CA6140车床主轴的热处理工艺设计-毕业设计论文.doc

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1、浙江工业大学博士学位论文毕业设计说明书课题名称：CA6140车床主轴的热处理工艺设计学生姓名学号所在学院专业班级指导教师起讫时间：　年　月　日～　年　月　日I浙江机电职业技术学院毕业设计说明书CA6140车床主轴的热处理工艺设计摘要CA6140车床主轴是车床上传递动力的零件，常需承受弯曲、扭转、疲劳、冲击载荷的作用，同时在滑动与转动部位还受到摩擦力的作用。因此，要求主轴具有高强度、高硬度、高耐磨性、足够的韧性及变形小。本设计针对CA6140车床主轴选用45钢，采用整体调质使其整体硬度达到220~250HBS，内锥孔与外锥体表面淬火+低温回火使其硬度达到45~50HRC，花键

2、部位高频淬火+低温回火使其硬度达到48~53HRC，淬硬层深度达到0.5~2mm。关键词：CA6140车床主轴；45钢；调质；高频淬火；低温回火I浙江机电职业技术学院毕业设计说明书目录摘要I目录1第1章CA6140车床主轴性能要求及选材21.1CA6140车床主轴概述21.2CA6140主轴的工作条件及失效形式31.3CA6140车床主轴的性能要求及选材4第2章CA6140车床主轴热处理工艺设计说明错误！未定义书签。2.1CA6140车床主轴热处理加工工艺路线错误！未定义书签。2.2CA6140车床主轴的预备热处理62.3CA6140车床主轴的调质72.4CA6140车床主

3、轴锥孔及外锥体的局部淬火工艺92.5CA6140车床主轴花键高频淬火工艺9第3章CA6140车床主轴热处理质量控制113.1发动机从动轮的热处理设备选用及使用方法113.2CA6140车床主轴热处理后金相组织分析133.3CA6140车床主轴硬度15第4章结论20参考文献21致谢2222浙江机电职业技术学院毕业设计说明书第1章CA6140车床主轴性能要求及选材1.1CA6140车床主轴概述CA6140车床（见图1-1）主要用于加工各种回转表面，如内外圆柱面，圆锥表面，回转曲面和端面等，有些车床还能加工螺纹面。由于多数机器零件具有回转表面，车床的通用性又较广，因此，在机械制造

4、厂中，车床应用极为广泛，在金属切削机床中占的比例比较大，约占总台数的20%~35%。主轴（见图1-2）是CA6140车床中的关键零件之一，主要用以传递旋转运动和扭矩，支撑传动零件并承受载荷。车床主轴在工作时载荷不大，基本上无冲击力，有摩擦，但比齿轮等零件的磨损要轻，但同时也受到交变的疲劳应力。这一类零件主要的要求是表面具有高硬度、高硬度以及高耐磨性等，心部具有高的强度和韧性，以满足车床主轴的质量要求。选择合适的材料，控制热处理工艺，来降低成本提高寿命等是至关重要的。主轴是机床的执行件，它主要起支撑传动件和传动转矩的作用，在工作时，由它带动工件直接参加表面成形运动，同时，主轴

5、还保证工件对机床其他部件有正确的相对位置。因此，主轴部件的工作性能对加工质量和机床的生产率有重要影响。图1-1CA6140车床示意图各种车床主轴部件的结果虽有差别，但是他们的基本用途是一致的，在结构和要求方面也是相同的。在工作性能上都要求与本车床使用性能相适应的强度、硬度和耐磨性等。22浙江机电职业技术学院毕业设计说明书图1-2CA6140卧式车床主轴简图1.2CA6140主轴的工作条件及失效形式一、主轴的工作条件机床主轴在高速运转时要承受多种载荷作用，如弯曲、扭转、冲击等。所以要求主轴具有抵抗各种载荷的能力。当主轴载荷较大转速又高时，主轴还承受着很高的交变功，因此要求主轴

6、具有较高的疲劳强度和综合力学性能。同时机床主轴的某些部位承受着不同程度的摩擦，特别是轴颈部位，因为轴颈与某些轴承配合时，摩擦较大，所以部位应具有较高的硬度及耐磨性。二、失效形式机床主轴在长期交变载荷作用下易导致疲劳断裂（包括扭转疲劳和弯曲疲劳断裂），承受大载荷或冲击载荷会引起过量变形、断裂，长期承受较大摩擦，轴颈及花键表面会出现过量磨损。1.疲劳断裂疲劳断裂是机械零件在循环变应力作用下，将会出现的疲劳断裂。所有机械零件在工作过程中的失效疲劳断裂与断裂的失效50％~90％时，疲劳断裂一般会发生突然，危害性大，疲劳断裂是发生在零件的局部应力区，某些晶粒在变应力作用下形成微裂纹，

7、随着循环数的增加，裂纹继续扩展，导致最终疲劳断裂。针对疲劳断裂的特点，可以采用各种强化方法来提高零件的抗疲劳能力。减少零件上各种会引起应力集中的缺陷，提高零件的抗疲劳能力，在金属材料中，特别是钢和钛合金的疲劳强度最高。2.磨损磨损是相互接触的零件间存在相互滑动时，接触表面会因发生摩擦损耗而引起形状变化的现象，它是一种可以看到的，逐渐发生的破坏形式。主要有磨粒磨损和黏着磨损。22浙江机电职业技术学院毕业设计说明书磨粒磨损是由于相对运动的物体接触时，滑动表面高低不平，凸出的硬质点将轴的接触面刨出沟槽或划伤而产生的破坏。