齿轮传动轴的热处理工艺
渤海船舶职业学院
毕业设计（论文）题目：42CrMo齿轮传动轴的热处理工艺
系：材料工程系专业：金属材料与热处理姓名：吴超指导教师：王学武
班级：11G541 评阅教师：
学号：17 完成日期：
42CrMo齿轮传动轴的热处理工艺
摘要：本文阐明42CrMo齿轮传动轴热处理工艺路线的选用及工艺参数的确定，具体包括，材料的选择、正火、调制处理、低温回火及齿轮的感应淬火等工艺内容。满足轧机齿轮传动轴的基本技术要求。热处理工艺的制定有利于提高传动轴的质量及加工效率。
关键词：42CrMo齿轮传动轴；调制处理；感应淬火
目录
2 42CrMo齿轮传动轴热处理工艺设计 (5)
2.1 齿轮传动轴的服役条件、失效形式及性能要求 (5)
2.1.1 服役条件、失效形式 (5)
2.1.2 性能要求 (5)
2.2 齿轮轴材料的选择 (5)
2.3 42CrMo齿轮传动轴的热处理工艺设计 (6)
2.3.1 42CrMo的工艺流程 (6)
2.3.2 42CrMo钢的热处理工艺设计 (7)
（1）预备热处理工序--正火 (7)
感应加热淬火工艺原理 (9)
2.4选择设备 (10)
2.6 42CrMo齿轮传动轴热处理质量检验项目、内容及要求 (12)
2.8 42CrMo齿轮传动轴热处理常见缺陷的预防和补救方法 (13)
2.8.1加热时常见的缺陷的预防及补救方法 (13)
（1）过热现象及其预防、补救 (13)
2.8.2调质时常见的缺陷的预防及补救方法 (14)
2.8.3感应加热淬火缺陷与预防、补救 (15)
3.结论 (16)
4.致谢 (17)
5.参考文献 (19)
1齿轮传动轴热处理概述
齿轮传动轴是轧机中重要的传动部分,主要承受交变载荷，冲击载荷，剪切应力和接触应力大。轴部易产生裂纹，齿部易磨损。因此对齿轮轴的心部要求有一定的强度和韧性，有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力。表面还应具有一定的硬度和耐磨性。为了满足这些性能要求，材料要有很好的力学性能，常采用42CrMo钢经正火，调质，感应加热淬火加低温回火已达到所要求的性能。
42CrMo为中碳合金钢，预备热处理是正火，主要目的是为了获得一定的硬度，便于钢坯的切削加工，为调质做好组织准备。调质的目的是为了提高轧机齿轮传动轴的综合力学性能。中频感应加热表面淬火是使零件表面得到高的硬度和耐磨性，而心部仍保持一定的强度及较高的塑性、韧性。
通过对42CrMo钢热处理工艺的分析，就是通过正确的热处理工艺，达到所需要的性能，保证质量。
根据齿轮传动轴的工作条件，失效形式及性能要求，大部分材料选择为合金中碳钢，本设计借鉴了《热处理实用数据速查手册》，《钢的热处理》，《机床零件用钢》，《金属工艺学》等。根据工艺设计的理论基础设定了完整的热处理工艺流程，使热处理的42CrMo中碳合金结构钢表面除具有高硬度，高耐磨性外，高的疲劳强度，在高温下的强度，还要使心部具有高的的强度和韧性，从而满足齿轮轴的质量要求。
2 42CrMo齿轮传动轴热处理工艺设计
2.1 齿轮传动轴的服役条件、失效形式及性能要求
2.1.1 服役条件、失效形式
齿轮传动轴在转动时主要承受剪切应力，交变弯曲应力，传递动载荷等工作，受到多次冲击应力。在工作过程中，由于不同的应力作用，导致不同的失效形式，主要有疲劳磨损，裂纹，表面点蚀，弯曲疲劳折断，冲击折断等。
2.1.2 性能要求
（1）具有高的疲劳极限
（2）具有高的抗弯强度
（3）具有较高的韧性
（4）具有高的耐磨性
（5）具有抗多次冲击能力
（6）具有高温下的高强度
（7）具有一定的精度
2.2 齿轮轴材料的选择
齿轮传动轴材料的选用根据齿轮传动轴的工作条件，要求以及性能来确定。
根据要求42CrMo钢的性能符合度非常好，其经过正火，调质，感应加热淬火加低温回火后表面硬度可达HRC50的高硬度，表面耐磨性好，心部硬度可达HRC35~45。42CrMo钢，具有高强度和高韧性，淬透性好，调质后有较高的疲劳极限和抗多次冲击的能力。淬火时变形小，高温时具有高的蠕变强度和持久强度，且无明显的回火脆性。
42CrMo钢中含有的合金元素Cr，Mo。其中铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。可提高碳钢的硬度和耐磨性. 而含量超过12%时。使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。而钼在钢中能提高淬透性和热强性。在调质钢中，钼能使较大断面的零件淬深、淬透，提高钢的抗回火性或回火稳定性，使零件可以在较高温度下回火，从而更有效地消除（或降低）残余应力，提高塑性。所以在生产中常常选用42CrMo作为轧机齿轮传动轴的材料。其综合力学性能优良符合质量要求。
表1 42CrMo钢的化学成分
C Si Mn P S Cr Ni Cu Mo 化学成分(质量
分数）%
42CrMo 0.42 0.27 0.65 0.005 0.005 1.10 0.005 0.005 0.20 2.3 42CrMo齿轮传动轴的热处理工艺设计
2.3.1 42CrMo的工艺流程
（1）加工路线
备料→锻造→正火→粗、半精加工→制齿→调质→感应加热淬火、低温回火→精机加工磨齿。
（2）锻造工艺设计
锻造齿轮传动轴的毛坯经过锻造后获得基本的形状。锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形，已获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。查阅《热处理工艺规范数据手册》可以找出42CrMo钢的锻造工艺的加热温度、始锻温度冷却方式，本设计具体的锻造工艺参数如表2所示。
表2 42CrMo钢的热加锻造工艺规范
项目Ac1Ac3加热温度始锻温度终锻温度
钢坯730℃800℃1150～1200℃1130～1180℃＞850℃经锻造后其最大直径约为80mm，采用缓冷。
图2 42CrMo齿轮传动轴示意图
2.3.2 42CrMo钢的热处理工艺设计
（1）预备热处理工序--正火
一般均安排在毛坯生产之后，切削加工之前，或粗加工之后，半精加工之前。正火的目的是为了细化晶粒、改善组织，提高切削加工性能，为淬火和最终热处理做好准备。
通常对于亚共析钢正火的加热温度通常为Ac3以上30～50℃,而对于中碳合金钢的正火温度正火温度通常为Ac3以上50～100℃，。42CrMo的加热温度范围为850～900℃。加热温度过低先共析铁素体未能全部溶解而达不到细化晶粒的作用，加热温度过高会造成晶粒粗化恶化钢的力学性能，所以我们可以选着870℃。保温1小时。
正火工艺曲线如图3所示。
温度/℃
870℃
1h
空冷
时间T
图3 42CrMo钢热处理正火工艺曲线
（2）42CrMo 钢的调质处理
淬火后高温回火的方法为调质。调质可以使钢的性能，材质得到很大程度的调整，其
强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能。调质处理后得到回火索氏体，Cr
能增加钢的淬透性，提高钢的强度和回火稳定性，具有优良的机械性能。截面尺寸大或重
要的调质工件，应采用42CrMo 钢工件淬火后油冷，42CrMo 钢的淬透性较好，在油中冷却
能淬硬，而且工件的变形、开裂倾向小。所以42CrMo 钢采用淬油，再回火处理。硬度可
达HRC35-45。由亚共析钢淬火温度要求T=Ac3+30~50（℃）可得，淬火温度T=830~850
（℃），回火温度达到480℃HRC 35-45 我们可以设定在840℃图4为调质工艺曲线。
图4 42CrMo 调质工艺曲线图
（3）最终热处理工序—感应加热表面淬火、低温回火
零件经调质后具有良好的综合力学性能，但不满足其工艺要求，所以要进行感应表面
淬火已达到所要求的力学性能，感应加热淬火后硬度较高，除磨削外不宜再进行其他切削
加工，因此工序位置一般安排在半精加工后，磨削加工前。根据所要求的性能，可设定淬
温度T=900℃。不同钢含碳量的硬度与回火温度关系不同42CrMo 在150~180℃回火可满
足使用要求。
图5 为调质后感应淬火加低温回火热处理工艺曲线。 840℃
480℃ 温度/℃
时间
油冷
空冷
1h
3h
感应加热淬火工艺原理
感应加热淬火加热速度快，淬火质量好，较一般淬火硬度高，得到极细马氏体，且淬
硬层深度易于控制，易实现机械化和自动化。
涡流在工件截面上的分布是不均匀的，心部几乎等于零，而表面电流密度极大，称为
“集肤效应”，频率愈高，电流密度极大的表面层愈薄。依靠这种电流和工件本身的电阻，
使工件表面迅速加热到淬火温度，而心部温度仍接近室温，然后立即喷水冷却，使工件表
面淬硬。
（1）感应加热淬火加频率的选择
感应加热可分为三类：
(1)高频加热
常用频率为（200～300）KHZ ，淬硬层深度为（0.5～2.5）mm 。
(2)中频加热
常用频率为（2500～8000）HZ ，淬硬层深度为（2～10）mm 。
(3)工频加热
电流频率为50HZ ，不需要频设备，城市用交流电即可，硬层深度为（10～20）mm 以上，
城市用交流电即。
图5 42CrMo 钢感应加热淬火加回火工艺曲线 900℃
150~180℃
空冷
油
温度/℃
时间
3h 约35s
根据工件尺寸可知，一般硬化层深δ＝（10～20）％Φ较为合适，其中Φ为工件的有效直径，Φ=80mm可得δ≈8，所以我们选择中频感应加热表面淬火。
（4）感应加热淬火的目的
表面感应加热淬火是为了使钢件达到所要求的表面高硬度，高耐磨性，而心部保持较好的塑性和韧性，且呈现低的缺口敏感性，高的冲击韧性和疲劳强度，已达到最优的使用性能和工艺性能。
（3）回火的目的
42CrMo钢经调质、感应加热淬火和低温回火后获得显微组织表面为细马氏体、残余奥氏体和碳化物，心部组织为回火索氏体。回火后不仅消除了淬火时产生的残余应力，降低了脆性，防止变形和开裂，调整了强度，硬度，塑性和韧性，而且稳定了显微组织和工件尺寸，使其达到了使用性能和工艺要求。
2.4选择设备
（1）正火设备
本次热处理根据工艺参数温度可选用中温箱式电阻炉。RX-45-9中温箱式电阻炉
图11 箱式电阻炉
（2）调质设备。
为方便操作也可选择RX-45-9中温箱式电阻炉淬火。回火时选用井式回火炉如图12。
图12 井式回火炉
（3）感应加热淬火设备
GC-1205感应淬火电炉。
图13 中频感应淬火电炉
（4）回火设备
同样，井式回火炉。
2.6 42CrMo齿轮传动轴热处理质量检验项目、内容及要求
（1）外观形检查
检查工件表面有无腐蚀或氧化皮。不得有裂纹及碰伤，表面不得有锈蚀。
（2）工件变形检查
根据图样技术要求检查工件的挠曲变形、尺寸及几何形状的变化。
（3）淬硬层深度检查
感应加热淬火后应检查淬硬层深度，42CrMo淬硬层深度应在8mm左右。
（4）硬度检查
在淬火后检查包括淬硬层表面及心部硬度，一般用洛氏硬度HRC标尺测量。42CrMo 钢在调质,感应淬火，低温回火后，表面硬度可达HRC50以上，心部硬度可达35~45。
（5）金相组织检查
按技术要求检查淬硬层的显微组织：残留奥氏体数量，有无反常组织，心部组织是否粗大及铁素体是否超出技术要求等。
2.8 42CrMo齿轮传动轴热处理常见缺陷的预防和补救方法
2.8.1加热时常见的缺陷的预防及补救方法
（1）过热现象及其预防、补救
①形成原因及防止措施
钢在加热过程中，由于加热温度过高或保温时间过长，引起奥氏体晶粒粗大，即为过热。防止措施主要是严格控制加热温度和保温时间。
②返修方法
可通过重新退火，正火或多次高温回火来补救。
（2）过烧缺陷及其预防、补救
①形成原因及防止措施
钢加热时，由于加热温度过高，造成晶界氧化或局部熔化的组织缺陷。防止过烧主要措施也是严格控制加热温度和加热时间。
②返修方法
工件过烧无法挽救只能报废。
（3）组织粗大缺陷及其预防、补救
①形成原因及防止措施
钢加热时，由于加热温度过高，形成魏氏体，或者加热缓慢同样奥氏体粗大。预防方法主要是采用适当温度和冷却速度。
②返修方法
魏氏体可通过双重正火消除。粗大的奥氏体可通过多次高温回火消除。
（4）脱碳和氧化缺陷及其预防、补救
①形成原因及防止措施
钢加热时，表层的碳与介质（或气氛）中的氧、氢、二氧化碳和水蒸气发生化学反应，降低了表层碳浓度成为脱碳。加热时，钢表层的铁及合金与元素与介质（或气氛）中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应生成氧化物膜的现象为氧化。
防止措施：工件表面涂料，用不锈钢箔包装密封加热、采用盐浴加热、采用保护气氛加热等。
②返修方法
只能加工前预防。
2.8.2调质时常见的缺陷的预防及补救方法
（1）淬火变形与裂纹缺陷及预防，补救
①形成原因及防止措施
对合金钢而言，由于其导热性较差，若加热速度太快，不仅零件变形大，甚至有开裂的危险。在冷却过程中由于热应力与组织应力的共同作用，零件常出现变形，有的甚至出现表面裂纹。热应力是加热或冷却过程中，零件由表面至心部各层的加热或冷却速度不一样造成的。淬火冷却过程中零件表面存在的组织应力常为拉应力，它是在冷却过程中零件由表层至心部各层奥氏体转变为马氏体先后不一样造成的。零件淬火后出现变形、开裂，热处理工艺不当是重要因素。如加热温度过高造成奥氏体晶粒粗大，合金钢加热速度快造成热应力加大，加热时工件氧化、脱碳严重，以及冷却介质选择不当，工件入冷却介质的方式不对等诸因素都会导致工件变形甚至开裂。但是在正常的淬火工艺下要从材质本身及前序冷热加工中寻找原因，诸如钢材内在夹杂物含量、化学成份、异常组织等超过标准要求，淬火之前工件表面存在裂纹、以及零件形状分布不合理等因素都会导致淬火过程中零件变形甚至开裂。
防止淬火工艺过程零件变形、开裂的措施：a）正确选材和合理设计。对于形状复杂、截面变化大的零件，应选用淬透性好的钢材，以便采用较缓和的淬火冷却方式。在零件结构设计中，应注意热处理结构工艺性。b）淬火前进行相应的退火或正火，以细化晶粒并使组织均匀化，减少淬火内应力。c）严格控制淬火加热温度，防止过热缺陷，同时也可
减少淬火时的热应力。d）采用适当的冷却方法，如双液淬火、马氏体分级淬火或贝氏体等温淬火。淬火后应立即回火，以消除应力，降低工件的脆性。
②返修方法
无法补救。
（2）硬度不足或出现软点缺陷及其预防、补救
①形成原因及防止措施
经淬火后零件硬度偏低和出现软点的主要原因是：亚共析钢加热温度低或保温时间不充分，淬火组织中有残留铁素体；加热过程中钢件表面发生氧化、脱碳，淬火后局部生成非马氏体组织；淬火时，冷却速度不足或冷却不均匀，未全部得到马氏体组织；淬火介质不清洁，工作表面不干净，影响了工件的冷却速度，致使未能全部淬硬。
防治措施：为防止淬火后零件硬度偏低最重要的是防止加热时零件表面脱碳。其中最有效的办法是采用盐浴或可控气氛或真空加热。若在一般空气电阻炉中加热，在确保零件烧透及组织转变的前提下力求尽量缩短加热时间。
②返修方法
回炉重新加热回火。
（4）回火脆性缺陷及其预防、补救
①形成原因及防止措施
主要原因是由于所选回火温度不当，或回火冷却速度不够（第二类回火脆性）所致。防止回火脆性的出现应正确选择回火温度和冷却方式。
②返修方法
一旦出现回火脆性，对于第一类回火脆性，只能通过加热淬火，令选回火温度回火：对于第二类回火脆性，可采取重新加热回火，然后加速回火冷却速度的方法消除。
2.8.3感应加热淬火缺陷与预防、补救
（1）表层大量残余奥氏体缺陷及其预防、补救
①形成原因及防止措施
淬火温度过高，奥氏体中碳及合金元素含量较高，降低直接淬火或重新加热榨火的温度。
②返修方法
冷处理；
高温回火后，重新加热淬火。
（2）硬化层过浅或过深其防止措施
1）形成原因
a）频率选择不合适。率过高，加热深度越浅，则硬化层过浅。反之则硬化层过深。
b）加热单位功率选择不合适。位功率过高，加热速度过快，表面热量向里传递时间短，也会引起加热深度浅，造成硬化层过；反之硬化层过深。
c)感应器与工件间隙不合适。感应器与工件间隙过小，涡流集中于表面，加热深度过浅，则硬化层过浅；反之则硬化层过深。
d）加热时间过短。热量传递不足，加热深度过浅，则硬化层过浅；反之则硬化层过深。
2) 防治措施
合理选择频率、单位功率；合理选择加热时间；调整间隙。
（3）硬化层不均匀及其预防
①形成原因
同时加热淬火时，工件位置偏心；感应器喷水孔不均匀；淬火机床不同心。
②防止方法
调整定位装置，防止工件偏心；改善感应器喷水孔分布，使其分布均匀；调整淬火机床上、下顶针，使其对中。
3.结论
热处理时，不可避免的就会发生变形，甚至是开裂，因此提高产品质量，降低废品率，减小热处理变形，防止开裂是关键。减小热处理变形、防止开裂仅仅靠热处理工作者是不够的，要求设计人员充分考虑热处理工艺性。冷热加工要相互配合。在生产、设计过程中，综合分析，找出问题的关键，抓住主要矛盾，采取有效措施，就能明显减小热处理变形，避免开裂，达到提高产品质量，降低消耗，增加经济效益的目的。
4.致谢
大学三年学习时光已经接近尾声，这三年是我人生中重要的三年，是难以忘却的三年，是影响我一身的三年。在毕业即将来临之际，心里的感激之情难以言表，我不能忘记在一起的老师和同学们，在此我想对我的母校，我的父母、亲人们，我的老师和同学们表达我由衷的谢意。感谢我的家人对我大学三年学习的默默支持；感谢我的母校给了我来大学学习、深造的机会；感谢同学和老师们三年来的关心和鼓励。老师课堂上的激情洋溢，课堂下的谆谆教导；同学们在学习中的热情认真，生活上的热心主动，所有这些都让我的三年充满了感动。
在此我要特别感谢王学武老师，感谢他们在忙碌的教学工作中抽出时间来审查、修改我的论文。
5.参考文献
[1] 《热处理实用数据速查手册》叶卫平，张覃铁..北京:机械工业出版社,2010,11.
[2] 《金属材料及热处理》赵忠，丁仁亮，周尔康.北京:机械工业出版社,2004.
[3] 《机械工程材料》许德珠.北京:高等教育出版社,2001.
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[5] 《金属材料学》文九巴.北京.机械工业出版社，2011.8
[6] 《金属热处理工艺方法500种》.雷廷权.北京:机械工业出版社,1998,10.
齿轮热处理工艺【详尽版】
齿轮热处理工艺【详细介绍】 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 一、工作条件以及材料与热处理要求 1.条件: 低速、轻载又不受冲击 要求: HT200 HT250 HT300 去应力退火 2.条件: 低速(＜1m/s)、轻载,如车床溜板齿轮等 要求: 45 调质,HB200-250 3.条件: 低速、中载,如标准系列减速器齿轮 要求: 45 40Cr 40MnB (5042MnVB) 调质,HB220-250 4.条件: 低速、重载、无冲击,如机床主轴箱齿轮 要求: 40Cr(42MnVB) 淬火中温回火HRC40-45 5.条件: 中速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴箱齿轮 要求: 40Cr、40MnB、42MnVB 调质或正火,感应加热表面淬火,低温回火,时效,HRC50-55 6.条件: 中速、中载或低速、重载,如车床变速箱中的次要齿轮 要求: 45 高频淬火,350-370℃回火,HRC40-45(无高频设备时,可采用快速加热齿面淬火) 7.条件: 中速、重载 要求: 40Cr、40MnB(40MnVB、42CrMo、40CrMnMo、40CrMnMoVBA)淬火,中温回火,HRC45-50.
8.条件: 高速、轻载或高速、中载,有冲击的小齿轮 要求: 15、20、20Cr、20MnVB渗碳,淬火,低温回火,HRC56-62.38CrAl 38CrMoAl 渗氮,渗氮深度0.5mm,HV900 9.条件: 高速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴轮. 要求: 40Cr、40MnB、(40MnVB)高频淬火,HRC50-55. 10.条件: 高速、中载、有冲击、外形复杂和重要齿轮,如汽车变速箱齿轮 (20CrMnTi淬透性较高,过热敏感性小,渗碳速度快,过渡层均匀,渗碳后直接淬火变形较小,正火后切削加工性良好,低温冲击韧性也较好) 要求: 20Cr、20Mn2B、20MnVB渗碳,淬火,低温回火或渗碳后高频淬 火,HRC56-62.18CrMnTi、20CrMnTi(锻造→正火→加工齿轮→局部镀同→渗碳、 预冷淬火、低温回火→磨齿→喷丸)渗碳层深度1.2-1.6mm,齿轮硬度HRC58-60,心部硬度HRC25-35.表面:回火马氏体+残余奥氏体+碳化物.中心:索氏体+细珠光体 11.条件: 高速、重载、有冲击、模数＜5 要求: 20Cr、20Mn2B 渗碳、淬火、低温回火,HRG56-62. 12.条件: 高速、重载、或中载、模数＞6,要求高强度、高耐磨性,如立车重要螺旋锥齿轮 要求: 18CrMnTi、20SiMnVB 渗碳、淬火、低温回火,HRC56-62 13.条件: 高速、重载、有冲击、外形复杂的重要齿轮,如高速柴油机、重型载重汽车,航空发动机等设备上的齿轮. 要求: 12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、20CrMnMoVBA(锻造→退火
传动轴加工工艺的设计
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潍坊科技学院学生毕业设计（论文）材料目录 传动轴加工工艺的设计 【摘要】 传动轴是组成机器零件的主要零件之一，一切做回转运动的传动零件（例如：齿轮，蜗轮等）都必须安装在传动轴上才能进行运动及动力的传动，传动轴常用于变速箱与驱动桥之间的连接。通过对该零件的图样进行分析到选取制作该零件毛坯的材料，再对该零件的表面的加工方法的确定及定位基准的确定，和对该零件加工的各阶段进行了仔细的划分及一些其他因素（热处理，加工尺寸和切削用量）的安排，最后拟定了工艺过程。 【关键词】 传动轴;加工工艺;加工尺寸;切削用量
目录 摘要....................................................................................................................... I 关键词 ................................................................................................................... I 绪论 (1) 1．轴类零件加工 (2) 1.1轴类零件的功用与结构特点 (2) 1.2 主要技术要求 (2) 1.2.1尺寸精度 (2) 1.2.2几何形状精度 (2) 1.2.3位置精度 (2) 1.2.4表面粗糙度 (2) 1.3轴类零件的材料和毛坯 (2) 1.3.1轴类零件的材料 (2) 1.3.2轴类零件的毛坯 (3) 1.4轴类零件的预加工 (3) 1.5轴类零件的热处理 (3) 1.6轴类零件加工工艺规程注意点 (3) 1.7零件传动轴图样分析 (5) 2.传动轴的加工工艺分析 (6) 2.1确定毛坯 (6) 2.2确定主要表面的加工方法 (6)
常用齿轮材料的选择及其热处理工艺设计
齿轮材料的选择及其热处理工艺 1、齿轮材料的选择原则 齿轮材料的种类很多，在选择时应考虑的因素也很多，下述几点可供选择材料时参考： 1）齿轮材料必须满足工作条件的要求。例如，用于飞行器上的齿轮，要满足质量小、传递功率大和可靠性高的要求，因此必须选择机械性能高的合金银；矿山机械中的齿轮传动，一般功率很大、工作速度较低、周围环境中粉尘含量极高，因此往往选择铸钢或铸铁等材料；家用及办公用机械的功率很小，但要求传动平稳、低噪声或无噪声、以及能在少润滑或无润滑状态下正常工作，因此常选用工程塑料作为齿轮材料。总之，工作条件的要求是选择齿轮材料时首先应考虑的因素。 2）应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺。大尺寸的齿轮一般采用铸造毛坯，可选用铸钢或铸铁作为齿轮材料。中等或中等以下尺寸要求较高的齿轮常选用锻造毛坯，可选择锻钢制作。尺寸较小而又要求不高时，可选用圆钢作毛坯。 齿轮表面硬化的方法有：渗碳、氨化和表面淬火。采用渗碳上艺时，应选用低碳钢或低碳含金钢作齿轮材料；氨化钢和调质钢能采用氮化工艺；采用表面淬火时，对材料没有特别的要求。 3）正火碳钢，不论毛坯的制作方法如何，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮，不能承受大的冲击载荷；调质碳钢可用于制作在中等冲击载荷下工作的齿轮。 4）合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮。 5）飞行器中的齿轮传动，要求齿轮尺寸尽可能小，应采用表面硬化处理的高强度合金钢。 6）金属制的软齿面齿轮，配对两轮齿面的硬度差应保持为30～50HBS或更多。当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差（如小齿轮齿面为淬火并磨制，大齿轮齿面为常化或调质）；且速度又较高时，较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应，从而提高了大齿轮齿面的疲劳极限。因此，当配对的两齿轮齿面具有较大的硬度差时，大齿轮的接触疲劳许用应力可提高约 20％，但应注意硬度高的齿面，粗糙度值也要相应地减小。 2、齿轮材料的选择 齿轮齿条是现代机械中应用最广泛的一种机械传动零件。齿轮传动通过轮齿互相啮合来传递空间任意两轴间的运动和动力，并可以改变运动的形式和速度。齿轮传动使用范围广，传动比恒定，效率较高，使用寿命。在机械零件产品的设计与制造过程中，不仅要考虑材料的性能能够适应零件的工作条件，使零件经久耐用，而且要求材料有较好的加工工艺性能和经济性，以便提高零件的生产率，降低成本，减少消耗。如果齿轮材料选择不当，则会出现零件的过早损伤，甚至失效。因此如何合理地选择和使用金属材料是一项十分重要的工作。 满足材料的机械性能，材料的机械性能包括强度、硬度、塑性及韧性等，反映材料在使用过程中所表现出来的特性。齿轮在啮合时齿面接触处有接触应力，齿根部有最大弯曲应力，可能产生齿面或齿体强度失效。齿面各点都有相对滑动，会产生磨损。齿轮主要的失效形式有齿面点蚀、齿面胶合、齿面塑性变形和轮齿折断等。因此要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面要有足够的硬度和耐磨性，芯部要有一定的强度和韧性。 例如，在确定大、小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30-50HBS，是因为小齿轮受载荷次数比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄，强度低于大齿轮。为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些。 另一方面，根据材料的使用性能确定了材料牌号后。要明确材料的机械性能或材料硬度，然后我们可以通过不同的热处理工艺达到所要求的硬度范围，从而赋予材料不同的机械性能。如材料为40Cr合金钢的齿轮，当840-860℃油淬，540-620℃回火时，调质硬度可达28-32HRC，可改善组织、提高综合机械性能；当860-880℃油淬，240—280℃回火时，硬度可达46-51HRC，则钢的表面耐磨性能好，芯部韧性好，变形小；当500-560℃氮化处理，氮化层0.15 -0.6mm时，硬度可达52-54HRC，则钢具有高的表面硬度、高的耐磨性、高的疲劳强度，较高的抗蚀性和抗胶合性能且变形极小；当通过电镀或表面合金化处里后，则可改善齿轮工作表面摩擦性能，提高抗腐蚀性能 3、齿轮常用材料 齿轮常用材料摘要：齿轮依靠结构尺寸材料强度承受载荷要求材料具有强度韧性耐磨性齿轮形状复杂齿轮精度要求要求材料工艺常用材料锻钢铸钢铸铁锻钢硬度分为大类HB称为软齿称为硬度HB工艺过程锻造毛坯正火粗车调质加工常用材料SiMnCr 液体动静压轴承常用轴壳配轴承轴承的密封类型精密轴承工序间防锈新工艺轴承寿命强化
(工艺技术)钢的热处理工艺设计经验公式
钢的热处理工艺设计经验公式 1钢的热处理 1.1 正火加热时间 加热时间t=KD （1） 式中t为加热时间(s); D使工件有效厚度（mm）； K是加热时间系数（s/mm）。 K值的经验数据见表1。 表1 K值的经验数据 1.2 正火加热温度 根据钢的相变临界点选择正火加热温度 低碳钢：T=Ac3+（100～150℃）（2） 中碳钢：T=Ac3+（50～100℃）（3） 高碳钢：T=A Cm+（30～50℃）（4） 亚共析钢：T=Ac3+（30～80℃）（5） 共析钢及过共析钢：T=A Cm+（30～50℃）（6） 1.3 淬火加热时间 为了估算方便起见，计算淬火加热时间多采用下列经验公式： t=a· K ·D︱ (不经预热) （7） t=(a+b)· K ·D︱(经一次预热) （8） t=(a+b+c)· K ·D︱(经二次预热) （9） 式中t—加热时间（min）； a—到达淬火温度的加热系数（min/mm）； b—到达预热温度的加热系数（min/mm）； c—到达二次预热温度的加热系数（min/mm）； K—装炉修正系数； D︱--工件的有效厚度（mm）。 在一般的加热条件下，采用箱式炉进行加热时，碳素钢及合金钢a多采用1～1.5min/mm；b 为1.5～2min/mm（高速钢及合金钢一次预热a=0.5～0.3；b=2.5～3.6；二次预热a=0.5～0.3；b=1.5～2.5；c=0.8～1.1），若在箱式炉中进行快速加热时，当炉温较淬火加热温度高出100～150℃时，系数a约为1.5～20秒/毫米，系数b不用另加。若用盐浴加热，则所需时间，应较箱式炉中加热时间少五分之一（经预热）至三分之一（不经预热）左右。工件装炉修正系数K的经验值如表2： 表2 工件装炉修正系数K
传动轴的数控加工工艺与编程设计
更多资料请访问.(.....) ...../ 4、毕业设计说明书的上边距:30mm；下边距:25mm；左边距:3Omm；右边距:2Omm；行间距1.5倍行距。 5、页眉的文字为“中北大学XXXX届毕业设计说明书”，用小四号黑体字，页眉线的上边距为25mm；页脚的下边距为18mm。 6参考文献 以上三项我也不会弄，你再弄一下。其他的自己再检查一下。
毕业设计说明书 传动轴的数控加工工艺及编程设计 学生姓名：贾伟学号：0821210509 学院：软件学院 专业：数控技术 指导教师：马军 2010年 5 月 27日 摘要 轴类零件在整个制造工业中发挥着重要作用。在汽车领域起着连接动力装置和运动装置的部位，在重型机械领域，起着传动动力，吊卸重物的重要组成部分等。细长轴是传动轴类零件的特点，在整个
轴类零件中也扮演着重要角色。现根据其零件特性，对其加工过程作详细分析，确定其加工过程中所 选刀具的种类、型号及其注意事项，并总结出该轴类零件的加工过程。 关键词：工艺分析，刀具，工艺卡片，编程 summary The summary axis parts throughout the manufacturing industry can play an important role. In the automotive industry plays a connection to the power plant and exercise equipment parts, in heavy machinery industry, plays a transmission power, lifting heavy objects, such as an important component of unloading. Slender shafts are driven shaft parts features throughout the axles in also play an important role. On the basis of their characteristics, on the part of its process for detailed analysis, to determine which process the selected type, model number and its considerations, and summarize the axles of the machining process. Tags: technology analysis tool process card programming 3。 目录 1 引言 ................................ ..... ................................ 2 1、零件图 ............................... ................................ 1.1、零件图的工艺分析 (3)
40Cr机床齿轮热处理工艺设计课程设计论文
工业大学 材料工艺学课程设计（论文）题目：40Cr机床齿轮热处理工艺设计
课程设计（论文）任务及评语
前言 现代工业的飞速发展对机械零部件及热处理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。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。 由于块规在使用过程中易磨损和碰撞，另外块规本身尺寸精确，因此要求块规具有高的硬度，高的耐磨性和高的尺寸稳定性以及一定的韧性。但块规没有单独专用的钢种，为了满足上述性能要求，块规选用，低合金工具钢（40Cr）。 40Cr机床齿轮规采用淬火及低温回火热处理工艺，其组织是回火马氏体和残余奥氏体，并残存一定的淬火应力。这种组织状态在长期放置和使用过程中，将发生变化，从而使块规的尺寸也发生变化，对于高精度的块规，这种变化是不允许的。尺寸变化的原因主要是残余奥氏体转变为马氏体使尺寸增大，以及残留应力在量具内部重新分布和消失所引起的组织变化。为使40Cr机床齿轮规尺寸和形状稳定，确保其精度，对要求较高的精密的，淬火温度应低些。同时在淬火后立即将其冷却到-80℃左右，甚至在液氮中进行冷处理，然后取出再进行正常回火。为了进一步提高40Cr机床齿轮规尺寸稳定性，在精磨或研磨前，必须进行时效处理，进一步消除内应力，必要时，这种处理要重复多次[1]。 本设计是在课堂学习热处理知识后的探索和尝试，其内容讨论如何设计40Cr 机床齿轮规淬火回火时效热处理工艺技术，重点是制定合理的热处理规程，并按此设计40Cr机床齿轮规热处理工艺方法。
课程设计论文热处理工艺设计
目录 第一章 热处理工设计目的 (1) 第二章 课程设计任务 (1) 第三章 热处理工艺设计方法 (1) 3.1 设计任务 (1) 3.2 设计方案 (2) 3.2.1 12CrNi3叶片泵轴的设计的分析 (2) 3.2.2 钢种材料 (2) 3.3设计说明 (3) 3.3.1 加工工艺流程 (3)
3.3.2 具体热处理工艺 (4) 3.4分析讨论 (11) 第四章 结束语 (13) 参考文献 (14)
12CrNi3叶片泵轴的热处理工艺设计 一. 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。 二. 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。 三. 热处理工艺设计的方法 1. 设计任务 12CrNi3叶片泵轴零件图如图3.1
图3.1 12CrNi3叶片泵轴 2、设计方案 2.1.工作条件 叶片泵是由转子、定子、叶片和配油盘相互形成封闭容积的体积变化来实现泵的吸油和压油。叶片泵的结构紧凑，零件加工精度要求高。叶片泵转子旋转时，叶片在离心力和压力油的作用下，尖部紧贴在定子内表面上。这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积，先由小到大吸油再由大到小排油，叶片旋转一周时，完成两次吸油与排油。泵轴在工作时承受扭转和弯曲疲劳，在花键和颈轴处收磨损。因此，要求轴有高的强度，良好的韧性及耐磨性。 2.1.1失效形式 叶片泵轴的主要失效形式是疲劳断裂，在花键和轴颈处可能发生工作面的磨损、咬伤，甚至是咬裂。 2.1.2性能要求 根据泵轴的受力情况和失效分析可知 ,叶片泵轴主要是要求轴具有高的强度，良好的韧性及耐磨性，以保证轴在良好的服役条件下长时间的工作。 2.2钢种材料 12CrNi3A钢属于合金渗碳钢，比12CrNi2A钢有更高的淬透性，因此，可以用于制造比12CrNi2A钢截面稍大的零件。该钢淬火低温回火或高温回火后都具有良好的综合力学性能，钢的低温韧性好，缺口敏感性小，切削加工性能良好，当硬度为HB260～320时，相对切削加工性为60%～70%。另外，钢退火后硬度低、塑性好，因此，既可以采用切削加工方法制造模具，也可以采用冷挤压成型方法制造模具。为提高模具型腔的耐磨性，模具成型后需要进行渗碳处理，然后再进行淬火和低温回火，从而保证模具表面具有高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韧性，该钢适宜制造大、中型塑料模具。12CrNi3高级渗碳钢的淬透性较高 ,退火困难。由于不渗碳表面未经镀铜防渗 ,因此渗碳后进行低温回火 , 降低硬度 , 便于切去不渗碳表
齿轮传动轴的热处理工艺
渤海船舶职业学院 毕业设计（论文）题目：42CrMo齿轮传动轴的热处理工艺 系：材料工程系专业：金属材料与热处理姓名：吴超指导教师：王学武 班级：11G541 评阅教师： 学号：17 完成日期：
42CrMo齿轮传动轴的热处理工艺 摘要：本文阐明42CrMo齿轮传动轴热处理工艺路线的选用及工艺参数的确定，具体包括，材料的选择、正火、调制处理、低温回火及齿轮的感应淬火等工艺内容。满足轧机齿轮传动轴的基本技术要求。热处理工艺的制定有利于提高传动轴的质量及加工效率。 关键词：42CrMo齿轮传动轴；调制处理；感应淬火
目录 2 42CrMo齿轮传动轴热处理工艺设计 (5) 2.1 齿轮传动轴的服役条件、失效形式及性能要求 (5) 2.1.1 服役条件、失效形式 (5) 2.1.2 性能要求 (5) 2.2 齿轮轴材料的选择 (5) 2.3 42CrMo齿轮传动轴的热处理工艺设计 (6) 2.3.1 42CrMo的工艺流程 (6) 2.3.2 42CrMo钢的热处理工艺设计 (7) （1）预备热处理工序--正火 (7) 感应加热淬火工艺原理 (9) 2.4选择设备 (10) 2.6 42CrMo齿轮传动轴热处理质量检验项目、内容及要求 (12) 2.8 42CrMo齿轮传动轴热处理常见缺陷的预防和补救方法 (13) 2.8.1加热时常见的缺陷的预防及补救方法 (13) （1）过热现象及其预防、补救 (13) 2.8.2调质时常见的缺陷的预防及补救方法 (14) 2.8.3感应加热淬火缺陷与预防、补救 (15) 3.结论 (16) 4.致谢 (17) 5.参考文献 (19)
3传动轴工艺设计
3传动轴工艺设计 3.传动轴加工工艺分析 绘制好零件图后，同组的同学集体对零件进行了工艺分析，结果如下: 先粗车外圆，然后钻中心孔，粗车外圆轮廓，接着精车，切槽，再切断。 加工基准的确定，从保证加工精度要求出发，定位基准应选精基准，再选粗基准。且设计基准与工艺基准重合，减小基准不重合误差。 精基准的选择主要应该考虑保证工件加工精度和安装方便可靠。选择原则包括基准重合原则，基准统一原则，自为基准原则，互为基准原则，方便安装原则。 粗基准的选择主要保证各加工表面有足够的加工余量，使加工表面与非加工表面间的位置符合图样要求，并特别注意应尽快获得精基准。选择基准原则，包括选择重要表面，不加工表面，加工余量小的表面作为粗基准。 3.1.1 毛坯的选择 由于齿轮轴要求有较高的综合性能，毛坯选用锻件，零件的总长为137，为方便加工采用Φ30×200mm的尺寸。 3.1.2工艺分析 1)Φ25处轴段 考虑到表面粗糙度为1.6，圆跳动为0.02加工精度较高查阅机械加工工艺人员手册，我们采用的方案是：粗车-精车-磨。并且同轴度 要求为 2) Φ22处轴段 考虑到表面粗糙度为1.6，圆跳动为0.02加工精度较高查阅机械加工工艺人员手册，我们采用的方案是：粗车-精车-磨。 3) 其余部分 其余部分为自由公差，粗糙度要求为12.5，粗车即可达到要求。 6)热处理 为了提高齿轮的综合性能需进行调质处理，为了避免零件热处理过程中变形，将热处理安排在半精车之前。 3.1.3机床的选择
参考各机床参数以及结合实验楼设备的实际情况，机床型号选择如下: 车 CA6140 铣 X8126B 磨 M1432A 3.2 确定齿轮轴加工工艺路线 参照前述加工工艺分析，现将齿轮轴的加工工艺路线列述如下: 下料-锻造-粗车-热处理-精车--铣键槽-磨 …… 3.5 零件数控加工工艺分析 如图1.1所示，零件外形规则，被加工部分的各尺寸、形位、表面粗糙度值等要求较高。工件复杂程度一般，包含了圆柱面、切槽、倒角以及螺纹的加工，且大部分的尺寸均达到IT8～IT7级精度。 选用通用三爪卡盘装夹工件，校正三爪卡盘，使之与工作Z轴移动方向平行。采用试切法对刀，找正工件X、Z轴零点，零点位于工件右端面Φ32的中心位置，设置Z轴零点与机械原点重合，刀具长度补偿利用X轴定位器设定；有时也可不使用刀具半径补偿功能，而根据不同刀具没定多个工件坐标系零点进行编程加工。图中A表面为执行刀具长度补偿后的零点表面。 (1)根据零件图样要求给出加工过程为： 1. 粗车外圆柱面保证直径为Φ25.8mm，选用外圆车刀。 2.粗车右端长度为22mm的外轮廓，预留0.8mm 的精加工余量，选用外圆车刀。 3.精加工外轮廓，选用外圆车刀。 4.右端面倒角1×45°，选用外圆车刀。 5.切槽，宽度分别为2mm、3mm，选用切槽刀。 (2)刀具及切削用量的选择 工步1：平端面，使用01号车刀（外圆车刀），切削用量：F=60mm/min，n=560r/min。 工步2：粗车外轮廓，使用01号车刀（外圆车刀），切削用量：F=200 mm/min，n=560r/min， a=0.5mm。 p
HT250机床齿轮的热处理工艺设计
攀枝花学院 学生课程设计（论文） 题目：HT250机床齿轮的热处理工艺设计学生姓名： 学号： 所在院(系)：材料工程学院 专业：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：职称：讲师 2013年12月18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 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
摘要 本课设计了HT250机床齿轮的热处理工艺设计。主要的工艺过程包括粗车、精车、插齿、滚齿倒棱、清洗、渗碳淬火、磨内空端面、磨齿、清洗、强化喷丸、清洗等过程。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。HT250强度、耐磨性、耐热性均较好，减震性良好，铸造性能较优，但需要进行人工时效处理提高其力学性能。可用于要求强度和一定耐腐蚀能力壳、容器、塔器、法兰、填箱料本体及压盖、碳化塔、硝化塔等；还可以制作机床床身、立柱、气缸、齿轮以及需要经表面淬火的零件。因其受热变形量较小，常用于高温场合。 机床齿轮是连续啮合传递运动和动力的机械元件。其作用是能将一输出轴的转动传递给另一根轴可以实现减速、增速、变向和换向等作用，从而使机床能够按指定要求工作。 关键词：HT250 灰口铸铁；退火或正火工艺；中或高频淬火；力学性能
目录 摘要 (Ⅰ) 1、设计任务 (3) 1.1设计任务 (3) 1.2设计的技术要求 (3) 2、设计方案 (4) 2.1 机床齿轮设计的分析 (4) 2.1.1工作条件 (4) 2.1.2失效形式 (4) 2.1.3性能要求 (4) 2.2钢种材料 (5) 3、设计说明 (6) 3.1加工工艺流程 (7) 3.2具体热处理工艺 (8) 3.2.1预备热处理工艺 (9) 3.2.2渗碳工艺 (9) 3.2.3淬火回火热处理工艺 (10) 4、分析与讨论 (11) 5、结束语 (12) 6、热处理工艺卡片 (13) 参考文献 (14)
热处理工艺设计课程设计
北华航天工业学院 《热处理工艺设计》 课程设计报告 报告题目：CA8480轧辊车床主轴 和淬火量块 热处理工艺的设计 作者所在系部：材料工程系 作者所在专业：金属材料工程 作者所在班级：B10821 作者学号：20104082104 作者姓名：倪新光 指导教师姓名：翟红雁 完成时间：2013.06.27
课程设计任务书 课题名称 CA8480轧辊车床主轴和淬火量块 热处理工艺的设计 完成时间06.27 指导教师翟红雁职称教授学生姓名倪新光班级B10821 总体设计要求 一、设计要求 1.要求学生在教师指导下独立完成零件的选材； 2.要求学生弄清零件的工作环境。 3.要求学生通过对比、讨论选择出最合理的预先热处理工艺和最终热处理工艺方法； 4.要求学生分别制定出预先热处理和最终热处理工艺的正确工艺参数，包括加热方式、加热温度、保温时间以及冷却方式； 5.要求学生写出热处理目的、热处理后组织以及性能。 工作内容及时间进度安排 内容要求时间备注 讲解并自学《金属热处理工艺》课本第六章；收集资料, 分析所给零件的工作环境、性能要求, 了解热处理工艺设计的方法、内容和步骤； 通过对零件的分析，选择合适的材料以及技术要 求 0.5天 热处理工艺方法选择和工艺路线的制定 确定出几种（两种以上）工艺 线及热处理 方案，然后进行讨论对比优缺点, 确定最佳工艺 路线及热处理工艺方案 1.5天 热处理工艺参数的确定及热处理后组织、性能 查阅资料，确定出每种热处理工艺的参数, 包括加热方式、温度和时间，冷却方式等，并绘 出相应的热处理工艺曲线 1.5天 编写设计说明书按所提供的模板 0.5天 答辩1天 课程设计说明书内容要求 一. 分析零件的工作环境，确定出该零件的性能要求，结合技术要求，选出合适的材料，并阐述原因。 二. 工艺路线和热处理方案的讨论。要求两种以上方案进行讨论，条理清晰，优缺点明确。 三. 每种热处理工艺参数的确定（工序中涉及到的所有热处理工艺）。写出确定参数的理由和根据，（尽可能写出所使用的设备）要求每一种热处理工艺都要画出热处理工艺曲线; 四. 写出每个工序的目的以及该零件热处理后常见缺陷。
传动轴的加工工艺设计书
传动轴机械加工工艺规程设计 说明书 设计人：陈浩 专业：机制 班级：1006 学号：22号
目录 摘要 (3) 关键词 (3) 1.零件图样分析 (3) 2.毛坯的确定 (4) 3.工艺分析 (5) 4.工艺路线的拟定 (6) 5.切削用量的选择 (6) 6.工序尺寸及其公差的确定 (9) 7.机械加工程序 (9) 7.1确定加工方法 (9) 7.2机床选择 (10) 7.3刀具选择 (10) 7.4量具选择 (11) 8．设计总结 (12) 9.参考文献 (13) 10.工序卡片编制 (14) 11.附录
传动轴的加工工艺设计 摘要：本设计通过传动轴零件图的分析，确定了该零件的毛坯材料及尺寸规格；通过对零件的加工工艺分析，确定了该零件的加工工艺路线，编写了详细的机械加工工艺文件：工艺过程卡片和工序卡片。零件在加工中必须保证重要尺寸的精度和表面质量，并对零件在加工过程中使用的设备和工装进行说明。 关键词：传动轴；尺寸；加工工艺 1、零件图样分析 传动轴是某机器中的一个重要传输动力的零件，属于典型的轴类零件。其形状结构如下图：
图中以Φ20±0.01mm 的外圆与Φ25±0.025mm 的外圆公共轴线为基准，作为装配要求，加工零件的其它外圆基准。001 01.035+-φ圆和0 025.035-φmm 外圆轴线有跳动公差，公差值为0.03mm ，零件表面粗糙度最小数值为Ra0.8μm ，零件采用材料为45号钢在加工过程中有调质的要求，这样有利于改善零件的加工综合性能，故加工过程中应适时转序。该传动轴零件形状为较简单的阶梯轴，结构简单。为实现轴的准确传递动力和轴与轴之间的精密配合，要求很高的精度等级和表面粗糙度。为了在传力过程中承受交变扭转负荷和冲击，传动轴需要有良好的力学综合性能，一般要对其进行调质处理，材料可为45号钢，就可以达到它的使用要求.分析零件图可知，传动轴两端面和各阶梯轴端面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了接触刚度；为了加工阶梯轴，需在加工前切出退刀槽，以方便在加工外圆表面时退刀，避免刮伤加工好的端面；在加工各重要外圆表面时，可以两端定位，通过粗车、半精车、粗磨、精磨来达到技术要求，加工起来比较方便；键槽加工也可以在车床上用铣刀铣出来。总体上，主要工作表面虽然加工精度和表面粗糙度要求相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。 2、毛坯的确定 在制订工艺规程时，合理选择毛坯不仅影响到毛坯本身的制造工艺和费用，而且对零件机械加工工艺、生产率和经济性也有很大的影响。由于零件属于轴类，用来传递动力的要求有较好的韧性，加上径向尺寸变化较大，故采用锻件最为适宜，锻件的毛坯余量选择单边为3mm,相比棒料而言减少了加工余量。零件采用的是45钢，具有较好综合机械性能。为了提高生产率，降低成本，故在中批量生产中采用模锻制造毛坯，毛坯总长为156mm 。
齿轮热处理
1 齿轮热处理概述众所周知，齿轮是机械设备中关键的零部件，它广泛的 用于汽车、飞机、坦克、齿轮传动是近代机它具有传动准确、结构紧凑使用寿命长等优点。轮船等工业领域。是机械产品重要器中最常见的一种机械振动是传递机械动力和运动的一种重要形式、基础零件。它与带、链、摩擦、液压等机械相比具有功率范围大，传动效率高、圆周速度高、传动比准确、使用寿命长、尺寸结构小等一系列优点。因此它已成为许多机由于齿轮在工业械产品不可缺少的传 动部件，也是机器中所占比例最大的传动形式。得益于近年来汽车、风电、. 发 展中的突出地位，使齿轮被公认为工业化的一种象征据大规格齿轮加工机床的需求增长十分耀眼。核电行业的拉动，汽车齿轮加工机床、近年来涉及齿轮加工机床制造的企业也日益增随着齿轮加工机床需求的增加，了解，多。无论是传统的汽车、船舶、航空航天、军工等行业，还是近年来新兴的高铁、铁对齿轮加工机床制都对机床工具行业的快速发展提出了紧迫需求，路、电子等行业，万吨。但 我国齿轮的质量年将达到200 2012 造商提出了新的要求。据权威部门预测主要 表现在齿轮的平均使用寿与其他发达国家的同类产品相较还是具有一定的差距，本设计是在课堂学习热处理知识后的探索和单位产品能耗、生产率这几方面上。命、并按重点是制定合理的热处理规程，尝试，其内容讨论如何设计齿轮的热处理工艺，此设计齿轮的热处理方法。齿轮是机械工业中应用最广泛的重要零件之一。其主要作用是传递动力，改变运 动速度和方向。是主要零件。其服役条件如下：齿轮工作时，通过齿面的接触来传递动力。两齿轮在相对运动过程中，既有滚动，(1)在齿根部位受因此，齿轮 表面受到很大的接触疲劳应力和摩擦力的作用。又有滑动。到很大的弯曲应力作用；word 编辑版． ⑵高速齿轮在运转过程中的过载产生振动，承受一定的冲击力或过载；⑶在一些特殊环境下，受介质环境的影响而承受其它特殊的力的作用。因此，齿轮的表面有高的硬度和耐磨性，高接触疲劳强度，有较高的齿根抗弯强度，高的心部 抗冲击能力。齿轮常用材料有。20Cr ，20CrMnTi, 18Cr2Ni4WA①20Cr降温直接淬火对渗碳时有晶粒长大倾向，有较高的强度及淬透性，但韧性较差。可切削性良好，冲击韧性影响较大，因而渗碳后进行二次淬火提高零件心部韧性；20Cr 为珠光体，焊接性较好，焊后一般不需热处理。但退火后较差；②20CrMnTi 20CrMnTi是性能良好的渗碳钢，淬透性较高，经渗碳淬火后具有高的强度和 韧性，特别是具有较高的低温冲击韧性，切削加工性良好，加工变形小，抗疲劳性能好。 ③18Cr2Ni4WA
45钢车床主轴的热处理工艺设计
《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 .4
轴类零件的材料与热处理
轴类零件的材料与热处理 一般轴类零件常用中碳钢，如45钢，经正火、调质及部分表面淬火等热处理，得到所要求的强度、韧性和硬度。 对中等精度而转速较高的轴类零件，一般选用合金钢（如40Cr等），经过调质和表面淬火处理，使其具有较高的综合力学性能。对在高转速、重载荷等条件下工作的轴类零件，可选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢，经渗碳淬火处理后，具有很高的表面硬度，心部则获得较高的强度和韧性。对高精度和高转速的轴，可选用38CrMoAl 钢，其热处理变形较小，经调质和表面渗氮处理，达到很高的心部强度和表面硬度，从而获得优良的耐磨性和耐疲劳性。 附：钢的淬火与回火是热处理工艺中很重要的、应用非常广泛的工序。淬火能显著提高2钢的强度和硬度。如果再配以不同温度的回火，即可消除（或减轻）淬火内应力，又能得到强度、硬度和韧性的配合，满足不同的要求。所以，淬火和回火是密不可分的两道热处理工艺。
车床主轴加工工艺过程分析 ⑴ 主轴毛坯的制造方法 锻件，还可获得较高的抗拉、抗弯和抗扭强度。 ⑵ 主轴的材料和热处理 45钢，普通机床主轴的常用材料，淬透性比合金钢差，淬火后变形较大，加工后尺寸稳定性也较差，要求较高的主轴则采用合金钢材料为宜。 ①毛坯热处理 采用正火，消除锻造应力，细化晶粒，并使金属组织均匀。 ②预备热处理 粗加工之后半精加工之前，安排调质处理，提高其综合力学性能 ③最终热处理 主轴的某些重要表面需经高频淬火。 最终热处理一般安排在半精加工之后，精加工之前，局部淬火产生的变形在最终精加工时得以纠正。 加工阶段的划分 ①粗加工阶段
用大的切削用量切除大部分余量，及时发现锻件裂纹等缺陷。 ②半精加工阶段 为精加工作好准备 ③精加工阶段 把各表面都加工到图样规定的要求。 粗加工、半精加工、精加工阶段的划分大体以热处理为界。 工序顺序的安排 毛坯制造——正火——车端面钻中心孔——粗车——调质——半精车表面淬火——粗、精磨外圆——粗、精磨圆锥面——磨锥孔。 在安排工序顺序时，还应注意下面几点：①外圆加工顺序安排要照顾主轴本身的刚度，应先加工大直径后加工小直径，以免一开始就降低主轴钢度。 ②就基准统一而言，希望始终以顶尖孔定位，避免使用锥堵，则深孔加工应安排在最后。但深孔加工是粗加工工序，要切除大量金属，加工过程中会引起主轴变形，所以最
设计-传动轴-机械制造技术基础
毕业设计 题目：传动轴的工艺设计 院系：机电工程系 专业：机电一体化 姓名：吕书星 班级：机电六班 学号：2010010306036 指导教师：孔祥林
目录 前言------------------------------------------------------2 课程设计简要分析------------------------------------------3 1 零件最小直径的确定--------------------------------------4 2 零件的工艺分析------------------------------------------4 3 工艺计算与设计------------------------------------------5 3.1 毛坯选择---------------------------------------------5 3.2 工艺路线的确定---------------------------------------5 3.2.1 确定零件的定位基准与装夹方式----------------------5 3.2.2 主要表面加工方法的确定----------------------------6 3.2.3 装夹方式------------------------------------------6 3.2. 4 划分阶段------------------------------------------7 3.2. 5 热处理工序安排------------------------------------7 3.2.6 加工方法的选择和加工方案的确定--------------------8 4 工序与工步的划分---------------------------------------10 4.1 工序的划分------------------------------------------10 4.2工步的划分-------------------------------------------11 4.3加工顺序及加工路线的确定-----------------------------11 4.3.1 零件加工必须遵守的安排原则------------------------11 4.3.2进给路线-------------------------------------------11 4.4 加工尺寸和切削用量----------------------------------12 4.5拟定工艺过程-----------------------------------------12
常用齿轮材料的选择及其热处理工艺
第11卷第5期2006年10月 新 余 高 专 学 报JOURNAL OF X I N Y U C OLLEGE Vol .11,NO.5 Oct .2006 —105 — 常用齿轮材料的选择 及其热处理工艺 ●李玉平 (新余高等专科学校 工程系, 江西 新余 338000) 摘 要:齿轮是机械传动中应用最广泛的零件之一,它在工作中的受力情况比较复杂。在齿轮的制造过程中,合理选择 材料与热处理工艺,是提高承载能力和延长使用寿命的必要保证。就常用齿轮材料锻钢、铸钢、铸铁、有色金属、非金属材料等的选择及热处理工艺进行了分析。 关键词:齿轮材料;热处理;锻钢;铸钢;铸铁;有色金属;非金属材料中图分类号:TG162.73 文献标识码:A 文章编号:1008-6765(2006)05-0105-02 收稿日期:2006-08-28 作者简介:李玉平(1965-),女,江西丰城人,副教授,主要从事机械制造的研究。 1前言 齿轮是机械传动中应用最广泛的零件之一,它的功用是按规定的速比传递动力和运动。在工作中,它的受力情况比较复杂,齿轮的齿根部受交变弯曲应力,齿面承受大的接触应力并产生强烈的摩擦,在换挡、启动和啮合不良时,齿轮还承受一定的冲击载荷。齿轮的主要失效形式是疲劳断齿、疲劳点蚀以及齿面的过量磨损。根据齿轮的受力情况和失效分析可知,齿轮一般都需经过适当的热处理,以提高承载能力和延长使用寿命,齿轮在热处理后应满足下列性能要求: 1)高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度(抗疲劳点蚀)。2)齿面具有较高的硬度和耐磨性。3)齿轮心部具有足够的强度和韧性。 齿轮的材料及热处理对齿轮的内在质量和使用性能都有很大的影响。锻钢、铸钢、铸铁、有色金属及非金属材料都可用来制造齿轮,各种热处理方法,如渗碳、渗氮、碳氮共渗、表面淬火、调质和正火等,在齿轮制造中都被应用,因此,齿轮的选材和热处理方法的选用较其它零件复杂。这就需要设计人员根据齿轮承载能力的不同,合理选择材料和毛坯及热处理工艺,并制定相应的工艺路线,用最经济的办法最大限度地发挥材料的潜能,做到“物尽其用”。2常用齿轮材料及热处理工艺的选择2.1锻钢 锻钢应用最广泛,通常重要用途的齿轮大多采用锻钢制作。根据承载能力的大小不同,选择的材料及热处理工艺又有所不同。 (1)高承载能力的重要齿轮这类齿轮有汽车、拖拉机、摩托车、矿山机械及航空发动机等齿轮。 1)汽车、拖拉机等齿轮主要分装在变速箱和差速器中。在变速箱中,通过它来改变发动机、曲轴和主轴齿轮的转速; 在差速器中,通过齿轮来增加扭转力矩,且调节左右两车轮的 转速,并将发动机动力传给主动轮,推动汽车、拖拉机运行,所以传递功率、冲击力及摩擦压力都很大,工作条件比较恶劣。因此在耐磨性、疲劳强度、心部强度和冲击韧性等方面的要求均比较高。实践证明,选用渗碳钢经渗碳、淬火及低温回火后使用最为合适。渗碳齿轮一般采用合金渗碳钢,而不采用碳素钢,因为碳素钢渗碳后淬火时要用水作淬火剂,变形量大。小模数齿轮一般采用20Cr 和20Cr M nTi,而较大模数齿轮采用30Cr M nTi 钢。其工艺路线一般为: 备料———锻造———正火———机械粗加工、半精加工———渗碳+淬火+低温回火———喷丸———校正———精加工 该工艺中正火的目的是为了均匀和细化组织,消除锻造应力,改善切削加工性;渗碳后表面含碳量提高,保证淬火后得到高的硬度(58～62HRC ),提高耐磨性和接触疲劳强度,心部硬度可达30～45HRC,并具有足够的强度和韧性;喷丸可增大渗碳表层的压应力,提高疲劳强度,并可清除氧化皮。 2)航空发动机齿轮承受高速和重载,比汽车、拖拉机齿轮的工作条件更为恶劣,除要求高的耐疲劳性外,还要求齿轮的心部具有高的强度和韧性,一般多采用12Cr N i3A 、12Cr2N i4A 或18Cr2N i4WA 等高级渗碳钢制造,为了节约镍,可用15Cr M n2Si M oA 代替18Cr2N i4WA 。这两种钢的切削加工性能较差,其工艺路线一般为: 备料———锻造———调质处理———机械粗加工、半精加工———渗碳———高温回火———机械加工———淬火+低温回火———机械精加工———检验 在此工艺中,由于12Cr N i3A 、12Cr2N i4A 、18Cr2N i4WA 等高级渗碳钢的淬透性较高,退火困难,一般采用调质处理,使硬度降低到35HRC 以下,改善切削加工性能。由于不渗碳表面未经镀铜防渗,因此渗碳后进行高温回火,降低硬度,便于切去不渗碳表面的渗碳层。