毕业设计(论文)-50钢车床主轴热处理工艺设计.doc
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1、攀枝花学院学生课程设计(论文)题 目: 50钢车床主轴热处理工艺设计 学生姓名: X X X 学 号: 201111102XXX 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一班 指 导 教 师: X X X 职称: 讲 师 2012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题目50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50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
2、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)内容: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,设计或选定装夹具,作出热处理工艺卡。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依据和各热处理后的显微组织作出说明。要求:(1)分析生产加工及热处理过程中可能出现的缺陷,针对这些缺陷提出预防措施或补救措施。(2)提交设计说明书(或设计报告
3、),35千字,提交设计说明书。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,2007.53王建安. 金属学与热处理M. 北京:机械工业出版社,19804 中国机械工程学会.热处理手册M. 北京:机械工业出版社,2006.75 范逸明.简明金属热处理工手册M.北京:国防工业出版社,2006.34、课程设计工作进度计划第16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17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(签字)日期年 月 日教研室意见
4、:年 月 日学生(签字): 接受任务时间: 年 月 日注:任务书由指导教师填写。课程设计(论文)指导教师成绩评定表题目名称50钢车床主轴热处理工艺设计评分项目分值得分评价内涵工作表现20%01学习态度6遵守各项纪律,工作刻苦努力,具有良好的科学工作态度。02科学实践、调研7通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。03课题工作量7按期圆满完成规定的任务,工作量饱满。能力水平35%04综合运用知识的能力10能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题,能正确处理实验数据,能对课题进行理论分析,得出有价值的结论。05应用文献的能力5能独立查阅相关文献和从事其他调研;能提出并
5、较好地论述课题的实施方案;有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。06设计(实验)能力,方案的设计能力5能正确设计实验方案,独立进行装置安装、调试、操作等实验工作,数据正确、可靠;研究思路清晰、完整。07计算及计算机应用能力5具有较强的数据运算与处理能力;能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。08对计算或实验结果的分析能力(综合分析能力、技术经济分析能力)10具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。成果质量50%09插图(或图纸)质量、篇幅、设计(论文)规范化程度5符合本专业相关规范或规定要求;规范化符合本文件第五条要求。10设计说明书(论文)质量30综述简练完整,有见解;立论
6、正确,论述充分,结论严谨合理;实验正确,分析处理科学。11创新10对前人工作有改进或突破,或有独特见解。成绩指导教师评语指导教师签名: 年月日攀枝花学院本科课程设计(论文) 摘要摘 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,要求主轴上具有高强度、硬度。足够的韧性及疲劳强度、变形小等性能。而50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适合,所有需要队50号钢进行适当的热处理。在主轴大端上需要使用锻坯正火,消除毛坯的锻造能力,减低硬度以及改造切削加工性能,然后再进行调质,使主轴具有良好的综合
7、力学性能,最后经过淬火后高温回火,使其硬度可达220250HBS,提高主轴的硬度,使主轴达到良好的工作性能。在锥孔进行局部用淬火使键槽部位不淬火硬,提高耐性;在花键部分可以采用高频淬火减少变形并达到表面淬火硬。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。关键词:50钢,车床主轴,热处理工艺攀枝花学院本科课程设计(论文) 目录目 录摘 要1、设计任务.11.1设计任务.11.2设计分析 .1 1.3 设计的技术要求.12、设计方案.22.1 主轴设计的分析.22.1.1工作条件22.1.2承受的载荷22.1.3主要失效形
8、式22.2钢种材料.3 2.2.1 50号钢的元素成分及作用.3 2.2.2 50号钢的性能.3 2.2.3 50号钢中碳和合金元素的作用.33、设计说明.43.1加工工艺流程.43.2具体热处理工艺.43.2.1锻坏正火处理工艺43.2.2调质处理工艺.4 3.2.2.1调质的目的.4 3.2.2.2热处理工艺.43.2.3锥孔及外锥体的局部淬火63.2.4花键高频淬火74、分析与讨论.105、结束语116、热处理工艺卡片12参 考 文 献13攀枝花学院本科课程设计(论文) 1 设计任务1 设计任务1.1设计任务50号钢车床主轴热处理工艺1.2 设计分析 通过对车床主轴的工作条件及性能要求分
9、析,选择适当的材料,通过对50号钢材料成分的特点,确定车床主轴的热处理工艺。首先要分析零件的工作状况及性能,其次确定加工工艺流程,针对流程中的具体工艺热处理查看热处理手册查找钢种的方法,参数等来做出设计。 下图是C6132卧式车床主轴零件简图。该主轴主要受弯曲应力和扭矩,但是转速不高,承受的载荷相对也比较低,采用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和尖顶有相对摩擦,花键部位与齿轮有相对滑动,所以这些部位要求有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,故轴颈五耐磨性要求。 图1-1 C6132卧式车床主轴零件1.3设计的技术要求 车床主轴适合
10、一般性能,根据对该轴的工作条件分析,以及结合材料情况,热处理条件如下: a.体调质后硬度为200-250HBW。 b.的硬度为50-50HRC。 c.部位硬度为48-53HRC。 在进行热处理前,结合车床主轴的力学性能和50号钢的特点,做出了热处理的条件,必须根据热处理条件来选择合理的热处理方式。0攀枝花学院本科课程设计(论文) 2 设计方案2 设计方案2.1主轴设计的分析2.1.1工作条件 机床主轴某些部位承受着不同部位的摩擦,特别是轴颈部位,因为轴颈与某些轴承配合时摩擦较大,所以应具有较高的强度硬度和耐磨性。但某些部位的轴颈与轴承相配合的摩擦不大,所以就不需要太高的硬度。2.1.2承受的工
11、作载荷机床主轴在进行运转时受到各个方面的载荷作用,如弯曲、扭转和冲击等。所以要求主轴具有抗击各种载荷的能力。当主轴载荷较大且转速又高时,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的力学性能。2.1.3失效形式 主轴的主要失效形式为:长期交变载荷形成的疲劳断裂;承受大载荷或冲击载荷形成的过量变形;长期承受摩擦,轴颈或花键表面会造成磨损,及过量磨损。1. 疲劳断裂的分析疲劳断裂是发生在零件局部应力区,某些晶粒在应力作用下产生微小裂纹,随着循环数的增加,裂纹继续扩展。导致最终疲劳断裂。 止措施:减少零件上各种会产生应力作用的缺陷,提高零件的抗疲劳能力。2. 磨损失效的分析主要有磨
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