【正文】 轉(zhuǎn)動而劇烈摩擦產(chǎn)生的表面磨損 4 材料選擇 粗紗錠桿 的性能要求 根據(jù) 粗紗錠桿 的工作狀況，可以初步得出 其材料應(yīng)滿足的 性能 要求：一是具有 較高的硬度，良好的韌性 和 耐磨性 ，以保證 粗紗錠桿 滿足高速工作 下具有足夠好的耐磨性 和不易斷裂 ；二是具有 良好的 抗 疲勞 和抗沖擊韌性的 性能 ，使 粗紗錠桿 零件能夠在 良好的服役條件下長時間的工作 。同時在紗廠應(yīng)用的時候 ,經(jīng)常需要更換銅管 。由于這樣高的速度 ,加上紗、銅管、錠 盤的負(fù)荷 ,因而尖端部分在錠膽中轉(zhuǎn)動時造成了劇烈的摩擦作用 。 零件的結(jié)構(gòu)形狀分析 零件結(jié)構(gòu)形狀如圖 1所示 。豎式錠翼在落紗時需將錠翼拔出，費(fèi)時又費(fèi)工，并易損壞錠翼，難以實現(xiàn)自動落紗。錠子頂端有凹槽，使錠翼銷嵌入其中。 其錠子為一圓柱形長桿，直徑為19～ 22mm，長度為 700～ 1000mm，隨機(jī)型而定。錠子 分為粗紗錠桿和細(xì)沙錠桿兩大類，細(xì)紗機(jī)的錠桿比粗紗機(jī)的錠桿的轉(zhuǎn)速還要高。 第 2 頁 共 31 頁 由于本人的設(shè)計能力有限，在設(shè)計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指教 ,我十分樂意接受你們的批評與指正。同時各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。大學(xué)的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)已 經(jīng)基本上結(jié)束，我們在課堂上接觸的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課上的理論方面，如何去面對現(xiàn)實中的各種熱處理工藝設(shè)計 ？ 如何把我們學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論和用到實踐中去呢 ？ 這次專業(yè)課程設(shè)計就為我們提供了這樣一個平臺。 熱處理工藝 課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程．我 們 今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計，學(xué)會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ) 。另外，鋁 、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學(xué)、物理和化學(xué)性能，以獲得不同的使用性能 。為使金屬工件具有所需要的 力學(xué) 性能、物理性能和化學(xué)性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。第 1 頁 共 31 頁 1 前言 金屬熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變 工件 的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變 工件表面 的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所 能看到的。 鋼鐵 是機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料，鋼鐵顯微組織復(fù)雜，可以通過熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容。熱處理不僅對機(jī)械加工的順利進(jìn)行和保證加工效果起著重要作用，而且在改善或消除加工后缺陷，提高工件的使用壽命等方面起著重要作用。作為一名金屬材料工程專業(yè)的學(xué)生，我覺得這次課程設(shè)計是十分有意義的。 課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程．我 們 今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計，學(xué)會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)． 完成 這次 課程 設(shè)計， 需要 綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實際知識進(jìn)行一次 熱處理 設(shè)計工作的實際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作 能力，鞏固與擴(kuò)充了 專業(yè) 課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握 熱處理工藝 設(shè)計的方法和步驟，掌握怎樣 根據(jù)零件的服役條件選擇材料、 分析零件的工藝性，確定工藝方案， 分析工藝的可行性。 真正做到學(xué)以致用 并 從中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。 2 零件圖分析 圖 1 粗紗錠桿 零件圖 零件的總體分析 錠桿是由纖維束加捻卷繞零件 “錠子”內(nèi)的一根軸。錠桿的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)直接影響錠子的運(yùn)轉(zhuǎn)，影響到紗的質(zhì)量和產(chǎn)量。錠子下端插在固定龍筋上作為下支承的錠腳油杯內(nèi)，中部靠錠管上部的一段內(nèi)壁支承。為了使錠翼易于插上和拔下，凹槽部分的外圓有錐度，以與錠翼套管內(nèi)壁相吻合。并限制了粗紗機(jī)技術(shù)性能的提高，所以已被懸錠所代 替。 第 3 頁 共 31 頁 零件的尺寸及技術(shù)要求分析 尺寸要求：中段直徑： 35mm 錠尖直徑 大約為中段直徑的 2/3 即 24mm 技術(shù)要求： 粗紗錠桿 第一段硬度： 3545HRC 第二段硬度： 3542HRC 第三段硬度： 6280HRC 3 零件的服役條件及失效形式分析 服役條件 錠桿 是 紡織機(jī) 上的重要 零件 ,它的 回轉(zhuǎn) 速度達(dá)到每分鐘一萬二千轉(zhuǎn)左右。所以 錠桿 的尖端部分必須要有很高的硬度及很好的耐磨性來防止這些磨耗。但是 工人 不可能非常垂直地拔出來 ,總 是 或多或少地帶有一點(diǎn)偏斜 ,這個偏斜產(chǎn)生的同時 ,錠桿 也 會 有些彎曲。 粗紗錠桿的材料選擇 為滿足 粗紗錠桿 使用性能的要求， 通過查閱熱處理手冊（第四版）第二卷典型零件處理①得出 T10A 強(qiáng)度及耐磨性均較 T8和 T9 高，但熱硬性低、淬透性不高且淬火變形大。 T10A 鋼又稱 通用低淬透性冷作模具鋼，高級 優(yōu)質(zhì)碳素 工具鋼，優(yōu)點(diǎn)是可加工性能好，價格便宜，來源容易，但是淬透性較差，淬火變形大，因為鋼中含有合金元素少，回火抗力低， 承載能力 低。具體化學(xué)成分如下表 T10A 鋼化學(xué)成分表 牌號 化學(xué)成分 W/% C Mn Si S P 小于或等于 T10A T10A 鋼各臨界相變點(diǎn)溫度 相變點(diǎn) 臨界相變溫度 Ac1 727℃ Ms 230℃ Acm 800℃ 5 確定加工路線（冷、熱加工） 加工工藝主要包括機(jī)加工和熱處理工藝。它 直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量 等，使其成為零件的過程稱為機(jī)械加工工藝過程。 制造工藝路線：熱軋棒料→下料→正火 +球化退火→車削→整體淬火 +中溫回火→矯 直→車削→錠尖感應(yīng)加熱淬火 +低溫回火 →磨削→檢驗→入庫 第 5 頁 共 31 頁 正火 和球化退火 工藝 簡介 粗紗錠桿 鍛件 在鍛后若 沿晶界出現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物時，則先進(jìn)行正火處理， 主要是 消除網(wǎng)狀碳化物 ，為后面的球化退火做準(zhǔn)備。球化退火是使鋼中碳化物球化而進(jìn)行的退火工藝。這些鋼經(jīng)軋制、鍛造后空冷，所得組織是片層狀珠光體 與網(wǎng)狀滲碳體，這種組織硬而脆，不僅難以切削加工，且在以后淬火過程中也容易變形和開裂。另外對于一些需要改善冷塑性變形（如沖壓、冷鐓等）的亞共析鋼有時也可采用球化退火?；鼗鹜桥c淬火相伴，并且是熱處理的最后一道工序。 目的是得到較高的彈性和屈服點(diǎn)，適當(dāng)?shù)捻g性。 感應(yīng)加熱淬火 +低溫回火簡介 感應(yīng)加熱淬火是最常用的表面加熱淬火方法，具有工藝簡單、工件變形小、生產(chǎn)效率高、省能、環(huán)境污染少、工藝過程易于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化等優(yōu)點(diǎn) 感應(yīng)淬火后的零件可在爐中回火，也可以采用自回火或感應(yīng)加熱回火。自回火就是利用感應(yīng)淬火冷卻后殘留第 6 頁 共 31 頁 下來的熱量而實現(xiàn)的短時間回火。連續(xù)感應(yīng)淬火的長軸或其他零件，有事采用感應(yīng)加熱回火比較方便。由于回火溫度低于磁性轉(zhuǎn)變溫度，電流的透入深度較小。因此，感應(yīng)加熱回火應(yīng)采用很低的頻率或很小的比功率 ，延長回火時間 。 等溫球化退火工藝曲線 溫度/℃ 時間 /min 830850℃ O 空冷 50min 第 8 頁 共 31 頁 整體淬火及回火工藝的選擇 錠桿整體淬火加熱溫度的選擇 粗紗錠桿淬火時的具體加熱溫度主要取決于鋼的含碳量，可根據(jù) FeFe3C相圖確定。 若加熱溫度不足 （低于 AC1），則淬火組織中將出現(xiàn)鐵素體而造成強(qiáng)度及硬度的降低。 加熱 時間的經(jīng)驗公式為： t=α KD(分鐘 )，其中： D是工件有效厚度 , 單位為 mm。 當(dāng)工件直徑小于 50mm 時，在箱式電阻爐或井式電阻爐中加熱溫度在750850℃時，加熱系數(shù) a=，可以求出淬火加熱時間 t=（ ~） (~) 45mm=(~108)min，初步定為 80min 淬火介質(zhì)和冷卻方法的選擇 淬火介質(zhì)為鹽水、堿水 。10℃左右。 Kn 回火時間基數(shù) 。 D工件有效厚度 (mm)， Kn和 An推薦值見下表 根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗公式，以及粗紗錠桿的直徑 40mm，可以算出t(n)=10+1*40=60min 回火后的冷卻介質(zhì)和方法 一般情況下，鋼制工件回火后多采用空冷，不允許重