坦克履带板的选材和热处理生产线

目录

前言 (1)

1设计原则 ........................... 错误!未定义书签。

1.1热处理零件结构和形状尺寸设计 (2)

1.2 热处理工艺设计 (3)

1.3 本次课程设计的任务要求 (4)

2工件的选材和加工工艺设计 (4)

2.1 工件的服役条件和失效分析 (4)

2.2 材料的设计方案，原理和优化比较 (6)

2.3 ZGMn13履带板加工工艺流程设计 ..... 错误!未定义书签。3热处理车间设计 (14)

3.1 热处理车间设计概述 (15)

3.2 设计思路 (15)

3.3车间主要设备选择 (15)

3.4生产纲领 (16)

4热处理车间布置 (19)

4.1厂房建筑参数 (19)

4.2厂房高度： (19)

4.3车间平面布置： (19)

4.4热处理车间的生产组织与人员 (21)

4.5热处理车间的建设投资及成本 (22)

4.6车间在厂区内的位置................ 错误!未定义书签。

金属材料课程设计

前言

履带是由主动轮驱动、围绕着主动轮、负重轮、诱导轮和托带轮的柔性链环。履带由履带板和履带销等组成。履带销将各履带板连接起来构成履带链环。履带板的两端有孔，与主动轮啮合，中部有诱导齿，用来规正履带，并防止坦克转向或侧倾行驶时履带脱落，在与地面接触的一面有加强防滑筋（简称花纹），以提高履带板的坚固性和履带与地面的附着力。

一:课程设计

1.1热处理零件结构和形状尺寸设计

履带板的实物图如图所示

图一

主要技术参数：

（1）履带板片：203mm×105mm×52mm

（2）齿高：60mm

（3）履带板总质量：400kg

1.2 热处理工艺设计

（1）坦克履带

坦克履带按结构型式可分为：金属销铰链式和金属橡胶铰链式两大类。其中,金属橡胶铰链又可分为单销式和双销式两种。

金属销式履带结构简单,销和销孔直接干摩擦,磨损快,寿命短,在坦克维修保养时,往往会发现履带销被磨成“糖葫芦”状。履带销也是易损件之一。

金属橡胶铰接履带,是在金属销上硫化多个橡胶套环,压配合在履带板销孔中,这样,履带销和履带板销孔之间无直接摩擦,扭转时只有橡胶套环产生弹性扭转,噪音小,寿命长,当然结构也复杂些,造价较高。双销式金属橡胶履带用端部连接器连接两块履带板的两销,受力情况好,拆装较方便,但结构较复杂,是主战坦克上的主流履带形式

（2）高锰钢履带板及其热处理方法

履带应具有高强度和高耐磨性。目前大多数坦克使用铸造高锰钢履带板，高锰钢是奥氏体组织，适合于在较高冲击的条件下使用，通过加工硬化提高硬度。这类履带板平均使用寿命大约3700km

在锰硼铸造马氏体+贝氏体钢的基础上增加固溶强化型合金元素，适当提高含碳量，增加强度，提高耐磨性，同时保持一定韧性，满足履带板疲劳韧性的要求。铸造成形，经热处理，抗拉强度达到1550 MPa; 屈服强度达到1260MPa; 延伸率达到：8.8 %；U形缺口冲击韧性达到：40J/cm2。这类履带板寿命据预计超过6000km

（3）双销挂胶履带板

挂胶履带不是简单地把胶快挂在原有的履带上，而是更换整条的挂胶履带，并且还要更换配合挂胶履带的主动轮爬齿。挂胶履带多为双销式，销耳和履带销之间有橡胶衬套，履带板和诱导齿用履带销串联，履带销彼此间用端部连接器相连接。拆卸起来要比金属单销铰式方便的多，挂胶履带虽然贵，但是使用寿命却比全钢的久，综合效费比相对于全钢的来说要划算(减少磨损），而且不毁伤路面和其他的附属公共设施。阅兵时的坦克都使用挂胶履带。

（4）履带板的断裂

履带板各部位特别是连接筋走向复杂的地方必定带有一定的围观与宏观

裂纹。由于履带板载荷为动载荷，可能引起动态断裂韧性降低，同时履带板各部位的应力状态时时刻变化的，即使在低应力状态下，这种不规则的交变应力也容易引起疲劳裂纹的扩展，在应力较高时，裂纹尖端的应力集中。使裂纹尖端局部区域产生塑性变形。由于高锰钢对加工硬化十分敏感，裂纹尖端区域变脆，使裂纹易于进一步扩展，在某时刻不利载荷出现时，高应力的出现有可能导致裂纹失稳扩展。这从履带的疲劳扩展和亚临界扩展所致，有些裂纹贯穿整个板体，便发生失稳断裂。

（5）提高履带板的断裂韧性

提高铸造质量，减少表面缺陷和裂纹，对履带板铸件进行表面加工硬化处理以获得适当的表面压应力，在不影响坦克运行性能和铸造工艺的前提下改变履带板各类筋的布置以减少应力集中等措施都是提高履带板断裂韧性的有效途径，因而提高履带板寿命。

1.3 课程设计的任务要求

（1）履带板年产量为10万吨；

（2）分析材料的服役条件和失效分析；

（3）选材以及优化比较；

（4）材料的加工工艺和热处理工艺；

（5）车间设计和生产车间分布；

2，工件的选材和加工工艺设计

2.1 工件的服役条件、性能要求和失效分析

服役条件和性能要求：

（1）传动的过程中，履带板和齿轮的契合部位由于扭曲，履带板会受到很大的弯曲应力的作用，因此要求高的强度以及承受抗弯能力。

（2）坦克在前进时，履带板和履带销和齿轮之间会有滚动和滑动的接触，会受到很大的摩擦力的作用，因此要求有抗磨损能力，

（3）履带板装车工作后，裸露在大气，潮湿的泥土中，砂灰中，水中，弱酸弱碱或盐碱等介质中，使得履带板长期受到水的腐蚀和砂砾的侵压和磨损。因此要求它具有抗蚀能力和抗腐蚀磨损能力。

（4）由于履带板与履带销在转动时的强力摩擦发热，故要求履带板具有一定的热定型。

（4）坦克启动或运行中，常常受到较大的冲击载荷，因此要求履带板要