课程设计--螺旋弹簧热处理工艺设计.docx

课程设计（说明书）螺旋弹簧热处理工艺设计一﹑ 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。二﹑ 设计任务2.1 给定零件给定零件为60钢螺旋弹簧，如下图所示。2.2 技术要求硬度：46-48HRc；工艺路线：退火--成型--等温淬火（或分级淬火）--回火。2.3 选材论证2.3.1弹簧用钢性能要求弹簧是利用弹性变形吸收能量以缓和振动和冲击，或依靠弹性储能产生驱动作用。根据工作要求，弹簧应具有以下性能特点。1） 高的弹性极限，以保证弹簧具有高的弹性变形能力和弹性承载能力，为此应具有高的屈服强度。2） 高的疲劳极限，因为弹簧一般在交变载荷下工作。众所周知，抗拉强度越高，疲劳极限也越高。另外，表面质量对疲劳极限影响极大，弹簧钢表面不应有脱碳、裂纹、折叠、斑疤和夹杂等缺陷。3） 足够的塑性和韧度，以免发生脆断。2.3.2弹簧用钢的成分特点合金弹簧钢的化学成分有如下特点：１）中、高碳钢 为了保证高的弹性极限、疲劳极限及高的强度，弹簧钢的碳含)量一般为0.45%~0.70% 。２）加入Si、Mn为主的提高淬透性的元素 Si和Mn主要提高淬透性，同时也提高屈服比，其中以Si的作用最突出，但它在热处理时促进表面脱碳，Mn则使钢易于过热。因此重要用途的弹簧钢，必须加入Cr、V、W等元素。３）此外，弹簧钢的净化对疲劳强度有很大的影响，所以弹簧钢均为优质钢（P≤0.04%,S≤0.04%）或高级优质钢（P≤0.035%,S≤0.03%）。2.3.3弹簧钢的品种按生产方法弹簧钢分为热轧钢和冷拉钢。热轧钢包括用来制造螺旋弹簧的圆钢，方钢和扁钢。冷拉钢包括用于制造较小的螺旋弹簧的冷拉钢丝和用于制造发条和各种形式的弹簧片的冷轧钢。热轧钢一般截面比较大，制造弹簧时采用加热成形，然后经淬火回火处理。冷拉钢截面尺寸较小，弹簧采用冷态成形制造，成形后或经淬火回火处理，或经消除应力回火处理。由于要求加工的弹簧为小截面弹簧，所以选用冷拔钢丝；只有硬度要求的普通弹簧，采用中高碳优质钢即可；由硬度要求查询表２－１。中温回火基本都可达到硬度要求，因弹簧钢含碳量一般选用大于或等于0.6%的优质，因此材料暂定为60钢。表2-1 不同回火温度的硬度值牌号淬火回火温度/℃冷却介质硬度不用温度回火后的硬度值 HRC150℃ 200℃ 300℃ 400℃ 500℃550℃50 830 水或油≥59 58 55 50 41 33 2655 820 水或油≥63 63 56 50 45 34 3060 820 水或油≥63 63 56 50 45 34 3065 800 水或油≥63 63 58 50 45 37 3270 800 水或油≥63 63 58 50 45 37 32　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　三、工艺流程3.1 60钢的各类热处理工艺数据3.１.1 60钢的化学成分（质量分数，％）60钢的化学成分，如表3-1所示。表3-1 60钢的化学成分（质量分数，%）元素含量（％）C 0.57~0.65Si 0.17~0.37Mn 0.50~0.80Cr ≤0.25Ni ≤0.30Cu ≤0.25　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（续表）3.1.2 60钢的淬火临界直径 60钢的淬火临界直径，如表3-2。表3-2 60钢的淬火临界直径钢号淬火介质60 静油 12 20℃水 24 40℃水 19.5 20℃5%（质量分数）NaCl水溶液 25.53.1.3 60钢的临界温度及常规热处理工艺参数 60钢的临界温度及常规热处理工艺参数，如表3-3.表3-3 60钢的临界温度及常规热处理工艺参数牌号临界温度/℃退