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目录
一、热处理工艺课程设计的作用 2
二、 热处理工艺课程设计的目的 2
三、热处理工艺课程设计的任务 2
四、零件的技术要求及选材 2
4.1 丝杠的工作条件及失效形式 2
4.2 丝杠的性能要求 3
4.3 材料的选择—— 38CrMoAlA钢 3
4.4 38CrMoAlA钢化学成分 3
4.5 38CrMoAlA钢相变点 4
4.6 热处理工艺的总体制定 4
五、制定热处理工艺依据及具体参数确定 4
5.1 38CrMoAlA钢调质处理 5
5.2 38CrMoAlA钢氮化处理 8
六、夹具的选用 19
七、热处理工艺设计的体会 20
八、参考文献: 21
九、附表1 热处理工艺卡
一、热处理工艺课程设计的作用
热处理工艺课程设计是材料专业学生学完相关热处理课程后运用理论知识指导生产实践的一个必经环节,培养学生综合运用所学知识制定生产实践中的热处理工艺的能力,包括工艺设计中的细节问题,设备选用,夹具设计,工艺流程,资料、手册的查用,规范、标准、工艺卡的书写等。
热处理工艺课程设计的目的
1、课程设计属于《金属热处理工艺学》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和方法。
2、培养综合运用金属固态相变学、材料性能学、金属材料学、金属材料热处理等相关知识,进行工艺设计的能力。
3、培养学生使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。
4、提高学生技术总结及编制技术的能力。
三、热处理工艺课程设计的任务
1.相变点的确定
2.热处理工艺参数的制定
3.热处理设备的选择
4.组织特点和性能的分析
5.夹具的设计或选用
6.工艺卡片填写
四、零件的技术要求及选材
4.1 丝杠的工作条件及失效形式
丝杠是机床是机床上最常见的一种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,它有较高的精确度和尺寸稳定性,广泛应用于各类机床的传动进给机构和调节移动机构,能够保证直线运动的精确性和均匀性。它的精度高低,直接影响到机床的加工精度,影响加工中心。丝杠一般在机床上由两点或几个支点来支撑进行旋转运动,推动螺母及连接的滑板等零件进行平移。丝杠与螺母的螺纹牙齿侧面相对滑动,丝杠每转一周则推进一个螺距,螺母存在很大的摩擦力,螺母和丝杠齿型面易于磨损,而且一根丝杠仅仅一部分磨损严重,引起螺距误差进而影响精度。
常见的机床丝杠有梯形丝杠和滚珠丝杠两大类。滑动丝杠的主要失效形式是由于磨损或塑性变形而丧失精度;滚珠丝杠工作时常承受弯曲、扭转、疲劳、冲击,同时在滑动与转动部位承受摩擦作用,其工作表面承受较大的接触应力。滚珠丝杠主要的失效形式是接触疲劳破坏,同时也存在机械损伤磨损。
4.2 丝杠的性能要求
丝杠整体要有一定的刚度和强度,在工作中不能产生大的挠度和塑性变形,因此必须具有较好的综合力学性能和高的尺寸稳定性。同时其相关工作部位也要求具有高的磨损抗力,高的接触疲劳强度即具有高强度、高硬度与足够的耐磨性。还要求丝杠在工作过程中,具有传动灵敏、平稳、定位精度和重复精度高等要求;对于在腐蚀介质和较高温度下工作的丝杠,还要求具有耐腐蚀性和耐热性等。
4.3 材料的选择—— 38CrMoAlA钢
38CrMoAlA钢属于合金结构钢,国内执行标准GB/T3077- 1999。38CrMoAl 是一种专用氮化钢, 经过热处理和精加工后的38CrMoAlA钢具有很高的表面硬度、耐磨性及疲劳强度, 并具有良好的耐热性及腐蚀性。处理后尺寸精度高,通常38CrMoAl 氮化后的表面硬度在HV800以上。
4.4 38CrMoAlA钢化学成分
化学成分 碳(C) 硅(Si) 锰(Mn) 铝(Al) 钼(Mo) 铬(Cr) 含量(%) 0.35~0.42 0.20~0.45 0.30~0.60 0.70~1.10 0.15~0.25 1.35~1.65
铝(Al)作用:38CrMoAlA合结钢材料中的Al(铝),能与空气中的O(氧)化学反应生成Al2O3(三氧化二铝).从而行成保护膜,既防腐又耐腐。
钼(Mo)作用:钼对铁素体有固溶强化作用;提高钢热强性;抗氢侵蚀的作用;提高钢的淬透性。
铬(Cr)作用:铬可提高钢的强度和硬度;铬可提高钢的高温机械性能;使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性;提高淬透性。
此外,Cr、Mo、Al、Si38CrMoAlA钢相变点
临界点 Ac1 Ac3 Ar1 Ar3 Ms 温度(近似值)℃ 760 885 675 740 360 4.6 热处理工艺的总体制定
零件加工流程:下料——粗加工——调质——精加工——氮化。
调质:淬火 915—935℃,油淬,回火 600—650℃,时间 1—2h。
氮化:采用气体等温渗氮法。
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