畢業(yè)設(shè)計(jì)-40mnb車床主軸熱處理工藝設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-10-28 19:34 本頁(yè)面
【正文】 軸 。 通常由主軸、 軸承 和傳動(dòng)件（ 齒輪 或帶輪）等組成主軸部件。 主軸是機(jī)床上傳遞動(dòng)力的零件，常需承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、疲勞、沖擊載荷的作用，同時(shí)在滑動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)部位還受到摩擦力的作用。因此，要求主軸具有高強(qiáng)度、硬度、足夠的韌性及疲勞強(qiáng)度、變形小等性能。而45號(hào)鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼，硬度 不高且容易切削加工，直接用在車床主軸上不太合適，所以需要對(duì) 40MnB 進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚怼? 關(guān)鍵詞： 40MnB，車床主軸，熱處理工藝，二次調(diào)質(zhì)，淬火。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 7 目 錄 摘 要 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 設(shè)計(jì)方案 車床主軸 設(shè)計(jì)的分析 工作條件 失效形式 性能要求 40MnB 的化學(xué)成分及分析 設(shè)計(jì)說(shuō)明 加工工藝流程 具體熱處理工藝 預(yù)備熱處理工 藝 雙重淬火 花鍵高頻淬火 淬火方式 花鍵高頻淬火工藝參數(shù) 花鍵回火工藝參數(shù) 設(shè)計(jì)質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目 40MnB車床主軸的熱處理缺陷及預(yù)防或補(bǔ)救措施 分析與討論 結(jié)束語(yǔ) 熱處理工藝卡片 參 考 文 獻(xiàn) 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 8 1 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)任務(wù) 40MnB 車床主軸的熱處理工藝設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 40MnB 具有較高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性及 良好的韌性 ， 經(jīng)過(guò) 二次淬火，回火等一系列 處理后 ,40MnB 鋼的各項(xiàng)熱處理性能指標(biāo)均能滿足生產(chǎn)實(shí)際中的要求 ,實(shí)踐證明該材質(zhì)的替代性能非常好 ，在錐孔進(jìn)行局部淬火使鍵槽部位不淬硬，提高耐磨性；在花鍵 部分可采用高頻淬火減少變形并達(dá)到表面淬硬。車床主軸經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に?，可以達(dá)到良好的工作性能，使主軸能在正常的工作中有足夠的硬度，且在花鍵等部分有良好的耐磨性。 因此， 在實(shí)際生產(chǎn)中遇到需要用 40MnB 鋼替代 40Cr 或 45鋼的情況 。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 9 2 設(shè)計(jì)方案 車床主軸設(shè)計(jì)的分析 工作條件 ① 傳遞扭矩，承受交變扭轉(zhuǎn)載荷，往往還受有交變彎曲應(yīng)力。有時(shí)還承受拉 壓軸向載荷作用。 ② 軸頸處及花鍵等滑動(dòng)表面處，承受著較大的摩擦和磨損。 ③ 主軸還承受著一定的沖擊載荷的作用。 失效形式 主要失效形式為 ①承受摩擦與磨損失效。 由于軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面如軸頸處過(guò)度磨損或潤(rùn)滑不良等導(dǎo)致磨損失效。例如帶內(nèi)錐孔或外錐孔的主軸，工作時(shí)配合件雖無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，但頻繁裝拆，易于使錐面拉毛磨損；特別是主軸和滑動(dòng)軸承相配的軸頸，由于潤(rùn)滑不良，軸承材料選擇不當(dāng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、加工精度不夠、裝配不良，間隙不均或 嵌入雜質(zhì)微粒等都有可能發(fā)生咬死（即抱軸），使軸頸工作面咬傷，這是機(jī)床主軸正常情況下常見(jiàn)的失效形式。 ②疲勞斷裂 疲勞斷裂是機(jī)械零件再循環(huán)變應(yīng)力作用下，將會(huì)出現(xiàn)的疲勞斷裂。所有機(jī)械零件在工作過(guò)程中的實(shí)效疲勞斷裂與斷裂失效的 50%~90%，疲勞斷裂一般會(huì)發(fā)生突然，危害性大，疲勞斷裂是發(fā)生在零件的局部應(yīng)力區(qū)，某些晶粒在變應(yīng)力作用下形成微裂紋，隨著循環(huán)數(shù)的增加，裂紋繼續(xù)擴(kuò)展，導(dǎo)致最終疲勞斷裂。真對(duì)疲勞斷裂的特點(diǎn)，可以采用各種強(qiáng)化方法來(lái)提高零件的抗疲勞力。 ③變形失效 變形失效主要有彈性和塑形變形失效 彈性變形失效是 零件因過(guò)量彈性變形產(chǎn)生的失效。主要是指失去彈性的能力，屬于功能失效。引起彈性變形的原因是零件的剛度不夠，零件的剛度，除結(jié)構(gòu)因素外。還取決與材料的彈性模量，因此要預(yù)防彈性變形失效，因選擇彈性模量高的材料制作零件。 塑形變形失效是零件因過(guò)量塑形變形產(chǎn)生的失效，主要由于應(yīng)力過(guò)大造成的。；零件產(chǎn)生的塑形變形，是由于實(shí)際工作應(yīng)力超過(guò)了這種材料的屈服強(qiáng)度。再設(shè)計(jì)裝配使用正常情況下，應(yīng)考慮選用高屈服強(qiáng)度的材料。 性能要求 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 10 ①高的疲勞強(qiáng)度，防止軸疲勞斷裂。 ②良好的綜合力學(xué)性能，即強(qiáng)度和塑形，韌性有良好的配合， 以防止過(guò)載和沖擊斷裂。 ③高的硬度、熱硬性、熱強(qiáng)度和良好的耐磨性，以增強(qiáng)抗咬死能力，防止軸頸、花鍵等局部承受摩擦的部位過(guò)度磨損或咬死。 40MnB 的化學(xué)成分及分析 ① 40MnB 的化學(xué)成分： 碳 C ： ～ 硅 Si： ～ 錳 Mn： ～ 硫 S ：允許殘余含量 ≤ 磷 P ：允許殘余含量 ≤ 鉻 Cr：允許殘余含量 ≤ 鎳 Ni：允許殘余含量 ≤ 銅 Cu：允許殘余含量 ≤ 硼 B ： ～ ②成分分析： Mn 是良好的脫氧劑和脫硫劑。它能消除或減弱由于硫所引起的鋼的熱脆性，從而改善鋼的熱加工性能。 Mn 和 Fe形成固溶體，提高鋼中鐵素體和奧氏體的硬度和強(qiáng)度，經(jīng)固溶處理后有良好的韌性，當(dāng)受到?jīng)_擊而變形時(shí)，表面層將因變形而強(qiáng)化，具有高的耐磨性；同時(shí)又是碳化物形成元素，進(jìn)入滲碳體中取代一部分鐵原子。 Si 能溶于鐵素體和奧氏體中提高鋼的硬度和強(qiáng)度。硅能提高鋼的彈性極限、屈服強(qiáng)度和屈服比 (σs/σb ),以及疲勞強(qiáng)度和疲勞比 (σ 1/σb )等。 硅能促使鐵素體晶粒粗化，降低矯頑力。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 11 3 設(shè)計(jì)說(shuō)明 加工工藝 流程 ① 40MnB 車床主軸的熱處理工藝設(shè)計(jì) 的熱加工工藝流程如下 : 下料→鍛造→正火→粗加工→調(diào)制→半精加工→雙重淬火 +低溫回火→粗磨→低溫人工時(shí)效→精磨→檢驗(yàn)→成品。 A鋼屬于低碳鋼，
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