万能分度头热处理课程设计.pdf

1前言

本次课程设计主要是制定典型零件的生产工艺，是以《金属热处理原理》、《金

属热处理工艺学》和《金属材料学》为基础的一门综合课程设计。从本次课程设计

中，我们可以获得综合运用所学的基本理论、基本知识、基本技能，独立分析和解

决实际问题的能力；培养严肃、认真、科学的工作作风和勇于进取开拓的创新精神。

通过本次课程设计，可以使我们初步掌握典型零部件生产工艺过程；掌握典型零件

的选材、热处理原则和工艺制定原理；理论联系实际，综合运用基础课及专业课程

多方面的知识去认识和分析零部件热处理生产过程的实际问题，培养解决问题的能

力。

热处理工艺是整个机器零件和工模具制造的一部分，热处理是通过改变钢的内

部组织结构，以改善钢的性能，通过适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延

长机器零件的使用寿命。合理的热处理工艺方案，不但可以满足设计及使用性能的

要求，而且具有最高的劳动生产率，最少的工序周转和最佳的经济效果。

通过课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远

不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才是真正

的知识，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

2零件图分析

万能分度头是通用设备的必备设备，它可以辅助机床完成被加工零件在圆周任

意度上的分度工作。如对零件分度钻孔，铣槽，铣削圆弧和零件划线工作。其主轴

的回转现可在0°-90°之间任意调整。分度主轴可配备各种类型的卡盘及夹具。

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2.1受力分析及性能要求

主轴是机床上传动力的零件，由于负荷不同，受力大小也不同，常承受弯曲、

扭矩、冲击、同时受到在滑移和转动部位受摩擦作用。因此主轴的性能要求是高硬

度、足够的韧性及疲劳强度、强度、形状畸变要求。

上述万能分度头主轴，从工件整体来说作为机床传动件，必须具备一定的强韧

性，同时后端直径48.2及A、B两部位受击段，由于承受一定的扭转、摩擦力，因

此要求具备较高的强度、硬度。

3材料的选择

依据主轴的工作条件，与滑动轴承相配合，主轴承受的载荷较小，主轴的转速

也较小，工作表面精度要求不高的特点，可以选用调质钢或渗碳钢。渗碳钢表面有

高的弯曲、接触、疲劳强度及高的耐磨性，心部有良好的塑性和韧性，但是从所给

的零件图要求来看，此空心主轴要求内表面也有一定的耐磨性和抗疲劳性，而且渗

碳钢热处理变形较大，工艺性能较差，因此渗碳钢不适合做此类轴，因而选用调质

钢。

3．1调质钢简介

（1）组织特点：结构钢淬火得到的马氏体组织经高温回火后，得到在α相基

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体上分布有极细小的颗粒状碳化物。它的显微组织根据含有不同合金元素而引起的

回火稳定性的差别和回火温度，可得到回火屈氏体或索氏体组织。

（2）成分特点：①低碳：含碳量一般为0.3-0.5%，以保证心部有足够的塑性

和韧性，含碳量低时淬硬性不够，含碳量高时心部韧性下降。②合金元素：主加元

素为Cr、Mn、Ni、Si等，它们的主要作用是提高钢的淬透性，从而提高心部的强

度和韧性；辅加元素为W、Mo、V、Ti等强碳化物形成元素，这些元素通过形成稳

定的碳化物来细化奥氏体晶粒。

(3)性能及应用:调质钢具有良好的综合力学性能，有较高的强度，良好的塑性

和韧性。因而被广泛用于制造各种机械零件，如轴类、轴承和高强度结构。

3．2调质钢的选择

常用做轴类的调质钢有：45钢，40Cr,40MnVB等，参数见表1。

表1机床主轴材料

钢号45钢40Cr40MnVB

W(C)=0.40%,W(Mn)1.5,

成分W(C)=0.45%W(C)=0.45%,W(Cr)1.5%