程是一门重要的专业课程，金属材料的热处理工艺设计及实验操作是一种重要的教学环节，通过金属材料热处理工艺的金相组织分析、性能检测等实验，可以培养学生掌握热处理实验方法、原理及相关设备，应用热处理的基本原理和一般规律对实验结果进行分析讨论，有助于学生解决问题、分析问题的能力。
1.2 课程设计的目的1）设计属于《金属热处理原理与工艺》课程的延续，进一步学习掌握金属热处理工艺设计的一般规律和方法。
2）培养综合运用金属学、材料性能血、金属工艺学、金属材料热处理及结构工艺等相关知识，进行工程设计的能力。
3）培养使用手册、图册、有关资料及设计标准范围的能力。
4）提高技术总结及编制技术文件的能力。
5）是金属材料工程专业毕业设计教学环节实施的技术准备。
1.3 设计内容与基本要求设计内容：独立完成几种碳钢、工磨具钢、合金结构钢、特殊性能钢的热处理工艺设计，包括工艺方法、路线、参数的确定，热处理设备及操作，金相组织的分析，材料性能检测等。
基本要求：1）计必须独立的进行，每人必须完成不同的某一种钢材热处理工艺设计，能够较清楚地表达所采用热处理工艺的基本原理和一般规律。
2）合理确定工艺方法、路线、参数，合理选择热处理设备并正确操作。
3）正确利用TTT、CCT图等设计工具，认真进行方案分析。
4）正确运用现代材料性能检测手段，进行金相组织分析和材料性能检测等。
课程设计说明书力求用工程术语，文字通顺简练，字迹工整，图表清晰。
2、热处理基本知识2.1、什么是热处理所谓钢的热处理，就是对于固态范围内的钢，给以不同的加热、保温和冷却，以改变它的性能的一种工艺。
钢本身是一种铁炭合金，在固态范围内，随着加温和冷却速度的变化，不同含炭量的钢，其金相组织发生不同的变化。
不同金相组织的钢具有不同的性能。
因此利用不同的加热温度和冷却速度来控制和改变钢的组织结构，便可得到不同性能的钢。
《金属材料与热处理》课程标准一、课程性质与定位《金属材料与热处理》是机械类专业必修的技术基础课。
该课程理论性较强，新概念较多，同时又与生产实际有着密切联系。
为了使学生较好地消化所学知识，在学习本课程前，学生应安排金工实习，使他们对金属冶炼、加工及热处理有一个概括认识。
主要讲授金属材料典型组织、结构的基本概念，金属材料的成分、组织结构变化对性能的影响，热处理的基本类型及简单热处理工艺的制定，合金钢种类、牌号、热处理特点及应用，为学生从事机械设计、制造及相关的工作打下基础。
二、课程设计与理念本课程是根据高职教育数控技术专业人才培养目标，遵循以“就业为导向，能力为本位”的职教理念设计的。
具体体现在以下几点：1.贴近生产岗位。
本书以企业需求为基本依据，加强实践性教学，以满足企业岗位对高技能人才的需求作为课程教学的出发点，紧扣国家最新颁布的相关行业岗位的国家职业标准和职业技能鉴定规范，使本书内容与相关岗位对从业人员的要求相衔接。
2.借鉴国内外先进职业教育教学模式，突出项目教学，适应学分制。
3.理论与实践一体化。
培养理论联系实际，学以致用，在“做中学”的优良学风，突出实践，立足于实际运用，突出“以就业为导向”、“以能力为本位”的职教思想，精选从行业岗位提炼出来的案例进行教学训练，浅显、实用、紧密结合生产实际，将能力与技能培养贯穿于始终。
4.参照国家职业资格认证标准，实施项目教学，项目制作课题的考评标准具体明确，直观实用，可操作性强。
三、课程目标1.总体目标通过本课程的学习培养学生实事求是的精神和理论联系实际的工作方法。
2.技能与知识目标（1）具有根据零件的使用要求选择零件材料的能力。
（2）初步具有选择钢材热处理方法的能力。
（3）了解金属学的基本知识。
（4）掌握常用金属材料的牌号、性能及用途。
（5）了解金属材料的组织结构与性能之间的关系。
（6）了解热处理的一般原理及其工艺。
（7）了解热处理工艺在实际生产中的应用。
1、零件图图（1）活塞油环零件图及尺寸2、服役条件活塞环具有密封，控油，传热，支撑四大作用。
油环具有回油孔或等效结构，能从缸壁上刮下机油的活塞环。
主要用来调节（或控制）气缸壁上润滑油并带有回油通道的活塞环。
在高速发动机中由于要缩短活塞长度，油环一般趋向于用一个，此时强化油环结构是有必要的。
活塞环失效分析：经过长时间工作的活塞环失效的主要原因：1）因高压的燃气介质造成腐蚀磨损。
2）因润滑不良导致与缸套间的严重划伤。
3）因长时间往复运动造成疲劳断裂而失效。
4）因弹力保持性差而失效等。
3、所需性能及主要技术要求活塞油环所需性能：良好的耐磨性和耐蚀性，必要的机械强度和热强性，足够的弹性和弹性保持性，良好的加工性。
主要技术要求：氮化层硬度(HV1000)，有效厚度（≥800HV）≥0.1mm。
脆0.2性1～2级，耐磨性，和耐腐蚀性要符合活塞环规范要求。
4、选择材料由于发动机的高功率、高转速,活塞环趋向于薄环、轻量、高强度。
钢质材料制成的活塞环具备这些优点,且能少、无切削加工,易自动化,成本低,有良好的可表面处理性,油耗低。
随着活塞环用钢材质量的提高,它替代铸铁的部分在不断升高。
对材料性能测定项目有硬度、抗拉强度、屈服强度、延伸率等。
现在活塞环用钢材都能满足要求,其主要性能参见下表。
我们对上表四种钢质活塞环材料进行分析后选择一种来制造活塞油环。
钢质活塞环材料硬度取决于基体组织，采用四大公司(日立、特线、ASW、Haldex)的公司标准。
碳素钢最低硬度HV400,标准HV500～800；铬硅低合金钢:HV409～580；奥氏体不锈钢:料厚≥0.3mm HV205～255;料厚<0.3mm HV250～330；马氏体不锈钢:HV300～420或HRC38～44。
4.1 比较分析其中，碳素钢和低合金钢耐蚀性较差，不锈钢中奥氏体硬度低,马氏体硬度高。
所以选择马氏体不锈钢来生产钢质活塞油环。
从现有参考文献来看,马氏体不锈钢的氮化硬度能达到较好的水平｡国内常见的马氏不锈钢有1Cr13､2Cr13､3Cr13､4Cr13等,但它们含碳量较低,用作活塞环往往导致其基体强度及弹性极限等指标难以满足使用要求｡因Ni元素在氮化过程中阻碍氮的扩散作用明显,不利于氮化层深的形成,故含Ni不锈钢不纳入考虑范围｡综合考虑活塞环的基体强度､塑性与韧性､弹性极限､抗回火稳定性及热处理工艺的难易程度等相关因素,我们将6C r13Mo马氏体不锈钢作为钢质活塞油环的材料。
金属热处理课程设计
金属热处理课程设计主要包括以下内容：
1. 课程概述：介绍金属热处理的基本概念、目的和重要性，以及金属热处理在工业生产中的应用领域。
2. 金属热处理工艺分类与原理：介绍不同金属热处理工艺的分类，如退火、淬火、回火等，以及各种工艺的原理和作用机制。
3. 金属热处理设备与工具：介绍金属热处理所需的常用设备和工具，如热处理炉、热处理模具、热处理工装等，以及它们的结构和使用方法。
4. 金属热处理工艺参数控制：讲解金属热处理中的关键参数，如温度、时间、冷却速率等的控制方法和技巧，以及对金属性能的影响。
5. 金属热处理工艺实验：设计金属热处理实验，包括不同工艺的试验方案和步骤，如退火试验、淬火试验等，通过实验观察和测试金属材料的性能变化。
6. 金属热处理过程模拟与分析：介绍金属热处理过程的模拟与分析方法，如热处理仿真软件的使用，以及分析金属热处理的效果和优化工艺参数。
7. 金属热处理质量控制与评价：讲解金属热处理的质量控制方法和评价标准，如金相分析、硬度测试等，以及如何判断金属热处理的质量是否合格。
8. 金属热处理的应用案例分析：选取一些典型的金属热处理应
用案例，如钢铁材料的淬火处理、铝合金的时效处理等，进行详细的分析和讨论。
9. 金属热处理的新技术与发展趋势：介绍金属热处理领域的新技术和发展趋势，如表面改性技术、激光热处理等，以及它们在实际工程中的应用前景。
10. 金属热处理的安全与环保：强调金属热处理过程中的安全和环保意识，包括操作安全、废物处理等方面的内容。
以上是金属热处理课程设计的一般框架，具体的课程内容和教学方法可以根据实际情况进行调整和补充。
金属化学热处理课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握金属化学热处理的基本概念、分类及作用，理解其对于金属性能的影响；2. 使学生了解金属的晶体结构、相变原理，以及这些理论知识在化学热处理中的应用；3. 引导学生了解各种金属材料的化学热处理特点及其在实际工程中的应用。
技能目标：1. 培养学生能够运用所学知识，分析并解决金属化学热处理过程中出现的问题；2. 培养学生具备制定金属化学热处理工艺的能力，能够针对不同金属材料进行合理的工艺设计；3. 提高学生的实验操作技能，使其能够独立完成金属化学热处理的实验操作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对金属化学热处理技术的兴趣，激发他们探索金属材料性能优化的热情；2. 引导学生认识到金属化学热处理在国民经济和工程技术领域的重要地位，增强学生的社会责任感和使命感；3. 培养学生严谨的科学态度、良好的团队合作精神，提高他们面对工程问题的自信心。
课程性质分析：本课程属于金属材料学科领域，以实践性、应用性为主，结合理论知识，强调培养学生的实际操作能力和工程应用能力。
学生特点分析：学生为高年级本科生，具备一定的金属材料基础知识，具有较强的学习能力和动手能力，对实际工程问题有一定了解。
教学要求：结合课程性质、学生特点，明确课程目标，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高他们的实际操作能力和工程应用能力。
在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 金属化学热处理基本概念：包括热处理定义、分类、作用及其在金属加工中的重要性；教材章节：第一章 金属化学热处理概述2. 金属晶体结构与相变原理：介绍金属晶体结构、相变类型及相变原理；教材章节：第二章 金属的晶体结构与相变3. 常见金属材料的化学热处理：分析不同金属材料的化学热处理特点、工艺方法及性能变化；教材章节：第三章 常见金属材料的化学热处理4. 化学热处理工艺制定：讲解如何根据金属材料种类、性能要求制定合理的化学热处理工艺；教材章节：第四章 化学热处理工艺制定与应用5. 化学热处理设备与操作：介绍化学热处理设备、工艺参数的设置与操作方法；教材章节：第五章 化学热处理设备与操作6. 金属化学热处理实例分析：分析典型金属化学热处理案例，使学生了解其在实际工程中的应用；教材章节：第六章 金属化学热处理实例分析7. 实验教学：安排金属化学热处理实验，培养学生的实际操作能力；教材章节：第七章 金属化学热处理实验教学内容安排与进度：根据课程目标和教材内容，制定详细的教学大纲，分阶段完成上述教学内容。
金属热处理课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握金属热处理的基本概念，包括退火、正火、淬火和回火等常见热处理工艺。
2. 使学生了解金属热处理对金属性能的影响，如硬度、韧性、强度等。
3. 引导学生认识不同金属材料的适宜热处理方法及其在实际工程中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用金属热处理知识解决实际问题的能力，例如分析机械零件的失效原因并进行改进。
2. 提高学生设计简单金属热处理工艺的能力，并能进行初步的工艺参数优化。
3. 培养学生通过查阅资料、进行实验等方法，获取金属热处理相关知识的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对金属材料及加工工艺的兴趣，培养其探究精神。
2. 培养学生具备严谨的科学态度和良好的团队合作精神，在实验和实践中互相学习、互相帮助。
3. 引导学生认识到金属热处理技术在国家经济建设和国防事业中的重要作用，增强其社会责任感和使命感。
本课程针对高年级学生，课程性质为专业基础课，旨在帮助学生建立扎实的金属热处理理论基础，为后续专业课程学习打下坚实基础。
针对学生特点，课程目标注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。
在教学要求方面，强调过程评价与结果评价相结合，关注学生在学习过程中的成长和进步。
通过本课程的学习，期望学生能够达到上述具体、可衡量的学习成果。
二、教学内容1. 金属热处理基本概念：包括金属热处理的定义、目的、分类及各类热处理工艺的特点。
教材章节：第一章 金属热处理概述2. 金属热处理原理：介绍金属热处理过程中的组织转变、相变原理及其对金属性能的影响。
教材章节：第二章 金属热处理原理3. 常见金属热处理工艺：详细讲解退火、正火、淬火、回火等工艺的参数选择、操作步骤及适用范围。
教材章节：第三章 常见金属热处理工艺4. 金属热处理工艺设计：分析不同金属材料的热处理工艺设计原则，结合实例进行工艺参数优化。
教材章节：第四章 金属热处理工艺设计5. 金属热处理设备与操作：介绍常用金属热处理设备、操作方法及安全注意事项。
金属热处理课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解金属热处理的基本概念、分类及原理；2. 学生能掌握金属热处理对金属性能的影响，如硬度、韧性、强度等；3. 学生能了解金属热处理在工业生产中的应用。
技能目标：1. 学生能运用金属热处理知识，分析并解决实际问题；2. 学生能设计简单的金属热处理工艺流程；3. 学生能通过实验操作，掌握金属热处理的基本技能。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对金属热处理技术的研究兴趣，激发学习热情；2. 学生认识到金属热处理技术在工业发展中的重要性，增强社会责任感；3. 学生在学习过程中，培养团队合作精神，遵循实验操作规范，养成良好的实验习惯。
课程性质：本课程为技术学科，结合理论与实践，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点：初三学生，具备一定的物理知识和实验技能，好奇心强，喜欢实践操作。
教学要求：教师需关注学生的个体差异，采用启发式教学，引导学生主动探究金属热处理技术，提高学生的实践能力。
同时，注重培养学生的安全意识，确保实验操作安全。
通过本课程的学习，使学生达到以上课程目标，为后续相关课程的学习奠定基础。
二、教学内容1. 金属热处理基本概念：介绍金属热处理的定义、目的、分类和基本原理；教材章节：第二章第一节。
2. 金属热处理工艺：讲解常见的金属热处理工艺，如退火、正火、淬火、回火等；教材章节：第二章第二节。
3. 金属热处理对金属性能的影响：分析各种热处理工艺对金属硬度、韧性、强度等性能的影响；教材章节：第二章第三节。
4. 金属热处理工艺的应用：介绍金属热处理在工业生产中的应用实例；教材章节：第二章第四节。
5. 实验操作：安排学生进行金属热处理实验，掌握基本操作技能；教材章节：实验部分。
教学安排与进度：第一课时：金属热处理基本概念；第二课时：金属热处理工艺；第三课时：金属热处理对金属性能的影响；第四课时：金属热处理工艺的应用；第五课时：实验操作。
教学内容科学性和系统性：课程内容按照教材章节顺序进行，从基本概念到实际应用，再到实验操作，确保学生系统掌握金属热处理知识。
20钢热处理课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握20钢的基本成分、性质及应用范围；2. 使学生了解热处理的基本原理，理解20钢在不同热处理工艺下的组织结构及性能变化；3. 帮助学生掌握20钢热处理工艺参数的调整方法，并能根据性能要求选择合适的热处理工艺。
技能目标：1. 培养学生运用显微镜观察20钢热处理前后组织结构的能力；2. 培养学生设计简单的20钢热处理工艺方案，并能进行初步的实验操作；3. 提高学生运用所学知识解决实际工程问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对材料学科的兴趣，激发学生探索科学奥秘的热情；2. 培养学生严谨、务实、创新的学习态度，提高学生的自主学习能力；3. 强化学生的团队合作意识，培养学生在团队中沟通、协作的能力。
课程性质：本课程为专业实践课，旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提高学生的实践操作能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的金属材料基础知识，对热处理工艺有一定的了解，但实践经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重实践操作，提高学生的动手能力；采用启发式教学，引导学生主动思考、探究问题；强调团队合作，培养学生的沟通协作能力。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际工作中，为未来的职业发展打下坚实基础。
二、教学内容1. 20钢的基本性质与成分：包括20钢的化学成分、力学性能、用途等，参考教材第二章第一节；2. 热处理基本原理：介绍热处理的定义、目的、分类，讲解加热、保温、冷却过程中的组织转变，对应教材第二章第二节；3. 20钢热处理工艺及组织性能关系：分析不同热处理工艺（如退火、正火、淬火、回火）对20钢组织结构和性能的影响，参考教材第二章第三节；4. 热处理工艺参数调整方法：探讨如何根据性能要求调整热处理工艺参数，包括加热温度、保温时间、冷却速度等，结合教材第二章第四节；5. 实践操作：设计20钢热处理实验，让学生动手操作，观察组织结构变化，对应教材第二章实验部分；6. 工艺方案设计：培养学生根据性能要求设计20钢热处理工艺方案，包括工艺流程、参数选择等，参考教材第二章案例分析。
《金属热处理原理与工艺》课程设计材料：结构钢40Mn2B主要特性这是一种中碳调质锰钢，钢的强度、塑性和耐磨性都较高，可切削性及热处理工艺性能亦好，在油中临界淬透直径达8.5～23mm，在水中临界淬透直径达20～42mm；但存在回火脆性和过热敏感性，而且淬火时易于开裂。
此钢有白点敏感性，冷变形塑性不高，焊接性差，需要预热到100～425℃后方可焊接。
应用举例一般在调质状态下使用，可用于制造重负荷条件下工作的零件，如轴、曲轴、车轴、活塞杆、蜗杆、杠杆、连杆、有负荷的螺栓、螺钉、加固环、弹簧以及其它调质件。
一般用于直径小于50mm的小截面重要零件时，这种钢的静强度及疲劳性能均与40Cr钢相当，故可作40Cr的代用钢。
4-1材料分析40Mn2B钢是一种合金钢，其中各元素含量为碳 C ：0.36～0.44％硅 Si：0.17～0.37％锰 Mn：1.50～2.49％硼 B：0.0005％～0.0030％硫 S ：≤0.030％磷 P ：≤0.030％铬 Cr：0.80～1.10％镍 Ni：≤0.35％钒 V：0.10～0.20％。
1、Si：常用的脱氧剂，有固溶强化作用，提高电阻率，降低磁滞损耗，改善磁导率，提高淬透性，抗回火性，对改善综合力学性能有利，提高弹性极限，增强自然条件下的耐蚀性。
含量叫干事，降低焊接性，且易导致冷脆。
中碳钢和高碳钢易于在回火时产生石墨化。
2、Mn：降低钢的下界临点，增加奥氏体冷却时的过冷度，细化珠光体组织以其改善其力学性能，为低合金钢的重要合金元素，能明显提高钢的淬透性，但有增加晶体粗化和回火脆性的不利影响。
3、B：微量硼能提高钢的淬透性，但随钢种含碳量的增加，淬透性的提高逐渐减弱以致完全消失。
钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。
具体有：(1（1)提高淬透性的能力极强。
0.0010％～0.0030％硼的作用可分别相当于0.6％锰、0.7％铬、0.5％钼和1.5％镍，因此其提高淬透性的能力为上述合金元素的几百倍乃至上千倍，故此只需极少量硼即可节约大量的贵重合金元素。
金属热处理教案
引言：
金属热处理是一种广泛应用于金属材料加工和制造业中的工艺，通过控制金属材料的温度和时间，以改变其力学性能、改善表面质
量和延长使用寿命。
本教案将介绍金属热处理的基本原理、常见的
热处理方法以及应用实例，以帮助学习者更全面地了解并掌握金属
热处理的知识。
一、金属热处理的基本原理
1.1 金属热处理的定义和作用
1.2 金属的组织结构和相变规律
1.3 热处理过程中的物理和化学反应
二、常见的金属热处理方法及其特点
2.1 全固溶处理
2.2 固溶处理与时效处理
2.3 淬火处理
2.4 空气冷却处理
2.5 淬火与回火处理
三、金属热处理技术的应用实例
3.1 钢材的热处理技术
3.2 铝合金的热处理技术
3.3 铜合金的热处理技术
3.4 不锈钢的热处理技术
四、金属热处理的设备和工艺控制
4.1 热处理设备的分类和特点
4.2 热处理工艺参数的选择和控制
4.3 高温环境下的安全防护
五、金属热处理技术的发展趋势
5.1 绿色环保金属热处理技术
5.2 智能化金属热处理设备
5.3 新型金属热处理材料的研发
结语：
金属热处理是提高金属材料性能与质量的重要工艺之一，它在现代制造业中具有广泛的应用。
通过本教案的学习，学习者将对金属热处理的基本原理、常见方法和应用实例有更深入的认识，为未来的实践应用奠定基础。
在不断发展的制造业中，金属热处理技术也将持续创新和改进，以满足不同行业的需求，提高产品质量和品牌竞争力。
一、前言本次课程设计主要是制定典型零件的生产工艺，是以《金属热处理原理》、《金属热处理工艺学》为基础的一门综合课程设计。
从本次课程设计中，我们可以获得综合运用所学的基本理论、基本知识、基本技能，独立分析和解决实际问题的能力；培养严肃、认真、科学的工作作风和勇于进取开拓的创新精神。
通过本次课程设计，可以使我们初步掌握典型零部件生产工艺过程；掌握典型零件的选材、热处理原则和工艺制定原理；理论联系实际，综合运用基础课及专业课程多方面的知识去认识和分析零部件热处理生产过程的实际问题，培养解决问题的能力。
热处理工艺是整个机器零件和工模具制造的一部分，热处理是通过改变钢的内部组织结构，以改善钢的性能，通过适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。
合理的热处理工艺方案，不但可以满足设计及使用性能的要求，而且具有最高的劳动生产率，最少的工序周转和最佳的经济效果。
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。
二、课程设计的目的1.课程设计属于《金属热处理原理与工艺》课程的延续，通过设计实践，进一步学习掌握金属热处理工艺设计的一般规律与方法。
2.培养综合运用金属学、材料性能学、金属工艺学、金属材料热处理及结构工艺等相关知识，进行工程设计的能力。
3.培养使用手册、图册、有关资料及设计标准的能力。
4.提高技术总结及编制技术文件的能力。
5.是金属材料工程专业毕业设计教学环节实施的技术准备。
三、课程设计内容与基本要求1）、设计内容：材料：特殊性能钢3Cr18Ni25Si2独立完成特殊性能钢3Cr18Ni25Si2的热处理工艺设计，包括工艺方法、路线、参数的确定，热处理设备及操作，金相组织分析，材料性能检测等。
2）基本要求：1、课程设计独立完成，能够清楚地表达所采用热处理工艺的基本原理和一般规律。
金属热处理课程设计一、课程设计背景金属热处理是金属加工过程中重要的一步，能够改善金属材料的性质、提高机械强度、耐热性、抗腐蚀性、耐磨性和硬度等指标。
因此，在工业制造领域中，金属热处理是不可或缺的一环。
目前，随着金属加工行业的发展壮大，对于金属热处理课程的需求也越来越大。
因此，开展金属热处理课程设计具有非常重要的意义。
二、课程设计目标本次课程设计的目标是，通过设计实际的金属热处理工艺，让学生了解并掌握金属热处理的基本理论和实践技能，提高学生的实际操作技能，培养学生的实践能力和团队协作能力。
三、课程设计内容和过程课程设计内容1.金属材料基础知识和性质分析；2.金属热处理技术基础理论；3.热处理设备和工具的介绍和使用；4.热处理工艺参数选择和控制；5.热处理效果检验和分析。
课程设计过程第一步：金属材料的选择和准备根据课程设计的要求，学生需要根据实际情况，选择适合进行热处理的金属材料。
在选择之后，还需要对该材料进行一定的预处理和准备工作。
第二步：热处理工艺参数的选择和控制学生需要通过学习金属热处理的基础理论，选择合适的热处理工艺参数。
在此基础上，还需要对热处理设备进行正确的设置和操作，确保工艺参数的准确控制。
第三步：热处理效果检验和分析在完成热处理工艺之后，学生需要对热处理效果进行检验和分析。
通过对热处理后的材料进行实验室测试和分析，来验证热处理工艺的有效性和正确性。
四、课程设计评价和总结本课程设计是为了培养学生的实际操作技能，提高学生的实践能力和团队协作能力。
在课程设计的过程中，学生需要深入了解金属材料基础知识和热处理技术基础理论，掌握热处理工艺参数的选择和控制技能，以及掌握热处理效果检验和分析的方法。
通过本次课程设计，学生将加深对金属热处理技术相关知识的理解和应用能力的提高。
希望本次课程设计能够达到预期效果，为学生提供更加全面和实用的知识技能，为金属加工行业培养更多的人才。
金属热处理课程设计意义一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握金属热处理的基本概念、原理和方法，培养学生运用金属热处理技术解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解金属热处理的定义、分类和应用领域；（2）掌握金属热处理的基本原理，包括相变规律、结构和性能关系；（3）熟悉金属热处理工艺参数的选择和控制方法；（4）了解金属热处理过程中的质量控制和缺陷分析。
2.技能目标：（1）能够根据材料特性和应用要求，选择合适的金属热处理工艺；（2）能够运用金属热处理技术解决实际生产中的问题；（3）具备金属热处理工艺参数的调整和优化能力；（4）能够进行金属热处理过程的质量分析和缺陷排除。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对金属热处理技术的兴趣和热情；（2）增强学生对材料科学和工程应用的认识；（3）培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德；（4）提高学生团队协作和沟通交流的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括金属热处理的定义、分类和应用领域，金属热处理的基本原理，常见金属热处理工艺及参数，金属热处理过程中的质量控制和缺陷分析。
具体内容包括：1.金属热处理的定义、分类和应用领域；2.金属热处理的基本原理，包括相变规律、结构和性能关系；3.常见金属热处理工艺及参数，如退火、正火、淬火、回火等；4.金属热处理过程中的质量控制和缺陷分析；5.金属热处理技术在工程应用中的案例分析。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
具体方法如下：1.讲授法：教师讲解金属热处理的基本概念、原理和工艺，引导学生掌握知识点；2.讨论法：分组讨论金属热处理技术在实际生产中的应用，培养学生的实际问题解决能力；3.案例分析法：分析金属热处理工艺案例，让学生了解金属热处理技术在工程应用中的重要性；4.实验法：安排金属热处理实验，让学生动手操作，提高实际操作能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
《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。
1.引言：车床主轴箱是一种变速装置，通常将主动轴的一种转速变换为从动轴的一种或多种转速，这种转速的改变主要是通过一系列相互啮合的不同齿数的齿轮来实现的。
相互啮合的一对齿轮可以传递运动和动力，达到增速或减速的目的。
在变速传动中，各轴的轴线相对位置不变，齿轮各自绕其自身轴线转动，主动轮轮齿对与其啮合的从动轮轮齿施加推动力，从而带动从动轮转动。
2.设计简图2.1技术要求齿轮表面采用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 ;3.失效形式及力学性能要求3.1受力及失效形式分析齿轮在工作过程中，由于轮齿受到外力的作用，会产生相应的应力。
该应力是由零逐渐增加到最大值，又由最大值逐渐减小到零，即应力随时间作周期性的变化，这种应力称为交变应力(也称循环应力)。
在交变应力作用下，虽然齿轮所承受的应力远远低于材料的屈服点(材料发生永久变形即塑性变形时对应的应力)，但经过较长时间工作后有可能会产生疲劳裂纹导致断裂，这种观象称为疲劳，疲劳是导致齿轮失效甚至造成重大事故的主要原因。
齿轮在传动过程中，接触的两齿面会产生一定的相互滑动，发生滑动摩擦，导致齿面发生磨损。
磨损严重时，会加大齿侧间隙而引起传动不平稳和冲击，甚至会因齿厚被过度磨损，在受载时发生轮齿折断现象。
齿轮在传动过程中，由于换档、起动或啮合不良，轮齿可能会受到冲击载荷的作用，当冲击载荷较大时，有可能导致齿轮变形甚至断裂。
3.2力学性能要求为了防止齿轮在工作过程中出现疲劳、磨损以及断裂，要求齿轮必须有较高的硬度及好的耐磨性，齿面具有高的疲劳强度，齿轮心部要有足够的强度和韧度，即要求齿轮必须有较好的综合力学性能。
对于车床主轴箱齿轮来说，通常要求齿轮心部硬度达170一217HB，齿面硬度达45～50HRC。
4.车床主轴箱齿轮的工作条件车床主轴箱是一变速装置，通常将主动轴的一种转换为从动轴的一种或多种转速，而这种转速的改变主要是通过一系列相互啮合的不同齿数的齿轮来实现的。
因此主动齿轮会对与其啮合的从动轮轮齿施加推动力，从而带动从动轮的旋转。
所以齿轮会受到外力的影响，从而导致齿轮自身会产生相应的应力。
虽然齿轮所承受的应力远低于材料的屈服点，但长时间工作也有可能导致齿轮产生裂纹而断裂。
齿轮在转动过程中，接触面的齿面会产生滑动摩擦，从而磨损齿面而导致轮齿的断齿轮在传动过程中，会由于换挡、启动或啮合不良而使齿轮受到冲击载荷的作用，从而使齿轮变形甚至断裂。
以上均是齿轮的工作环境，为了能使齿轮在上述环境下能正常工作，就得要求齿轮的自身条件能符合上述条件。
5.车床主轴箱齿轮材料的性能及选择首先分析一下车床主轴箱齿轮材料的力学性能要求；为了满足齿轮的工作的条件，防止出现疲劳、磨损以及断裂等情况的出现，需要求齿轮必须有较高的硬度及好的耐磨性，齿面有较高的疲劳强度，齿轮心部要有足够的强度和韧度，通常情况下要求齿轮心部的硬度达170-217HB齿面硬度达45-50HRC。
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。
其中铸铁的含碳量较高，因此其硬度和耐磨性都较好。
但有一点，其塑性、韧性都较差，不过价格较便宜，对于一些低速、低冲击载荷条件下工作的齿轮可用铸铁；若用钢材制作齿轮则需考虑钢的含碳量，低碳钢的含碳量小于等于0.25%，含碳量较低，因此塑性、韧性较好，强度、硬度较低，很容易变形，不适合做齿轮；高碳钢的含碳量在0.60%~2.11%之间，含碳量较高，所以其强度、硬度及耐磨裂。
性都较好，但塑性、韧性差易断裂，也不适合做齿轮；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。
并且其价格也比合金钢便宜，在工业上我们常用45钢或40Cr钢来制作齿轮。
6.车床主轴箱的齿轮的毛坯选择齿轮的加工过程中毛坯的选择也至关重要，毛坯的选择正确与否，不仅影响零件的加工质量和使用性能，而且对零件的制造工艺过程、生产周期和成本也有很大的影响。
6.1毛坯的选择一定要满足以下原则：6.1.1满足齿轮的使用要求，防止出现选用的毛坯的性能不符合齿轮的工作要求;6.1.2降低生产成本，它包括本身的材料费用、消耗的燃料和动力费用、工资、设备的折旧费等;6.1.3要结合具体的生产条件，也就是本企业的设备条件和技术水平。
生产中齿轮的毛坯类型通常是模锻件，这种模锻件的尺寸和精度都比较高，机械加工的余地较小，节省加工工时并且材料的利用率也较高，更重要的是这种材料的晶粒细小、组织致密，综合性能最符合齿轮的工作要求。
7.车床主轴箱的齿轮的加工工艺过程分析7.1基准的选择对于齿轮加工基准的选择常因齿轮的结构形状不同而有所差异。
对于空心轴，则在中心内孔钻出后，用两端孔口的斜面定位；孔径大时则采用锥堵。
顶点定位的精度高，且能做到基准重合、统一，对带孔齿轮的齿面加工时常采用以下定位、夹紧方式。
以内孔和端面定位，这种定位方式是以工件内孔定位，确定定位位置，再以端面作为轴向定位基准，并对着端面夹紧。
这样可使定位基准、设计基准、装配基准和测量基准重合，定位精度高，适合于批量生产。
7.2为了减少定位误差，提高齿轮加工精度，在加工时应满足以下要求：7.2.2应选择基准重合、统一的定位方式；7.2.3内孔定位时，配合间隙应尽可能减少；7.2.4定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来，以保证垂直度要求。
