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课程设计

前言

1.课程设计概况

热处理工艺是金属材料工程的重要组成部分。通过热处理可以改

变材料的加工工艺性能，充分发挥材料的潜力，提高工件的使用寿命。

本课程设计是在《材料科学基础》《热处理原理》《热处理工艺》和《金

属材料学》等课程学习的基础上开设的，是理论与实际相结合的重要

教学环节。通过课程设计，可是学生在综合运用化学专业基础和专业

知识能力方面得到训练，学习独立分析问题和解决问题的方法，提高

工程意识和工程设计能力。

热处理工艺设计是整个机械加工过程中的一个重要环节，他与工

件设计及其他加工工艺间存在密切关系。如何实现工件设计时提出的

几何形状和加工精度，满足设计时所需要的各种性能指标，热处理工

艺制定的合理与否，有着至关重要的作用。

现在工业的迅速发展对机械零部件，工模具等提出的要求愈来愈

高。热处理不仅对锻造机械加工的顺序进行和保证加工效果超着重要

作用，而且在改善或消除加工后的缺陷，提高工件使用寿命的方面起

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，要求和技术条件入手，

认真分析产品在使用过程中的受力状况和可能的失效形式，正确的选

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，最后根据其经济性，质量稳定性和便于管理，降低成本等

因素，确定出一种最佳方案。

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课程设计

1.1热处理零件结构形状设计

需要热处理的工件，在设计时，除了应考虑服役条件，承受载荷

的大小和机械加工工艺外，还需要考虑热处理的变形，开裂所造成的

产品报废。因此，对热处理件结构形状有一定的设计要求。

1.1.1结构形状设计应避免应力集中

截面急剧变化的条件，淬火时易引起过量变形或开裂，一般采用

平滑过渡或圆弧过渡，外形的尖锐棱边，尖角和凹腔角处会产生应力

集中，因此也常用圆弧代替尖角，为防止工件上的孔或模具型腔成为

裂纹的策源地，孔与孔之间应用一定的距离，冲模的型腔与模边之间

的距离也应足够大。

1.1.2结构形状设计应尽量简单、均衡、规则、对称。

结构件的形状应尽量使工件各部位的质量均匀分布，以减少淬火

时可能引起的过量变形和开裂。理想的结构形状可遵循以下基本原

则:

a.球形优于立方体，更优于长方体。

b.圆柱体优于圆锥体。

c.圆形截面优于椭圆形截面，方形截面优于矩形截面。

d.在可能的条件下，应尽量使功能孔的尺寸与位置均衡对称分

布，也可以通过加开工艺孔或工艺槽来解决质量均衡问题。

e.辅助孔不应位于交叉刃口的延长线上，尤其不能靠近小锐角，

以免成为裂纹的策源地。

1.1.3机械中实际措施

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