CrMo齿轮轴热处理车间设计
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学院:专业:班级:姓名:指导老师:日期:......................................................................... 3. (3)(一)车间生产纲领.............................................................. 3.(二)工作条件分析.............................................................. 3.(三)材料的选用 (3). (4)(一)工艺设计.................................................................. 4.(二)设备选用及数量计算....................................................... 9.(三)冷却设备................................................................. 1.2(四)清理设备................................................................. 1.2(五)辅助设备................................................................. 1.3(六)起重运输及自动化设备......................................................1.3 (14)(一)车间在厂区的位置.......................................................... 1.4(二)车间面积及面积指标........................................................ 1.4(三)布局原则................................................................. 1.5(四)车间设备布局间距.......................................................... 1.5(五)车间布局图............................................................... 1.52热处理是机械工业的一项重要基础技术,通常像轴、轴承、齿轮、连杆等重要的机械零件和工模具都是要经过热处理的。
攀枝花学院学生课程设计(论文)题目20CrMnTi钢制造汽车曲轴正时齿轮热处理工艺设计学生姓名:学号:所在院(系):材料工程学院专业:材料成型及控制工程班级:指导教师:职称:讲师2013年12月18日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书课程设计(论文)指导教师成绩评定表摘要本课设计了20CrMnTi钢制造汽车曲轴正时齿轮热处理工艺设计。
主要的工艺过程包括锻造、预备热处理(完全退火)、渗碳、淬火+低温回火等过程。
通过各种不同的工艺过程进行恰当的处理可以获得各种性能良好的材料并且满足各项性能的要求。
20CrMnTi钢其塑性、低温冲击韧性高,但强度、硬度较低,锻造、焊接和冷冲压性能良好,冷变形塑性高,但切削加工变形小。
用于制造受力不大、韧性要求高的零件和渗碳件,紧固件和冲模锻件以及不经热处理的低负荷零件。
汽车曲轴齿轮是汽车中重要的传动部件。
其将汽车发动机和汽车主轴联结起来,将动力和扭矩由电机传递到主轴,从而使主轴转动汽车轮。
其主要作用是通过变速装置调节主轴转速和扭矩,从而使发动机运行在最佳的状态[1]。
关键词:汽车曲轴正时齿轮、20CrMnTi钢、预备热处理、完全退火、低温回火+淬火。
目录摘要 (Ⅰ)1、设计任务 (1)1.1设计任务 (1)1.2设计的技术要求 (1)2、热处理零件图 (2)3、设计方案 (2)3.1 汽车曲轴正时齿轮设计的分析 (2)3.1.1工作条件 (2)3.1.2失效形式 (2)3.1.3性能要求 (2)3.2钢种材料 (3)4、设计说明 (4)4.1加工工艺流程 (4)4.2具体热处理工艺 (4)4.2.1预备热处理工艺 (5)4.2.2渗碳工艺 (5)4.2.3淬火+低温回火热处理工艺 (6)4.2.4渗氮工艺 (6)5、分析与讨论 (8)6、结束语 (9)7、热处理工艺卡片 (10)8、汽车曲轴正时齿轮的热处理缺陷及预防或补救措施 (10)参考文献 (19)1 设计任务1.1设计任务20CrMnTi制造汽车曲轴正时齿轮热处理工艺设计1.2设计的技术要求20CrMnTi钢是一种低碳钢材料,它的延展性、可塑性都是比较好的,由于它的含碳量低(在0.17-0.23%之间)所以,硬度比较低。
专业课程设计Ⅰ——热处理车间设计指导书专业:材料科学与工程方向:金属材料一、课程设计目的与任务1.设计目的:《热处理车间设计》是金属材料专业必修设计课程,是应用所学热工基础、热工设备、热处理工艺学、热处理工艺及设备进行设计的课程。
通过该专业课程设计,使学生掌握热工设备、热处理设备、热处理工艺及热处理原理等相关知识,培养学生综合应用所学知识的能力。
2.设计任务:指定需进行热处理的工件类型及年产量,给定工件使用要求,学生根据所学知识设计热处理工艺,选择合适的热处理设备,并确定设备数量。
根据设备类型及数量要求进行热处理车间的面积设计及设备布置方式的确定。
写出完整专业课程设计报告,绘制工艺流程图及车间布置简图。
二、课程设计的基本内容1.热处理工艺设计:根据不同工件类型及使用要求,选择合适的预备热处理及后续热处理工艺,绘制工艺流程图。
2.热处理设备选择:根据热处理工艺要求,选择合适的热处理设备类型,根据工件年处理量确定设备数量。
3.热处理车间布置设计:根据所确定的热处理设备及数量,结合热处理工艺实施合理性,参照车间设计注意事项,绘制车间布置图。
4.完成课程设计报告。
5.绘制车间简图,能够表达出设备布置、工艺流程等信息。
三、设计要求1)按质按量按时书写课程设计报告,按照处理工件及热处理工艺要求对热处理设备进行确定、选型、确定台数,并根据工序合理安排车间分布、面积及设备布置情况。
写出完整设计报告,具体体现设计原理、计算理论依据,包括:设计任务书、计算书、设备选型、设计结果(包括设备图、设备一览表、计算结果汇总等)、参考资料、设计体会。
绘制工艺流程图、设备布置图。
2)认真对待设计每个环节,遇到问题及时与指导老师探讨,尽快解决问题。
遵守纪律,按时参加设计工作,每日工作时间不少于6学时。
四、进度安排五、成绩评定按设计过程情况和设计报告、图纸评定优、良、中、及格、不及格。
设计成绩组成:平时设计过程情况占30%,图纸、设计报告占70%。
齿轮轴渗碳热处理工艺研究电圆锯主要用于切割钢件,渗碳齿形轴是电圆锯中的重要零件。
由于渗碳齿轮轴在工作中需承受转矩、冲击及磨损,因此要求具有较高的硬度、耐磨性和疲劳强度极限,一般采用低碳合金钢制造。
经实际验证,20CrMnTi材料热处理性能优于20CrMo,但存在着变形现象,为此进行分析变形产生的根本原因,并采取控制措施,为解决其它渗碳淬火零件的变形提供参考。
1 材料选用电圆锯齿轮轴最初选用20CrMo材料,技术要求为表面硬度HV(10)680~820,有效硬化层深0.2~0.5。
实际经热处理加工后表层至芯部过渡区及芯部硬度偏低,检测芯部硬度为296HV(1),低于JB/T7516—1994标准规定的心部硬度值为30—45HRC要求。
用户经耐久试验测试,轮齿有早期磨损现象,齿面呈剥落状裂纹。
分析认为心部硬度低是由于心部未淬透,心部组织中铁素体量太多,使得表面渗碳硬化层与心部的过渡区太陡。
在高的交变应力作用下,表面与心部交界处产生裂纹,逐渐扩展,容易产生深层剥落现象。
因此20CrMo材料渗碳淬火处理无法满足性能要求。
为改进淬透性,材料变更为20CrMnTi,热处理工艺采用原20CrMo材料使用的工艺。
经实际热处理加工后验证各项指标均符合要求。
总体反映20CrMnTi 材料热处理性能优于20CrMo。
2 变形形式及原因2.1 变形形式渗碳齿轮轴的热处理指标均合格,但在啮合检测时径向综合总偏差Fi″严重超差,结合齿圈径向跳动Fr检测得出:热处理过程存在严重变形,通过100件试验件热处理前后数据收集的状态分析,其变化趋势无规律可循。
2.2 原因分析渗碳齿轮轴经渗碳淬火后的变形是齿轮在热处理过程中产生的,但变形产生的根本原因,主要取决于材料、形状及整个工艺过程的质量。
因此要控制好热处理变形,不仅要在热处理时控制,而且要在齿轮的结构设计、材料的选用以及热前热后的制造过程都需要采取有效措施才能较理想的控制齿轮轴变形。
20CrMnMo齿轮热处理工艺设计课程设计(共5篇)第一篇:20CrMnMo齿轮热处理工艺设计课程设计20CrMnMo齿轮热处理目录 1 绪论 1 1.1 热处理工艺课程设计的目的 1 1.2 课程设计的任务 1 1.3 热处理工艺设计的方法 1 2 热处理工艺课程设计内容和步骤 1 2.1 课题工件简图 1 2.2 技术要求: 2.3 特点 2 2.4 适用范围 2 2.5 齿轮的性能要求及为何选用20CrMnMo 2 2.6 化学成分作用 3 2.7 20CrMnMo钢的淬透性曲线 4 2.8 淬透性 5 2.9 渗碳热处理工艺规范 5 2.10 钢的等温转变和连续冷却转变 5 3 热处理工艺方案以及参数论述 6 3.1 热处理工艺流程 6 3.2 热处理工艺方案论证 6 3.2.1 20CrMnMo处理温度以及冷却方式 6 3.2.2 热处理方案制定 6 3.3 热处理方案 6 3.3.1 正火 7 3.3.2 正火工艺曲线 7 3.3.3 正火冷却 8 3.4 20CrMnMo的渗碳工艺 8 3.4.1 渗碳的目的 8 3.4.2 渗碳过程8 3.5 20CrMnMo的淬火工艺 9 3.5.1 渗碳后一次重新加热淬火的目的9 3.5.2 淬火事项 9 3.6 低温回火工艺 10 3.6.1 回火的目的 10 3.6.2 回火温度 11 3.6.3 加热介质 11 3.6.4 保温时间 11 3.6.5 回火工艺曲线11 3.6.6 冷却方式 12 4 总的热处理工艺曲线 12 4.1 热处理总工艺曲线 12 4.2 选择加热设备 12 4.2.1 装置选择:井式电阻炉 12 4.2.2井式炉示意图13 4.3.1 井式气体渗碳炉型号规格及技术数据13 5 工装图14 5.1 工装图及装件 14 6 工序质量检验 15 7 热处理工艺过程中常见缺陷分析 15 7.1 常见的淬火及防护措施 15 7.2 常见的渗碳缺陷及防护措施 16 8 心得体会 17 9 参考文献 17 20CrMnMo齿轮热处理工艺设计 1 绪论 1.1 热处理工艺课程设计的目的热处理工艺课程设计是高等工业学校金属材料工程专业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。
攀枝花学院学生课程设计(论文)题目:高速中等负荷机床齿轮的热处理工艺设计学生姓名:学号:所在院(系):材料工程学院专业:级材料成型及控制工程班级:材料成型及控制工程一班指导教师:职称:讲师2012年12月28日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书注:任务书由指导教师填写。
课程设计(论文)指导教师成绩评定表摘要本课题设计了高速中等负荷机床齿轮的热处理工艺设计。
主要的工艺过程包括毛坯制造一正火一齿坯粗加工一调质一齿坯半精加工一齿面粗加工(半精加工)一齿面表面淬火一齿坯精加工一齿面精加工等过程。
由于本身尺寸精确,因此要求具有高的硬度,高的耐磨性和高的尺寸稳定性以及一定的韧性。
为了满足上述性能要求,选用低合金工具钢(40Cr)。
齿轮工作时, 通过齿面的接触传递动力, 齿部承受很大的交变弯曲应力和接触应力的作用, 在相互啮合的齿面上会有强烈的摩擦。
啮合不均匀时, 还会产生冲击力。
齿轮的损坏形式主要是齿部折断和齿面的过度磨损。
根据齿轮的受力情况和失效分析, 可知齿轮一般都需经过适当的热处理, 以提高承载能力和延长使用寿命。
关键词:低合金工具钢(40Cr),机床齿轮,调质,热处理目录摘要 (Ⅰ)1、设计任务 (1)1.1设计任务 (1)1.2设计的技术要求 (1)2、设计方案 (3)2.1 高速中载机床齿轮的分析 (3)2.1.1工作条件 (3)2.1.2失效形式 (3)2.1.3性能要求 (3)2.2钢种材料 (4)3、设计说明 (5)3.1加工工艺流程 (5)3.1.1成分分析 (5)3.1.2对钢的力学性能的作用 (5)3.1.3对钢的物理、化学及工艺性能的作用 (5)3.2预备热处理 (6)3.2.1最终热处理 (6)3.2.2热处理工艺 (7)3.2.3热处理工艺的确定 (8)3.2.4 40Cr钢调质热处理 (8)4、热处理常见缺陷及补救措施 (11)4.1氧化和脱碳 (11)4.2过热和过烧 (11)4.3淬火裂纹 (11)4.4回火缺陷 (12)4.5变形和开裂 (12)4.5.1减小变形及防止裂纹的措施 (12)4.5.2热应力与组织应力的分布规律 (13)4.5.3热处理工艺及曲线图 (13)5、检验项目 (15)6、分析与讨论 (16)7、结束语 (17)8、热处理工艺卡片 (18)9、参考文献 (19)1 设计任务1.1设计任务高速中等负荷机床齿轮的热处理工艺设计1.2设计的技术要求中碳调质钢,冷镦模具钢。
摘要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。
热处理不仅对锻造机械加工的顺利进行和保证加工效果起着重要作用,而且在改善或消除加工后缺陷,提高工件的使用寿命等方面起着重要的作用。
根据机床齿轮的使用条件和性能要求,本设计选择了30CrMnSi高强钢,并进行相应的热处理工艺设计,包括退火、调质、渗碳、回火等热处理,并通过控制加热温度、保温时间、冷却方式和冷却介质等方式达到机床齿轮所要求的性能,并简单的进行了30CrMnSi机床齿轮的热处理工艺以及生产车间的设计。
本设计采用的是810~830℃亚溫水冷淬火和570~650℃高温回火工艺,经亚温水冷淬火+高温回火处理后,可得到优良的力学性能,解决了淬火时由于油温度升高容易着火,油烟污染环境,工件容易高温氧化、材料表面容易脱碳等一系列问题。
并且节省了电能,缩短了淬火时间,提高了生产效率,具有较好的经济效益。
最后根据生产规模﹑车间产品、经济性﹑方便性﹑质量稳定性和便于管理等因素,确定车间设备。
关键词:热处理;30CrMnSi;机床齿轮;热处理炉;设计ABSTRACTHeat treatment technology is an important part of metal material engineering. Heat treatment can change the material processing technology performance. Give full play to the potential of the material. Improve service life of workpieces. Heat treatment not only plays an important role in the smooth machining of forging machinery and the guarantee of the machining effect. after improving or eliminating defects in machining. Improve the service life of the workpiece and so plays an important role.According to the use conditions and performance requirements of the machine tools. This design chose 30CrMnSi high strength steel,and the corresponding heat treatment process. Including annealing,tempering,carburizing,other heat treatment. The performance of the machine tools is achieved by controlling the heating temperature,holding time,cooling way and cooling medium. The heat treatment technology of the 30CrMnSi machine tool and the design of the production workshop are simply carried out. The design uses 810 ~ 830℃ of subcritical water quenched and 570 ~ 650℃high temperature tempering process. After the treatment of cold water quenching and high temperature tempering,excellent mechanical properties can be obtained. To solve the quenching due to the oil temperature rise is apt to catch fire and fumes pollute the environment,the workpiece is easy to oxidation at high temperature,material surface is easy to decarburization in a series of problems and save energy,shorten the quenching time,improve the production efficiency,and have good economic benefits. Finally,according to the production scale,workshop product,economy,convenience,quality stability and ease of management and other factors,determine the workshop equipment.KEYWORDS: Heat treatment;30CrMnSi;Machine tool gear;heat treatment furnaces;design目录1 综述 (1)1.1 热处理的特点: (1)1.2 国内外热处理的发展 (1)1.2.1 国内热处理的发展 (1)1.2.1 国外热处理的发展 (3)1.3 齿轮概况 (7)1.3.1 齿轮传动机构的特点及分类 (7)1.3.2 齿轮材料的选择 (8)1.3.3 齿轮的热处理 (9)2 车间产品方案的确定 (11)2.1 产品方案列表 (11)2.2 机床齿轮常用钢及热处理工艺 (12)2.3 典型产品 (13)2.3.1 30CrMnSi (13)2.3.2 典型产品材料 (13)3 典型产品的热处理工艺 (15)3.1 30CrMnSi热处理工艺特性 (15)3.1.1 30CrMnSi 钢热处理后的硬度 (15)3.1.2 不同工艺热处理后的力学性能 (15)3.2 30CrMnSi热处理工艺性能要求 (16)3.2.1 齿轮的疲劳寿命 (16)3.2.2 齿轮的服役要求 (17)3.330CrMnSi热处理的选择 (17)3.3.1 预备热处理的工序及热处理工艺的选择 (17)3.3.2 最终热处理的工序位置及热处理工艺的选择 (18)3.3.3 30CrMnSi热处理工艺的制定 (18)4 热处理设备的选择 (21)4.1 车间主要设备选择 (21)4.1.1 选择设备应遵循的原则 (21)4.1.2 炉型的选择 (22)4.2 车间辅助设备的选择 (24)5 热处理电阻炉的设计 (27)5.1 炉型的选择 (27)5.2 炉膛尺寸的确定 (28)5.2.1 炉底面积的确定 (28)5.2.2 炉膛高度的确定 (30)5.2.3 炉体结构设计 (30)5.3 砌体平均表面积计算 (31)5.4 炉子功率的计算 (32)5.4.1 根据经验公式计算炉子功率 (32)5.4.2 根据热平衡计算炉子的功率 (32)5.4.3 炉墙散热 (34)5.4.4 炉顶散热 (37)5.4.5 炉底散热 (39)5.4.6 整个炉体散热 (40)5.5 炉子热效率计算 (43)5.6 炉子空载功率计算 (43)5.7 空炉升温时间计算 (44)5.7.1 炉墙及炉顶蓄热 (44)5.7.2 炉底蓄热计算 (45)5.7.3 炉底板蓄热 (46)5.8 功率的分配与接线 (47)5.9 电热元件材料选择及计算 (47)5.9.1 图表法 (47)5.9.2 理论计算法 (47)6 车间组织和经济技术指标 (52)6.1 车间劳动组织与人员配备 (52)6.2 热处理车间技术经济指标主要数据计算 (53)6.3 电力的计算 (54)6.3.1 工艺用电 (54)6.3.2 动力用电计算 (56)6.3.3 照明用电计算 (56)6.3.4 车间总用电量 (57)6.4 车间环境保护 (57)6.4.1 车间生产的有害物质 (57)6.4.2 环境中有害物质的允许量 (57)6.4.3 车间环境保护措施 (59)7 镁合金的性能特点与发展 (60)7.1 镁合金的概述 (60)7.2 镁及镁合金的性能特点 (60)7.3 镁合金的分类 (62)7.3.1 按照合金的化学成分 (62)7.3.2 按照镁合金的成形工艺 (62)7.4 镁合金的成型工艺 (63)7.4.1 铸造 (63)7.4.2 塑性成型 (63)7.4.3 连接成型 (64)7.5 镁合金的研究进展 (65)7.5.1 新型镁合金研究现状 (65)7.5.2 镁合金新型塑性成形技术 (66)7.5.3 镁合金压铸技术的新发展 (67)7.5.4 镁合金的其他新型铸造成形技术 (67)结论 (68)致谢 (69)参考文献 (70)图表清单表1.1 特殊热处理方法的实验用钢成份 (5)表1.2 特殊热处理与普通热处理对低碳锰钢性能的影响 (6)表1.3 齿轮传动机构的分类 (8)表2.1 产品方案列表 (11)表2.2 机床齿轮常用钢及热处理工艺 (11)表2.3 30CrMnSi的化学成分 (13)表2.4 30CrMnSi相变温度 (13)表3.1 不同热处理工艺的硬度值 (14)表3.2 不同工艺热处理后的力学性能 (14)表3.3 影响疲劳强度的因素 (15)图3.1 齿轮实体简化模型 (15)图3.2 30CrMnSi齿轮正火工艺 (17)图3.3 30CrMnSi齿轮渗碳工艺 (18)图3.4 30CrMnSi齿轮亚溫淬火和高温回火工 (19)表4.1 RX3-75-9箱式电阻炉技术数据 (21)表4.2 RQ3-65-9井式渗碳炉炉技术数据 (22)表4.3 GP60-CR13-2高频淬火机床主要技术数据 (22)表4.4 RJ2-55-6井式电阻炉技术数据 (23)表4.5 Q3525A型抛丸清理转台的技术规格 (24)表4.6 Y41-40液压校正机的技术规格 (25)表5.1 常用热处理炉的实际生产率 (27)表5.2 各种热处理炉的单位炉底面积生产率 (28)表5.3 纯铁和钢的平均比热容 (32)图5.1 炉墙结构图 (33)表5.4 热处理炉常用耐火材料和保温材料 (34)表5.5 普通硅酸铝耐火纤维热导率 (34)表5.6 炉墙外表面对车间的综合传热系数表 (35)表5.7 空气和某些气体平均比热容 (41)表5.8 炉子功率与电热元件(0Cr25Al5)参数 (47)表5.9常用金属电热材料性能 (47)表5.10 螺旋电热元件绕制尺寸 (50)表6.1 每台设备每班生产工人数 (51)表6.2 热处理车间主要技术指标 (53)表6.4 水中有害物质的允许量 (57)表6.5 大气中有害物质的允许量 (57)1 综述1.1 热处理的特点热处理是机械制造业中一项很重要的工艺。
目录1绪论 (3)1.1热处理工艺课程设计的意义 (3)1.2课程设计任务及要求 (3)1.3热处理工艺设计的方法 (3)2材料的选择和要求 (5)2.1课题工件简图 (5)2.2技术要求 (5)2.3钢材的介绍 (6)3拔叉齿轮热处理工艺设计 (7)3.1拔叉齿轮加工工艺路线 (7)3.2预备热处理—等温退火 (7)3.2.1等温退火目的及工艺 (7)3.2.2等温退火工艺曲线 (7)3.2.3装具的选择 (8)3.2.4热处理炉的选择 (8)3.2.5检验:检验金相组织和硬度,方法见表3.3 (9)3.3淬火工艺 (9)3.3.1淬火的目的以及工艺参数 (9)3.3.2冷却方法 (10)3.3.3热处理炉的选择 (11)3.3.4淬火工艺曲线 (11)3.4高温回火......................................................................................................... 错误!未定义书签。
3.4.1冷却方式 (12)3.4.2热处理炉的选择 (12)3.4.3高温回火工艺曲线 (13)3.4.4得到的组织 (13)3.4.5检验 (13)3.5渗氮 (14)3.5.1渗氮的特点 (14)3.5.2选择渗氮的目的 (14)3.5.3渗氮前的热处理 (14)3.5.4渗氮工艺参数 (14)3.5.5渗氮炉中的气氛 (15)3.5.6渗氮工艺曲线 (16)3.5.7渗氮后的组织 (16)3.5.8检验 (17)3.6总的热处理工艺曲线 (17)4热处理工序中材料的组织、性能分析 (18)4.1淬火工艺中的组织转变 (18)4.2回火工艺中的组织转变 (18)4.3渗氮工艺中的组织转变 (19)5热处理缺陷及措施 (19)5.1淬火缺陷及其产生的原因及预防措施 (19)5.2回火缺陷及其产生的原因及预防措施 (20)5.3退火缺陷及其产生的原因及预防措施 (20)5.4气体渗氮的缺陷及其产生原因及预防措施 (21)6参考文献 (22)7心得体会 (23)40CrNiMoA拔叉齿轮热处理工艺设计1绪论1.1热处理工艺课程设计的意义热处理工艺课程设计是高等工业院校金属材料工程专业一次专业课程设计练习,是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。
攀枝花学院学生课程设计(论文)题目20CrMnTi钢制造汽车曲轴正时齿轮热处理工艺设计学生姓名:学号:所在院(系):材料工程学院专业:材料成型及控制工程班级:指导教师:职称:讲师2013年12月18日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书课程设计(论文)指导教师成绩评定表摘要本课设计了20CrMnTi钢制造汽车曲轴正时齿轮热处理工艺设计。
主要的工艺过程包括锻造、预备热处理(完全退火)、渗碳、淬火+低温回火等过程。
通过各种不同的工艺过程进行恰当的处理可以获得各种性能良好的材料并且满足各项性能的要求。
20CrMnTi钢其塑性、低温冲击韧性高,但强度、硬度较低,锻造、焊接和冷冲压性能良好,冷变形塑性高,但切削加工变形小。
用于制造受力不大、韧性要求高的零件和渗碳件,紧固件和冲模锻件以及不经热处理的低负荷零件。
汽车曲轴齿轮是汽车中重要的传动部件。
其将汽车发动机和汽车主轴联结起来,将动力和扭矩由电机传递到主轴,从而使主轴转动汽车轮。
其主要作用是通过变速装置调节主轴转速和扭矩,从而使发动机运行在最佳的状态[1]。
关键词:汽车曲轴正时齿轮、20CrMnTi钢、预备热处理、完全退火、低温回火+淬火。
目录摘要 (Ⅰ)1、设计任务 (1)1.1设计任务 (1)1.2设计的技术要求 (1)2、热处理零件图 (2)3、设计方案 (2)3.1 汽车曲轴正时齿轮设计的分析 (2)3.1.1工作条件 (2)3.1.2失效形式 (2)3.1.3性能要求 (2)3.2钢种材料 (3)4、设计说明 (4)4.1加工工艺流程 (4)4.2具体热处理工艺 (4)4.2.1预备热处理工艺 (5)4.2.2渗碳工艺 (5)4.2.3淬火+低温回火热处理工艺 (6)4.2.4渗氮工艺 (6)5、分析与讨论 (8)6、结束语 (9)7、热处理工艺卡片 (10)8、汽车曲轴正时齿轮的热处理缺陷及预防或补救措施 (10)参考文献 (19)1 设计任务1.1设计任务20CrMnTi制造汽车曲轴正时齿轮热处理工艺设计1.2设计的技术要求20CrMnTi钢是一种低碳钢材料,它的延展性、可塑性都是比较好的,由于它的含碳量低(在0.17-0.23%之间)所以,硬度比较低。
众所周知,齿轮是机械设备中关键的零部件,它广泛的用于汽车、飞机、坦克、轮船等工业领域。
它具有传动准确、结构紧凑使用寿命长等优点。
齿轮传动是近代机器中最常见的一种机械振动是传递机械动力和运动的一种重要形式、是机械产品重要基础零件。
它与带、链、摩擦、液压等机械相比具有功率范围大,传动效率高、圆周速度高、传动比准确、使用寿命长、尺寸结构小等一系列优点。
因此它已成为许多机械产品不可缺少的传动部件,也是机器中所占比例最大的传动形式。
由于齿轮在工业发展中的突出地位,使齿轮被公认为工业化的一种象征。
得益于近年来汽车、风电、核电行业的拉动,汽车齿轮加工机床、大规格齿轮加工机床的需求增长十分耀眼。
据了解,随着齿轮加工机床需求的增加,近年来涉及齿轮加工机床制造的企业也日益增多。
无论是传统的汽车、船舶、航空航天、军工等行业,还是近年来新兴的高铁、铁路、电子等行业,都对机床工具行业的快速发展提出了紧迫需求,对齿轮加工机床制造商提出了新的要求。
据权威部门预测2012年将达到200万吨。
20CrMo钢作为一种典型的低合金渗碳结构钢在工程中广泛用于制造轴类、齿轮类零件。
由于齿轮的工作条件复杂,所以要求齿轮既要具有优良的耐磨性又要具备高的抗接触疲劳和抗弯曲疲劳性能。
在齿轮热处理工艺显着提高的背景下,我国已能自行生产各类高参数的齿轮。
但我国齿轮的质量与其他发达国家的同类产品相较还是具有一定的差距,主要表现在齿轮的平均使用寿命、单位产品能耗、生产率这几方面上。
要提高齿轮的质量,除了要选材合适之外,必须对材料的热处理工艺进行优化,通过新工艺和新设备引进吸收和自主创新,实现齿轮热处理工艺朝节能、环保、智能化方向发展。
本设计是在课堂学习热处理知识后的探索和尝试,其内容讨论如何设计齿轮的热处理工艺,重点是制定合理的热处理规程,并按此设计齿轮的热处理方法。
1 齿轮热处理概述齿轮或一般都要承受交变载荷甚至冲击载荷,接触应力大,齿面易磨损。
因此,对齿轮的要求是表面硬且耐磨,心部强而韧,具有高的抗疲劳强度,表面不崩裂,不压陷,不点蚀,为了满足这些性能的要求,常常采用低碳钢经正火、渗碳、淬火加低温回火的热处理工艺。
一、车间的任务和工作制度1.1 车间生产任务本次设计热处理车间的生产任务是年产 1000t ,生产三类六种规格的刀具, 各种规格刀具的年产量各占总年产量的 1/6。
详见《专业课程设计任务书》 。
本 热处理车间生产的废品率为 3% (包括热处理报废和运输报废),达 30 吨,故热 处理车间的实际生产任务为 970 吨/年。
则六种刀具各自的年产量为 161.7 吨, 见表 1-1表 1-1 1.2 车间的工作制度及年时基数1.2.1 工作制度热处理车间常有长工艺周期的生产和热处理炉空炉升温时间长的情况, 所以 多数采用二班制或者三班制。
本设计采用二班制。
1.2.2 设备年时基数设备年时基数为设备在全年内的总工时数, 等于在全年工作日内应工作的时 数减去各种时间损失。
根据文献《热处理车间设计》的公式计算,公式如下: F 设 =D 设 Nn (1-b%) 式中F 设——设备年时基数(h);D 设 ——设备全年工作日,等于全年日数(365 天) -全年假日(10 天) - 全年双修日(106 天) =249 天;N ——每日工作班数;n ——每班工作时数,取 8h ;b ——损失率, 时间损失包括设备检修及事故损失, 工人非全日缺 勤而无法 及时调度的损失, 以及每班下班前设备和场地清洁工作所需的停工损失, 此处取 5%。
计算 F 设的值, F 设 =249×2×8×(1-5%) =3744.96≈3783 (h) 1.2.3 工人年时基数工人年时基数可依据下式计算:F 人=D 人 n (1—b%) 式中F 人——工人年时基数(h);D 人——工人全年工作日(249 天);b ——时间损失率,包括病假、事假、探亲假、产假及哺乳、设备 清扫、工序号 品种 规格单重(kg) 热处理件分量 1齿轮铣刀 M10 M5.5 1.41 0.53161.7t 2 车刀 A10 A12 0.0020.0043 锥柄钻 Φ 11.8X85 Φ 14.1X192 0.1050.325间歇息等工时损失,本设计取 4%。
热处理车间的设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN本科毕业设计题目:年产量3000吨热处理车间的设计学院:材料与冶金学院专业:金属材料工程学号:7036学生姓名:唐郑磊指导教师:从善海副教授日期:2008.摘要热处理是机械工业的一项重要基础技术,通常像轴、轴承、齿轮、连杆等重要的机械零件和工模具都是要经过热处理的。
热处理对于充分发挥金属材料的性能潜力,提高产品的内在质量,节约材料,减少能耗,延长产品的使用寿命,提高经济效益都具有十分重要的意义。
正所谓“工欲善其事,必先利其器”,那么也就必须给热处理一个良好的环境及先进设备,总的来说就是一个设计得当的热处理车间。
设计的主要内容整个热处理车间的设计过程。
从热处理车间的分类和特性、热处理车间生产任务、工作制度及年时基数、工艺设计、热处理设备的选择与计算、车间设备组织与布置、热处理车间建筑物与构筑物、车间动力和辅助材料消耗量计算、热处理的生产安全与环境保护、热处理车间人员定额、热处理车间的建设投资及技术经济指标等方面,对热处理车间进行设计。
从热处理技术的现状和水平,掌握其发展趋势,大力发展先进的热处理新技术、新工艺、新材料、新设备,用高新技术改造传统的热处理技术,实现“优质、高效、节能、降耗、无污染、低成本、专业化生产”的方向上设计热处理车间。
关键词:热处理车间;热处理设备;热处理工艺;设计AbstractHeat treatment is an important foundation for mechanical industrial technology, as is usually shaft, bearings, gears, mechanical linkage, and other important parts and molds were required to take the heat treatment. Heat Treatment for giving full play to the performance potential of metallic materials, the intrinsic quality of their products, material savings, and reduce power consumption, extend product life, and improving economic efficiency are of great significance. Is the so-called "Perfect tools are necessary for perfect jobs," then it must be a good the environment and advanced equipment for heat treatment, the whole is designing a proper heat treatment workshop.Papers are the main contents of the heat treatment plant design process. From the classification and characteristics of heat treatment workshop, heat treatment workshop production tasks, the system of work and the base year, process design, equipment selection and heat treatment, the organization and layout of workshop equipment, heat treatment workshop buildings and structures, power plant and auxiliary materials consumption, heat-treated product safety and environmental protection, heat treatment workshop staff fixed, heat treatment plant construction investment and technical and economic indicators, designs the heat treatment shop. From the current situation and the level of Heat Treatment Technology control their development trend, develop vigorously advanced new technologies, new processes, new materials and new equipment, use high technology to transform traditional heat treatment technology to achieve "high-quality, high efficiency, energy saving, energy, pollution-free, low-cost, specialized production "of the direction of heat treatment plant design.Key words: heat treatment workshop, heat treatment equipment; heat treatment process; design目录1 绪论......................................................................................................... 错误!未定义书签。
轴齿轮的机械加工工艺和工装设计设计轴齿轮的机械加工工艺和工装设计是确保齿轮的精度和性能的关键环节。
下面将详细介绍轴齿轮的机械加工工艺和工装设计的设计过程。
一、轴齿轮的机械加工工艺1.粗加工阶段在粗加工阶段,主要任务是切削掉多余的材料,使齿轮的基本形状和尺寸得以形成。
这个阶段通常采用铣削或车削的方法,根据设计要求和材料特性选择合适的刀具和切削参数。
2.半精加工阶段半精加工阶段是进一步细化齿轮的形状和尺寸,去除粗加工后留下的毛刺和加工痕迹。
这个阶段仍然采用铣削或车削的方法,但使用的刀具更加精细,切削参数也经过优化。
3.精加工阶段在精加工阶段,目标是提高齿轮的精度和质量。
这个阶段通常采用磨削的方法,使用磨床和精细的砂轮来达到高精度的表面粗糙度和平行度。
4.齿轮热处理阶段齿轮热处理是将齿轮加热到一定温度,然后进行淬火、回火等操作,以提高材料的硬度和耐磨性。
这个阶段对齿轮的性能和质量有重要影响,需要选择合适的热处理工艺并进行严格控制。
二、轴齿轮的工装设计1.夹具设计夹具是用于固定工件的工具,确保工件在加工过程中保持稳定。
针对轴齿轮的加工,需要设计专门的夹具来固定齿轮毛坯,确保齿轮在加工过程中不会发生移动或振动。
夹具设计需要考虑夹具的刚度、精度和可靠性等因素。
2.刀具设计刀具是用于切削材料的工具,其质量和性能对加工精度和效率有重要影响。
针对轴齿轮的加工,需要设计合适的刀具来满足切削要求。
刀具设计需要考虑刀具的材料、几何形状和切削参数等因素。
3.量具设计量具是用于测量工件尺寸和形状的工具。
为了确保轴齿轮的加工精度和质量,需要设计合适的量具来进行测量。
量具设计需要考虑量具的精度、测量范围和使用方便性等因素。
三、设计优化及改进建议1.优化加工工艺流程通过对现有加工工艺流程进行分析,可以发现存在的问题和瓶颈。
为了提高生产效率和降低成本,可以对加工工艺流程进行优化,例如减少加工工序、采用更高效的切削参数等。
2.引入先进的加工设备和工艺技术随着科技的不断进步,出现了许多先进的加工设备和工艺技术,可以显著提高加工效率和精度。
辽宁工业大学材料工艺学课程设计(论文)题目:40Cr机床齿轮热处理工艺设计院(系):光伏学院专业班级:材料111学号:111802016学生姓名:杨天宇指导教师赵荣达起止时间:2012-7-2~2012-7-12课程设计(论文)任务及评语前言现代工业的飞速发展对机械零部件及热处理对锻造机械加工的顺利进行和保证加工效果起着重要作用,而且在改善或消除加工后缺陷,提高工件的使用寿命等方面起着重要作用。
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,认真分析产品在使用过程中的受力状况和可能失效形式,正确选择材料;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。
由于块规在使用过程中易磨损和碰撞,另外块规本身尺寸精确,因此要求块规具有高的硬度,高的耐磨性和高的尺寸稳定性以及一定的韧性。
但块规没有单独专用的钢种,为了满足上述性能要求,块规选用,低合金工具钢(40Cr)。
40Cr机床齿轮规采用淬火及低温回火热处理工艺,其组织是回火马氏体和残余奥氏体,并残存一定的淬火应力。
这种组织状态在长期放置和使用过程中,将发生变化,从而使块规的尺寸也发生变化,对于高精度的块规,这种变化是不允许的。
尺寸变化的原因主要是残余奥氏体转变为马氏体使尺寸增大,以及残留应力在量具内部重新分布和消失所引起的组织变化。
为使40Cr机床齿轮规尺寸和形状稳定,确保其精度,对要求较高的精密的,淬火温度应低些。
同时在淬火后立即将其冷却到-80℃左右,甚至在液氮中进行冷处理,然后取出再进行正常回火。
为了进一步提高40Cr机床齿轮规尺寸稳定性,在精磨或研磨前,必须进行时效处理,进一步消除内应力,必要时,这种处理要重复多次[1]。
本设计是在课堂学习热处理知识后的探索和尝试,其内容讨论如何设计40Cr 机床齿轮规淬火回火时效热处理工艺技术,重点是制定合理的热处理规程,并按此设计40Cr机床齿轮规热处理工艺方法。
热处理课程设计-----变速箱齿轮热处理车间设计学院:专业:班级:姓名:指导老师:日期:目录一、概述 (3)二、热处理车间任务 (3)(一)车间生产纲领 (3)(二)工作条件分析 (3)(三)材料的选用 (3)三、热处理工艺设计及主要设备选用 (4)(一)工艺设计 (4)(二)设备选用及数量计算 (9)(三)冷却设备 (12)(四)清理设备 (12)(五)辅助设备 (13)(六)起重运输及自动化设备 (13)四、车间布局 (14)(一)车间在厂区的位置 (14)(二)车间面积及面积指标 (14)(三)布局原则 (15)(四)车间设备布局间距 (15)(五)车间布局图 (15)2一、概述热处理是机械工业的一项重要基础技术,通常像轴、轴承、齿轮、连杆等重要的机械零件和工模具都是要经过热处理的。
热处理对于充分发挥金属材料的性能潜力,提高产品的内在质量,节约材料,减少能耗,延长产品的使用寿命,提高经济效益都具有十分重要的意义。
正所谓“工欲善其事,必先利其器”,那么也就必须给热处理一个良好的环境及先进设备,总的来说就是一个设计得当的热处理车间。
设计的主要内容整个热处理车间的设计过程。
热处理车间生产任务、工作制度及年时基数、工艺设计、热处理设备的选择与计算、车间设备组织与布置、车间动力和辅助材料消耗量计算、热处理的生产安全与环境保护、热处理车间人员定额、热处理车间的建设投资及技术经济指标等方面,对热处理车间进行设计。
从热处理技术的现状和水平,掌握其发展趋势,大力发展先进的热处理新技术、新工艺、新材料、新设备,用高新技术改造传统的热处理技术,实现“优质、高效、节能、降耗、无污染、低成本、专业化生产”的方向上设计热处理车间。
二、热处理车间任务本设计的任务是设计一间主要生产变速箱齿轮的热处理车间。
(一)车间生产纲领所设计的热处理车间的年产量为1500吨的变速箱齿轮,属于中等批量的生产任务。
(二)工作条件分析变速箱齿轮为汽车、拖拉机等发动机的重要部件,用于改变发动机曲轴和传动轴的速度比。