车床主轴的加工与热处理
45钢车床主轴的热处理工艺设计
《金属学与热处理》课程设计报告 45钢车床主轴的热处理工艺设计学院化学工程与现代材料专业金属材料工程姓名高治峰学号********指导教师张美丽完成时间目录摘要 (1)1 引言 (2)2 设计分析2.1 车床的使用工况及性能要求析 (3)2.2 45号钢的成分及性能点 (3)2.2.1 45号钢的元素成分及其作用 (4)2.2.2 45号钢的性能 (4)2.3 热处理技术条件 (5)2.3.1加工工艺路线 (5)3 热处理工艺分析3.1 锻坯正火 (5)3.1.1锻坯正火的作用 (5)3.1.2 热处理工艺 (5)3.1.3 操作技巧 (5)3.2调质 (6)3.2.1 调质目的 (6)3.2.2 热处理工艺 (6)3.2.3 操作技巧 (6)3.3 锥孔及外锥体的局部淬火 (6)3.3.1 局部淬火方式 (6)3.3.2 热处理工艺 (6)3.3.3 操作技巧 (6)3.4 花键高频淬火 (6)3.4.1 淬火方式 (6)3.4.2 花键高频淬火工艺参数 (7)3.4.3 花键回火工艺参数 (7)3.4.4 操作技巧 (7)4 结语 (8)参考文献 (9)摘要主轴是机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、硬度、足够的韧性及疲劳强度、变形小等性能。
而45号钢为优质碳素结构用钢，硬度不高且容易切削加工，直接用在车床主轴上不太合适，所以需要对45号钢进行适当的热处理。
在主轴大端上需要使用锻坯正火，消除毛坯的锻造应力，降低硬度以改善切削加工性能，然后再进行调质，使主轴具有良好的综合力学性能，最后经过淬火后高温回火，其硬度可达220～250 HBS，提高主轴的硬度，使主轴能达到良好的工作性能。
在锥孔进行局部淬火使键槽部位不淬硬，提高耐磨性；在花键部分可采用高频淬火减少变形并达到表面淬硬。
车床主轴经过适当的热处理工艺，可以达到良好的工作性能，使主轴能在正常的工作中有足够的硬度，且在花键等部分有良好的耐磨性。
车床主轴的加工工艺
车床主轴的加工工艺
车床主轴的加工工艺是指对车床主轴进行加工的过程和方法。
车床主轴一般是由铸铁或铸钢材料制成的圆柱体，用于传递动力和旋转工件。
加工工艺包括下列步骤：
1.原材料选择：根据主轴的用途和要求选择合适的材料。
常见的材料有碳素钢、合金钢等。
2.铸造：将选定的材料熔化并倒入模具中，冷却后形成主轴的初步形状。
3.粗加工：通过车削、铣削等方法对主轴进行粗加工，将其外形形状和尺寸加工到接近最终要求。
4.热处理：主轴经过热处理，如淬火、回火等，使其获得适当的硬度和韧性。
5.精加工：对经过热处理的主轴进行精加工，使用精车、磨床等工艺，进一步提高主轴的精度和表面质量。
6.装配：将主轴与车床的其他零部件进行装配，如安装轴承、齿轮等。
7.表面处理：对主轴进行表面处理，如镀铬、热处理等，以提高其表面硬度和耐磨性。
8.检测：对加工完成的主轴进行检测，包括尺寸、形状、硬度等的检测，确保其达到设计要求。
以上是车床主轴加工的一般工艺流程，具体的加工工艺还会根据不同的要求和设计进行调整和改进。
金属学课程设计——45号钢车床主轴热处理工艺设计
金属学课程设计——45号钢车床主轴热处理工艺设计《金属学与热处理》课程设计45号钢车床主轴热处理工艺设计学生姓名:X X X学生学号:xxxxxxxxxxxxx 院(系):xxxxxxxx学院年级专业:xxxxxxxxxxxxxxx 指导教师:xxxxxxxxxxx二〇一一年十二月课程设计任务书题目 45号钢车床主轴热处理工艺设计1、课程设计的目的使学生了解、设计45号钢车床主轴热处理生产工艺，主要目的:(1)培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。
(2)学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。
(3)进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。
2、课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等)(1)零件使用工况及对零件性能的要求分析;(2)45号钢材料成分特点及性能特点分析;(3)车床主轴热处理工艺参数;(4)表面淬火方式确定;(5)设计说明书撰写，不低于3000字。
3、主要参考文献[1] 崔明择主编.工程材料及其热处理[M]. 北京:机械工业出版社，2009.7.[2]崔忠析主编.金属学与热处理(第二版)[M]. 北京:机械工业出版社，2007.5 [3]王建安. 金属学与热处理[M]. 北京:机械工业出版社，1980[4] 中国机械工程学会.热处理手册[M]. 北京:机械工业出版社，2006.7 [5] 范逸明.简明金属热处理工手册[M].北京:国防工业出版社，2006.3 4、课程设计工作进度计划第18周:对给定题目进行认真分析，查阅相关文献资料，做好原始记录。
第19周:撰写课程设计说明书，并进行修改、完善，提交设计说明书。
指导教师日期年月日 (签字)教研室意见:年月日学生(签字):接受任务时间: 年月日课程设计(论文)指导教师成绩评定表题目名称 45号钢车床主轴热处理工艺设计分得评分项目评价内涵值分遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学01 学习态度 6 工作态度。
轴类零件的材料与热处理
轴类零件的材料与热处理一般轴类零件常用中碳钢，如45钢，经正火、调质及部分表面淬火等热处理，得到所要求的强度、韧性和硬度。
对中等精度而转速较高的轴类零件，一般选用合金钢（如40Cr等），经过调质和表面淬火处理，使其具有较高的综合力学性能。
对在高转速、重载荷等条件下工作的轴类零件，可选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢，经渗碳淬火处理后，具有很高的表面硬度，心部则获得较高的强度和韧性。
对高精度和高转速的轴，可选用38CrMoAl 钢，其热处理变形较小，经调质和表面渗氮处理，达到很高的心部强度和表面硬度，从而获得优良的耐磨性和耐疲劳性。
附：钢的淬火与回火是热处理工艺中很重要的、应用非常广泛的工序。
淬火能显著提高·钢的强度和硬度。
如果再配以不同温度的回火，即可消除（或减轻）淬火内应力，又能得到强度、硬度和韧性的配合，满足不同的要求。
所以，淬火和回火是密不可分的两道热处理工艺。
车床主轴加工工艺过程分析⑴ 主轴毛坯的制造方法锻件，还可获得较高的抗拉、抗弯和抗扭强度。
⑵ 主轴的材料和热处理45钢，普通机床主轴的常用材料，淬透性比合金钢差，淬火后变形较大，加工后尺寸稳定性也较差，要求较高的主轴则采用合金钢材料为宜。
①毛坯热处理采用正火，消除锻造应力，细化晶粒，并使金属组织均匀。
②预备热处理粗加工之后半精加工之前，安排调质处理，提高其综合力学性能③最终热处理主轴的某些重要表面需经高频淬火。
最终热处理一般安排在半精加工之后，精加工之前，局部淬火产生的变形在最终精加工时得以纠正。
加工阶段的划分①粗加工阶段用大的切削用量切除大部分余量，及时发现锻件裂纹等缺陷。
②半精加工阶段为精加工作好准备③精加工阶段把各表面都加工到图样规定的要求。
粗加工、半精加工、精加工阶段的划分大体以热处理为界。
工序顺序的安排毛坯制造——正火——车端面钻中心孔——粗车——调质——半精车表面淬火——粗、精磨外圆——粗、精磨圆锥面——磨锥孔。
车床主轴箱齿轮的选材与热处理
车床主轴箱齿轮的选材与热处理一、车床主轴箱齿轮图如下：二、车床主轴箱齿轮的工作条件：车床主轴箱是一变速装置，通常将主动轴的一种转换为从动轴的一种或多种转速，而这种转速的改变主要是通过一系列相互啮合的不同齿数的齿轮来实现的。
因此主动齿轮会对与其啮合的从动轮轮齿施加推动力，从而带动从动轮的旋转。
所以齿轮会受到外力的影响，从而导致齿轮自身会产生相应的应力。
虽然齿轮所承受的应力远低于材料的屈服点，但长时间工作也有可能导致齿轮产生裂纹而断裂。
齿轮在转动过程中，接触面的齿面会产生滑动摩擦，从而磨损齿面而导致轮齿的断裂。
齿轮在传动过程中，会由于换挡、启动或啮合不良而使齿轮受到冲击载荷的作用，从而使齿轮变形甚至断裂。
以上均是齿轮的工作环境，为了能使齿轮在上述环境下能正常工作，就得要求齿轮的自身条件能符合上述条件。
三、车床主轴箱齿轮材料的性能及选择：首先分析一下车床主轴箱齿轮材料的力学性能要求；为了满足齿轮的工作的条件，防止出现疲劳、磨损以及断裂等情况的出现，需要求齿轮必须有较高的硬度及好的耐磨性，齿面有较高的疲劳强度，齿轮心部要有足够的强度和韧度，通常情况下要求齿轮心部的硬度达170-217HB齿面硬度达45-50HRC。
根据对齿轮力学性能的要求，应从具有好的综合性能指标这个要素选材，工业生产中常用的金属材料主要是钢、铸铁及合金。
其中铸铁的含碳量较高，因此其硬度和耐磨性都较好。
但有一点，其塑性、韧性都较差，不过价格较便宜，对于一些低速、低冲击载荷条件下工作的齿轮可用铸铁；若用钢材制作齿轮则需考虑钢的含碳量，低碳钢的含碳量小于等于0.25%，含碳量较低，因此塑性、韧性较好，强度、硬度较低，很容易变形，不适合做齿轮；高碳钢的含碳量在0.60%~2.11%之间，含碳量较高，所以其强度、硬度及耐磨性都较好，但塑性、韧性差易断裂，也不适合做齿轮；中碳钢的含碳量在0.25%~0.6%,位于低碳钢与高碳钢之间，其性能也同样位于两者之间，有较好的综合性能，因此中碳钢适合做齿轮。
常见汽车级机床用零件机加热处理工艺路线
一、齿轮1.渗碳及碳氮共渗齿轮的工艺流程毛坯成型→预备热处理→切削加工→渗碳（碳、氮共渗）、淬火及回火→（喷丸）→精加工2.感应加热和火焰加热淬火齿轮用钢及制造工艺流程配料→锻造→正火→粗加工→精加工→感应或火焰加热淬火→回火→珩磨或直接使用→调质→3.高频预热和随后的高频淬火工艺流程锻坯→正火→粗车→高频预热→精车（内孔、端面、外圆）滚齿、剃齿→高频淬火→回火→珩齿二、滚动轴承1.套圈工艺流程棒料→锻制→正火→球化退火车削加工→去应力退火→淬火→冷处理→低温回火→粗棒料→钢管退火磨→补加回火→精磨→成品2.滚动体工艺流程（1）冷冲及半热冲钢球钢丝或条钢退火→冷冲或半热冲→低温退火→锉削加工→软磨→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→补加回火→精磨→成品（2）热冲及模锻钢球棒料→热冲或模锻→球化退火→锉削加工→软磨→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→补加回火→精磨→成品（3）滚子滚针钢丝或条钢（退火）→冷冲、冷轧或车削→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→附加回火→精磨→成品三、弹簧1.板簧的工艺流程切割→弯制主片卷耳→加热→弯曲→余热淬火→回火→喷丸→检查→装配→试验验收2.热卷螺旋弹簧工艺流程下料→锻尖→加热→卷簧及校正→淬火→回火→喷丸→磨端面→试验验收3.冷卷螺旋弹簧工艺流程下料→锻尖→加热→卷簧及校正→去应力回火→淬火→回火→喷丸→磨端面→试验验收四、汽车、拖拉机零件的热处理1.铸铁活塞环的工艺流程（1）单体铸造→机加工→消除应力退火→半精加工→表面处理→精加工→成品（2）简体铸造→机加工→热定型→内外圆加工→表面处理→精加工→成品2.活塞销的工艺流程棒料→粗车外圆→渗碳→钻内孔→淬火、回火→精加工→成品棒料→退火→冷挤压→渗碳→淬火、回火→精加工→成品热轧管→粗车外圆→渗碳→淬火、回火→精加工→成品冷拔管→下料→渗碳→淬火、回火→精加工→成品3.连杆的工艺流程锻造→调质→酸洗→硬度和表面检验→探伤→校正→精压→机加工→成品4.渗碳钢气门挺杆的工艺流程棒料→热镦→机加工成型→渗碳→淬火、回火→精加工→磷化→成品5.合金铸铁气门挺杆的工艺流程合金铸铁整体铸造（间接端部冷激）→机械加工→淬火、回火→精加工→表面处理→成品合金铸铁整体铸造（端部冷激）→机械加工→消除应力退火→精加工→表面处理→成品钢制杆体→堆焊端部（冷激）→回火→精加工→成品钢制杆体→对焊→热处理→精加工→表面处理→成品6.马氏体型耐热钢排气阀的工艺流程马氏体耐热钢棒料→锻造成型→调质→校直→机加工→尾部淬火→抛光→成品7.半马氏体半奥氏体型耐热钢（Gr13Ni7Si2）排气阀的工艺流程棒料→顶锻→精压→热处理→精加工→成品8.奥氏体耐热钢排气阀的工艺流程棒料→顶锻→精压→阀面和尾部堆焊耐热合金→热处理→杆部滚压或软氮化→精加工→成品9.半轴调质的工艺流程合金结构钢棒料→锻造成形→正火或退火→机械加工→调质→校直→精加工→成品10.半轴的表面淬火的工艺流程棒料→锻造成形→预先热处理→校直→机械加工→表面淬火→校直→精加工→成品11.柱塞副和喷油嘴偶件的工艺流程热扎退火棒料→自动机加工成型→热处理→精加工→时效→成品12.拖拉机履带板（1）40SiMn2履带板的热处理热轧成形→下料→机加工→热处理→成品（2）ZGMn13履带板的热处理铸造成型→热处理→成品五、金属切削机床零件的热处理1.机床导轨（1）MM7125平面磨床立柱镶钢导轨锻造→正火→机加工→消除应力退火→机加工→淬火→回火→磨（2）M9025工具曲线磨床镶钢导轨锻造→退火→机加工→淬火→回火→磨（3）S788轴承磨床镶钢导轨机加工→消除应力退火→机加工→渗碳→淬火→回火→磨→时效（4）MZ208轴承磨床镶钢导轨锻造→退火→机加工→消除应力退火→机加工→淬火→冰冷处理→回火→磨→时效2.机床主轴（1）CA6104车窗主轴（45钢）下料→粗加工→正火→机加工→高频淬火→回火→磨（2）T68、T611镗床的镗杆及MGB132磨床的主轴（35CrMoAlA钢）下料→粗车→调质→精车→消除应力处理→粗磨→渗氮→粗磨（3）SGC630精密丝杠车床主轴（12CrNi3A）锻造→正火→机加工→渗碳→正火→校直→消除应力→机加工→头部淬火→颈部淬火→回火→磨→时效（4）X62W万能升降台铣床主轴（球墨铸铁QT60-2）铸造→机加工→淬火→回火（5）M1040无心磨床主轴（球墨铸铁QT60-2）铸造→机加工→正火→机加工3.丝杠（1）7级或7级精度一下的一般丝杠（45钢）下料→正火或调质→校直→消除应力处理→机加工（2）6级或6级以上精密不淬硬丝杠（T10或T12钢）球化退火→机加工→消除应力处理→机加工→时效→精加工（3）中大型精密淬硬丝杠（CrWMn）锻造→球化退火→机加工→消除应力→机加工→消除应力→机加工→淬火、回火→冰冷处理→回火→探伤→机加工→时效→精加工→时效→精加工（4）中小型精密淬硬丝杠（9Mn2V）锻造→球化退火→机加工→消除应力→机加工→淬硬淬火→回火→冰冷处理→回火、探伤→机加工→时效→精加工→时效→精加工（5）滚珠丝杠（GCr15，GCr15SiMn）4.弹簧卡头（1）卧式多轴自动车床夹料卡头（9SiCr）锻造→退火→机加工→淬火→回火→机加工→磨开口→胀大定型（2）卧式多轴自动车床送料卡头（T8A钢）锻造→退火→机加工→淬火→回火→磨（3）仪表机床小型专用卡头（60Si2）退火→机加工→淬火→回火→磨（4）磨阀辨机床专用卡头（65Mn）锻造→正火→高温→回火→机加工→淬火→回火→机加工5.摩擦片（1）X62W万能升降台铣床摩擦片（A3）机加工→渗碳→淬火→回火→机加工→回火（2）DLMO电磁离合器摩擦片（65Mn）冲片→淬火→回火→磨（3）电磁离合器摩擦片（6SiMnV）锻造→退火→切片→淬火→回火→磨6.FW250万能分度头主轴（45）锻造→正火→机加工→淬火→回火→机加工7.万能分度头蜗杆（20Cr）正火→机加工→渗碳→机加工→淬火→回火→机加工8.三爪卡盘卡爪（45）正火→机加工→淬火→回火→高频淬火→回火→法蓝→磨加工9.三爪卡盘丝（45）锻造→正火→机加工→淬火→回火→法蓝→磨六、活塞1.20CrMnMo钢制活塞的热处理锻造→正火→检验→机加工→渗碳→检验→正火→淬火→清洗→回火→检验→喷砂→磨削2.钒钢活塞的热处理下料→锻造→检验→预先淬火→球化退火→检验→机加工→淬火→回火→检验→磨削七、凿岩机钎尾锻造→退火→检验→渗碳→检验→淬火→回火→清洗→检验→磨削。
CA6140车床主轴加工工艺
车床主轴加工工艺1．CA6140车床主轴技术要求及功用图1 CA6140车床的主轴简图图1为CA6140车床主轴零件简图。
由零件简图可知，该主轴呈阶梯状，其上有安装支承轴承、传动件的圆柱、圆锥面，安装滑动齿轮的花键，安装卡盘及顶尖的内外圆锥面，联接紧固螺母的螺旋面，通过棒料的深孔等。
下面分别介绍主轴各主要部分的作用及技术要求：⑴支承轴颈主轴二个支承轴颈A、B圆度公差为0.005mm，径向跳动公差为0.005mm；而支承轴颈1∶12锥面的接触率≥70%；表面粗糙度Ra为0.4mm；支承轴颈尺寸精度为IT5。
因为主轴支承轴颈是用来安装支承轴承，是主轴部件的装配基准面，所以它的制造精度直接影响到主轴部件的回转精度。
For personal use only in study and research; not for commercial use⑵端部锥孔主轴端部内锥孔（莫氏6号）对支承轴颈A、B的跳动在轴端面处公差为0.005mm，离轴端面300mm处公差为0.01 mm；锥面接触率≥70%；表面粗糙度Ra为0.4mm；硬度要求45~50HRC。
该锥孔是用来安装顶尖或工具锥柄的，其轴心线必须与两个支承轴颈的轴心线严格同轴，否则会使工件（或工具）产生同轴度误差。
⑶端部短锥和端面头部短锥C和端面D对主轴二个支承轴颈A、B的径向圆跳动公差为0.008mm；表面粗糙度Ra为0.8mm。
它是安装卡盘的定位面。
为保证卡盘的定心精度，该圆锥面必须与支承轴颈同轴，而端面必须与主轴的回转中心垂直。
⑷空套齿轮轴颈空套齿轮轴颈对支承轴颈A、B的径向圆跳动公差为0.015 mm。
由于该轴颈是与齿轮孔相配合的表面，对支承轴颈应有一定的同轴度要求，否则引起主轴传动啮合不良，当主轴转速很高时，还会影响齿轮传动平稳性并产生噪声。
For personal use only in study and research; not for commercial use⑸螺纹主轴上螺旋面的误差是造成压紧螺母端面跳动的原因之一，所以应控制螺纹的加工精度。
车床主轴的选材 加工路线 热处理
选择车床主轴材料,设计合理的加工路线,热处理工艺方案摘要：根据车床主轴的工作情况,对材料的选用、其加工路线及相应的热处理工艺进行了分析,并就其操作提出了自己观点。
关键词：车床主轴；加工路线；热处理工艺；材料一、材料的选择主轴是车床上传递动力的零件，传递着动力和各种负荷，它的合理选材直接影响整台车床的精度和使用寿命。
其主要实效形式如下：1、受横向力并传递扭矩，承受交变弯曲应力和扭应力，常常发生疲劳断裂。
2、轴颈和花键等部位发生相对运动，承受较大的摩擦，轴颈表面产生过量的磨损。
3、承受一定的过载和冲击和载荷，产生过量弯曲变形，甚至发生折断或扭断。
所以所选的材料应满足：良好的综合力学性能，即具有较高的强度刚度、足够的韧性、疲劳强度、变形小及对应力集中的敏感性低等性能以防止过载和冲击断裂，还要有良好的切削加工性，高的表面硬度和良好的耐磨性，以防止轴颈摩损。
在设计时要充分考虑：1、主轴的工作特性和技术要求。
主轴的摩檫和磨损情况;主轴的载荷大小和载荷性质。
2、主轴热处理的要求。
主轴的工作状况;主轴精密度和光洁度;主轴弯曲载荷和扭转力矩;主轴转速;主轴有无冲击载荷。
3、主轴热处理加工工艺实行的可能性以及经济性。
轴的常用材料为碳素钢和合金钢。
合金钢比碳素钢具有更高的机械性能和更好的热处理性能。
含不同合金的钢可获得各种特殊性能。
因此，对于载荷大并要求尺寸小，重量轻、耐高温或耐磨性、抗腐蚀性能要求高的轴可采用合金钢。
合金钢对应力集中的敏感性高，因此设计时应从结构上避免或减小应力集中，并降低其表面粗糙度的数值。
由于在常温下合金钢的弹性模量与一般碳素钢差不多，故选合金钢对提高轴的刚度没有实效。
而对形状复杂的轴可采用球墨铸铁。
球墨铸铁具有良好的吸振性和耐磨性，对应力集中的敏感性低，且价格低廉，加工性好。
但球墨铸铁的强度较低。
我们一般主轴承受交变弯曲应力和扭应力，在轻度或中等载荷、转速不太高，精度不很高，冲击、交变载荷不大的情况下，具有普通力学性能就能满足要求，一般采用45钢制造。
机械工程---40Cr车床主轴热处理工艺
40Cr车床主轴热处理工艺摘要本课设计了40cr车床主轴热处理工艺设计，主要的工艺过程包括锻造`预备热处理（正火)`淬火+高温回火等过程。
通过各种不同的工艺过程进行恰当的处理可以获得性能良好的40Cr车床主轴并且满足各种性能的要求。
主轴。
40Cr为中碳合金钢，预备热处理是正火，正火的加热温度通常为Ac3 以上30~ 50C,而对于中碳合金钢的正火温度通常为Ac3以上50~ 100C, 热温度范围为850~900C,选870C.主要目的是为了获得定的硬度，便于钢坯的切削加工，为调质做好组织准备。
主轴是机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、硬度、足够的韧性及疲劳强度、变形小等性能。
40Cr是我国GB的标准钢号，40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一。
调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性。
钢的淬透性良好，水淬时可淬透到中28~60mm,油淬时可淬透到D15~40mm。
这种钢除调质处理外还适于氰化和高频淬火处理。
切削性能较好，当硬度为 HB174~229时，相对切削加工性为60%。
该钢适于制作中型塑料模具。
关键词：40Cr，车床主轴，热处理工艺。
工作环境要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面要有足够的硬度和耐磨性性能要求（1）高的疲劳强度，防止轴疲劳断裂；（2）优良的综合力学性能，即强度和塑性，韧性有良好配合，以防止过载和冲击断裂；（3）局部承受摩擦的部位应具有高硬度和耐磨性，防止磨损失效；选材40Cr钢的性能中碳调质钢﹐洽徽模具钢。
该钢价格适中，加工容易，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性。
正火可促进组织球化，改进硬度小于160HBS毛坯的切削性能。
在温度550~570°℃进行回火，该钢具有最佳的综合力学性能。
该钢的淬透性高于45钢，适合于高频淬火，火焰淬火等表面硬化处理等。
40CrNiMo车床主轴热处理工艺设计
攀枝花学院学生课程设计（论文）题目：40CrNiMo车床主轴热处理工艺设计学生姓名： XXX 学号： 20111110XXXX 所在院(系)：材料工程学院专业：材料成型及控制工程班级： 20XX级材料成型一班指导教师： XXX 职称：讲师2013年12 月16 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程设计了40CrNiMo车床主轴的热处理工艺设计。
车窗主轴是传递动力的零件，需要承受弯曲、扭转、冲击载荷等力的作用。
并且在局部地方还要受到摩擦力的作用。
所以在主轴钢材的选取上应选择具有高强度、高硬度、韧性好、变形小的钢材。
40CrNiMo有高的强度、韧性和良好的淬透性和抗过热的稳定性。
所以对车床主轴的设计使用40CrNiMo钢是比较好的选择。
但40CrNiMo钢也有一些缺点，白点敏感性高，有回火脆性。
焊接性较差，焊前需经高温预热，焊后需消除应力，经调质后使用。
所以在热处理时，应特别注意。
对40CrNiMo的热处理大致如下，先对其进行正火，加热到正火温度，保温一段时间空冷；在调质，加热到淬火温度，保温一段时间出炉油冷到室温；最后，按照回火温度进行两次回火。
关键词：40CrNiMo、车床主轴、正火、淬火、回火。
目录摘要...............................................................................................................................1、设计任务 (3)1.1设计任务 (3)1.2设计的技术要求 (3)2、设计方案 (3)2.140CrNiMo车床主轴设计的分析 (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)3.2具体热处理工艺 (6)3.2.1锻造工艺 (6)3.2.2预备热处理工艺 (6)3.2.3淬火+低温回火热处理工艺 (7)4、分析与讨论 (9)5、结束语 (10)6、热处理工艺卡片 (11)参考文献 (12)1.1设计任务40CrNiMo车床主轴热处理工艺。
车床主轴加工工艺过程分析
车床主轴加工工艺过程分析【摘要】随着经济的快速发展，工业中的机械行业也在不断发展中，车床是机械行业中重要组成部分之一，车床也从以前的人工操作演化成为数控车床,但是在生产车床主轴上还存在一定问题,本文就从车床主轴加工工艺过程这方面进行分析。
【关键词】车床主轴;加工工艺过程一、前言在机械行业的发展中，车床起到了最为关键的作用，由于车床上的技术也在不断的进步，但是关于主轴的加工工业过程的所涉及的问题,促使技术人员在不断的努力完善。
二、主轴的材料和热处理45钢是普通机床主轴的常用材料,淬透性比合金钢差,淬火后变形较大,加工后尺寸稳定性也较差,要求较高的主轴则采用合金钢材料为宜。
选择合适的材料并在整个加工过程中安排足够和合理的热处理工序,对于保证主轴的力学性能、精度要求和改善其切削加工性能非常重要。
车床主轴的热处理主要包括以下几方面。
1、毛坯热处理。
车床主轴的毛坯热处理一般用正火,其目的是消除锻造应力,细化晶粒,并使金属组织均匀,以利于切削加工。
2、预备热处理。
在粗加工之后半精加工之前,安排调质处理,目的是获得均匀细密的回火索氏体组织,提高其综合力学性能,同时,细密的索氏体金相组织有利于零件精加工后获得光洁的表面。
3、最终热处理。
主轴的某些重要表面需经高频淬火。
最终热处理一般安排在半精加工之后,精加工之前,局部淬火产生的变形在最终精加工时得以纠正。
精度要求高的主轴,在淬火回火后还要进行定性处理。
定性处理的目的是消除加工的内应力,提高主轴的尺寸稳定性,使它能长期保持精度。
定性处理是在精加工之后进行的,如低温人工时效或水冷处理。
热处理次数的多少决定于主轴的精度要求、经济性以及热处理效果。
车床主轴一般经过正火、调质和表面局部淬火3个热处理工序,无需进行定性处理。
主轴加工过程中的各加工工序和热处理工序均会不同程度地产生加工误差和应力。
为了保证加工质量，稳定加工精度，车床主轴加工基本上划分为下列三个阶段。
(1)粗加工阶段。
45钢车床主轴的热处理工艺设计
45钢车床主轴的热处理工艺设计钢车床主轴的热处理工艺设计是为了提高主轴的硬度和强度，提升其耐磨性、抗疲劳性和刚性，从而满足主轴在使用过程中的高速、高负荷和长时间连续工作的要求。
以下我将详细介绍钢车床主轴的热处理工艺设计。
首先，需要选择合适的钢材。
常用的材料有45钢，其具有较好的硬化性、热加工性和焊接性能。
根据具体使用要求和主轴的工作条件，确定钢材的化学成分和机械性能指标。
同时，应选择质量稳定、批量可控的供应商，以保证材料的均匀性和一致性。
第二步是进行热处理工艺设计。
热处理工艺一般包括淬火和回火两个步骤。
下面我将分别介绍这两个步骤的工艺参数和过程。
1.淬火：（1）加热温度：根据钢材的具体化学成分和机械性能指标，确定合适的加热温度。
一般可以选择800-850℃。
（2）保温时间：保温时间与加热温度和材料厚度有关，一般为1小时/25mm。
在保温过程中，应保持温度均匀。
（3）冷却介质：选用合适的冷却介质进行淬火，如水、油或聚合物液体。
冷却速度应根据材料的硬度要求确定，通常为快速冷却。
2.回火：（1）加热温度：回火温度一般选择在300-650℃之间，根据材料的具体需要确定。
（2）保温时间：回火保温时间一般为1小时。
（3）冷却方式：回火完成后，以适当的冷却速度冷却至室温。
最后，进行性能检测和表面处理。
对经过热处理的主轴进行硬度测试，以确保其在规定的硬度范围内。
同时，对表面进行镜面研磨和喷砂处理，以提高主轴的表面光洁度和耐磨性。
总结起来，钢车床主轴的热处理工艺设计需要选择合适的钢材、确定加热温度和保温时间，选择合适的冷却介质进行淬火，再进行回火处理，最后进行性能检测和表面处理。
只有科学、合理地设计和控制热处理工艺，才能保证主轴的优良性能和可靠性。
45钢车床主轴的热处理工艺设计
45钢车床主轴的热处理工艺设计45钢车床主轴是车床的核心部件，直接影响车床的精度和使用寿命。
由于45钢具有较高的强度和硬度，是一种常用的机械结构材料，因此钢车床主轴的热处理工艺设计至关重要。
下面我将详细介绍45钢车床主轴的热处理工艺设计。
1.热处理前的准备工作热处理前需要对45钢车床主轴进行酸洗去除表面氧化层，然后进行机械或化学法去毛刺、打磨，以保证热处理后的表面质量。
2.热处理工艺选择在热处理过程中，需要选择适当的热处理工艺，一般可以选择淬火+回火的工艺。
淬火可以提高主轴的硬度和强度，回火则可以消除淬火过程中的内部应力和硬脆性，增加主轴的韧性。
3.淬火工艺设计淬火的目的是通过快速冷却使主轴的组织转变为马氏体，并提高硬度和强度。
45钢的淬火温度一般为820-860℃，具体温度根据材料的具体性能和要求进行确定。
淬火介质可以选择水、油或盐浴淬火。
4.淬火工艺控制淬火过程中的加热速度要均匀稳定，以确保45钢车床主轴的整体加热均匀。
在达到淬火温度后，要立即将主轴放入淬火介质中，同时要确保主轴在淬火介质中的位置均匀，避免产生变形或裂纹。
5.回火工艺设计回火是淬火后的一个重要工艺环节，通过回火可以消除淬火产生的内部应力和硬脆性，增加主轴的韧性。
回火温度的选择一般为150-350℃，回火时间一般为1-2小时，具体根据45钢的具体性能和要求来确定。
6.微结构观察在热处理后，需要对45钢车床主轴进行微结构观察，以确保热处理工艺的有效性和合理性。
通过金相显微镜观察，可以检测主轴的组织状态、相的比例以及组织均匀性等。
7.总结和优化根据实际情况和试验结果，总结热处理过程中的问题和不足，并进行优化。
可以通过调整热处理温度、时间、淬火介质等参数，以达到更好的热处理效果和工艺控制。
综上所述，钢车床主轴的热处理工艺设计是车床制造中非常重要的一环，它直接关系到车床的性能和使用寿命。
通过科学合理地设计热处理工艺，可以提高钢车床主轴的硬度、强度和韧性，确保车床的精度和可靠性。
车床主轴加工工艺流程
车床主轴加工工艺流程
一、原料准备
1.1 根据设计要求，选择合适的材料，如优质钢、合金钢等，确保其具有良好的机械性能和稳定性。
1.2 对原料进行质量检查，确保无缺陷、无锈蚀、无油污。
二、粗加工
2.1 对原料进行初步加工，去除多余部分，形成主轴的大致形状。
2.2 对粗加工后的主轴进行去毛刺、倒角处理，以确保后续加工的顺利进行。
三、半精加工
3.1 对主轴进行半精加工，进一步细化主轴的外形，为后续的热处理和精加工做准备。
3.2 在半精加工过程中，应确保主轴的几何尺寸、形位公差等符合设计要求。
四、热处理
4.1 对主轴进行热处理，如淬火、回火等，以提高其机械性能和稳定性。
4.2 热处理后，对主轴进行冷却、矫直等处理，以确保其直线度和几何精度。
五、精加工
5.1 对主轴进行精加工，如切削、磨削等，以进一步细化主轴的表面质量和几何精度。
5.2 在精加工过程中，应采用合适的切削参数和磨削参数，以确保主轴的加工质量和效率。
六、装配
6.1 根据设计要求，将主轴与其他零部件进行装配，如轴承、密封件等。
6.2 在装配过程中，应确保各零部件的配合精度和安装牢固性。
七、检测
7.1 对装配后的主轴进行检测，如几何尺寸、形位公差、表面粗糙度等。
7.2 检测合格后，应进行必要的标记和记录。
八、包装
8.1 根据产品特点和客户要求，选择合适的包装材料和方式。
45钢车床主轴箱齿轮的热处理工艺设计
45钢车床主轴箱齿轮的热处理工艺设计1 热处理工艺课程设计的目的，任务及方法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。
其目的是：①培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其学习知识得到巩固和发展。
②学习热处理工艺设计的一般方法，热处理设备选用和装夹具设计等。
③进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。
1.2 热处理工艺课程设计的任务进行零件的加工路线中有关热处理工序和热处理辅助工序的设计。
根据零件的技术要求，选定能实现技术要求的热处理方法，制定工艺参数，画出热处理工艺曲线图，选择热处理设备，设定或选定夹具，填写热处理工艺卡。
最后，写出设计说明书，说明书中要求对各热处理工序的工艺参数的选择和各热处理后的显微组织，作出说明。
1.3热处理工艺设计的方法热处理工艺的最佳方案是在能够保证达到根据零件使用性能和由产品设计者提出的热处理技术要求的基础上，设计的一种高质量、低成本、低能耗、清洁、高效、精确的热处理工艺方法。
热处理工艺设计的流程：①45号钢齿轮的热处理工艺流程的设计②制定热处理工艺参数③选择热处理设备④设计热处理工艺所需的挂具、装具或夹具⑤分析热处理工序中材料的组织和性能⑥填写工艺卡片2 热处理工艺课程设计的内容2.1 课题简图图2.1 主轴箱齿轮示意图2.2 技术要求车床圆柱齿轮表面进行高频感应淬火调质硬度：200-250HB表面硬度：45-50HRC淬硬层深度：1-2mm工件重量：6 kg生产批量: 6件2.3 主轴箱齿轮材料的选择，工作条件及其性能要求2.3.1 材料的选择根据对齿轮力学性能的要求，应从具有好的综合性能指标这个要素选材，工业生产中常用的金属材料主要是钢、铸铁及合金。
中碳钢的含碳量在0.25%~0.6%,位于低碳钢与高碳钢之间，其性能也同样位于两者之间，有较好的综合性能，因此中碳钢适合做齿轮。
45钢车床主轴箱齿轮的热处理工艺设计
45钢车床主轴箱齿轮的热处理工艺设计钢车床主轴箱齿轮在使用过程中需要承受很大的载荷和转速，因此对其进行适当的热处理是非常重要的。
热处理工艺设计能够改善齿轮的力学性能和耐磨性，提高其使用寿命和可靠性。
以下是对45钢车床主轴箱齿轮热处理工艺设计的详细阐述。
1.车削切削加工：首先，对45钢材料进行车削切削加工，保证齿轮的精度和尺寸准确度。
采用刀具高速切削、小进给、小切削深度等切削参数，减小机械加工过程中的应力集中。
2.淬火热处理：淬火是齿轮热处理中最关键的步骤之一，可以大大提高齿轮的强度和硬度。
在淬火之前，需要对齿轮进行均匀加热，使其达到适当的温度，然后迅速放入适当温度的淬火介质中（如水或油）进行淬火处理。
在淬火过程中，应控制淬火温度和时间，以保证齿轮的硬度和耐磨性。
3.回火处理：经过淬火处理后的齿轮可能具有很高的硬度，但也容易产生脆性，因此需要进行回火处理。
回火可以降低齿轮的硬度，提高韧性和强度，使其具有更好的抗磨性和抗脆性。
回火温度和持续时间的选择应根据齿轮的具体要求和使用条件来确定。
4.齿面调质：为了进一步提高齿轮的耐磨性和表面质量，可以对齿轮齿面进行局部调质处理。
齿面调质可以通过感应加热或火焰加热来实现，使齿面获得适当的硬度，同时保持齿轮齿根的韧性。
5.精密磨削：最后，通过精密磨削工艺对齿轮进行加工，提高其精度和表面质量。
磨削工艺应根据齿轮的尺寸和要求选择合适的磨削参数，减小残余应力和表面粗糙度，提高齿轮的互换性和传动效率。
热处理工艺设计在钢车床主轴箱齿轮的制造过程中起着非常重要的作用。
正确选择和控制热处理参数可以提高齿轮的力学性能和耐磨性，延长其使用寿命和可靠性。
同时，还需要结合实际情况，根据齿轮的具体要求和使用条件选择合适的热处理工艺，以确保齿轮的质量和性能符合要求。
轴的热处理工艺-工程
轴的热处理工艺-工程一、工作条件以及材料与热处理要求1.条件:在滑动轴承中工作,υ周＜2m/S,要求表面有较高在硬度的小轴,心轴.如机床走刀箱、变速箱小轴..要求: 45、50,形状复杂的轴用40Cr、42MnVB.调质,HB228-255,轴颈处高频淬火,HRC45-502.条件: 在滑动轴承中工作,υ周＜ 3m/S,要求硬度高、变形小,如中间带传动装置的小轴要求: 40Cr、42MnVB 调质,HB228-255,轴颈高频淬火,HRC45-50.3.条件: υ周≥ 2m/S,大的弯曲载荷及摩擦条件下的小轴，如机床变速箱小轴，。
要求: 15、20、20Cr、20MnVB 渗碳,淬火,低温回火,HRC58-62.4.条件: 高载荷的花键轴,要求高强度和耐磨,变形小.要求: 45 高频加热,水冷,低温回火,HRC52-58.5.条件: 在滚动或滑动轴承中工作,轻或中等负荷,低速,精度要求不高,稍有冲击,疲劳负荷可忽咯的主轴,或在滚动轴承中工作,轻载,υ＜1m/s的次要花键轴.要求: 45 调质,HB225-255(如一般简易机床主轴)6.条件: 在滚动或滑动轴承中工作,轻或中等负荷转速稍高.ρυ≤150N.m/(cm^2.s),精度要求高,冲击,疲劳负荷不大.要求: 45 正火或调质,HB228-255,轴颈或装配部位表面淬火,HRC45-50.7.条件: 在滑动轴承中工作,中或重载,转速较高ρυ≤400N.m/cm^2.S,精度较高,冲击、疲劳负荷不大.要求: 40Cr 调质,HB228-255或HB248-286,轴颈表面淬火,HRC≥54,装配部位表面淬火HRC≥45.8.条件: 其他同上,但转速与精度要求比上例高,如磨床砂轮主轴.要求: 45Cr、42CrMo其他同上,表面硬度HRC≥56.9.条件: 在滑动或滚动轴承中工作,中载、高速、心部强度要求不高,精度不太高,冲击不大,但疲劳应力较大,如磨床,重型齿轮铣床等主轴.要求: 20Cr 渗碳,淬火,低温回火,HRC58-62.10.条件: 在滑动或滚动轴承中工作,重载,高速(ρυ≤400N.m/cm^2.s)冲击,疲劳应力都很高.要求: 18CrMnTi 20Mn2B 20CrMnMoVA 渗碳淬火低温回火HRC≥59.11.条件: 在滑动轴承中回转,重载,高速,精度很高≤0.003mm,很高疲劳应力,如高精度磨床镗床主轴.要求: 38CrAlMoA 调质硬度HB248-286:轴颈渗氮,硬度HV≥900.12.条件: 电动机轴,主要受扭.要求: 35及45 正火或正火并回火,HB187及HB217.13.条件: 水泵轴,要求足够抗扭强度和防腐蚀.要求: 3Cr13及4Cr13 1000-1050℃油液,硬度分别为HRC42及HRC48.14.条件: C616-416车床主轴,45号钢(1)承受交变弯曲应力,扭转应力,有时还受冲击载荷.(2)主轴大端内锥孔和锥度处圆,经常与卡盘,顶针有相对摩擦.(3)花键部分经常磕碰或相对滑动(4)在滚动轴承中动转,中速,中载.要求:(1)整体调质后硬度HB200-230,金相组织为索氏体 .(2)内锥孔和外圆锥面处硬度HRC45-50,表面3-5mm风金相组织为屈氏体和少量回火马氏体.(3)花键部分硬度HRC48-53,金相组织同上15.条件: 跃进-130型载重(2.5吨)汽车半轴承受冲击、反复弯曲疲劳和扭转,主要瞬时超载而扭断,要求有足够的抗弯、抗扭、抗疲劳强度和较好的韧性要求: 40Cr 35CrMo 42CrMo40CrMnMo 40Cr 调质后中频表面淬火,表面硬度HRC≥52,深度4-6mm,静扭矩6900N.m,疲劳≥30万次,估计寿命≥30万km金相组织: 索氏体+屈氏体(原用调质加高频淬火寿命仅为4万km)二、备注:1.(1-8)备注:主轴与轴类材料与热处理选择必须考虑受力大小、轴承类型和主轴形状及可能引起的热处理缺陷.在滚动轴承或轴颈上有轴套在滑动轴承中回转,轴颈不需特别高的硬度,可用45、45Cr,调质,HB220-250,50Mn,正火或调质HRC28-35.在滑动轴承中工作的轴承应淬硬,可用15、20Cr,渗碳,淬火,回火到硬度HRC56-62,轴颈处渗碳深度为0.8-1mm.直径或重量较大的主轴渗碳较困难,要求变形较小时,可用45或40Cr在轴颈处作高频淬火.高精度和高转速(＞2000r/min)机床主轴尚须采用氮化钢进行渗氮处理,得到更高硬度.在重载下工作的大断面主轴,可用20SiMnVB或20CrMnMoVBA,渗碳,淬火,回火,HRC56-62.2.(9)备注:内心强度不高,受力易扭曲变形表面硬度高,宜作高速低负荷主轴.热处理变形较大.3.(10)备注:心部有较高的σb及αk值，表面有高的硬度及耐磨性.有热处理变形.4.(11)备注:很高的心部强度,表面硬度极高,耐磨和变形量小.5.(12)备注:860-880℃正火6.(13)备注:或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.7.(14)备注:加工和热处理步骤:下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精车外圆,钻中心孔,精车外圆,铣键槽→锥孔及外圆锥局部淬火,260-300℃回火→车各空刀槽,粗磨外圆,滚铣花键槽→花键高频淬火,240-260℃加火→精磨.。
CM6140车床主轴热处理
前言1.课程设计概况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。
本课程设计是在《材料科学基础》《热处理原理》《热处理工艺》和《金属材料学》等课程学习的基础上开设的，是理论与实际相结合的重要教学环节。
通过课程设计，可是学生在综合运用化学专业基础和专业知识能力方面得到训练，学习独立分析问题和解决问题的方法，提高工程意识和工程设计能力。
热处理工艺设计是整个机械加工过程中的一个重要环节，他与工件设计及其他加工工艺间存在密切关系。
如何实现工件设计时提出的几何形状和加工精度，满足设计时所需要的各种性能指标，热处理工艺制定的合理与否，有着至关重要的作用。
现在工业的迅速发展对机械零部件，工模具等提出的要求愈来愈高。
热处理不仅对锻造机械加工的顺序进行和保证加工效果超着重要作用，而且在改善或消除加工后的缺陷，提高工件使用寿命的方面起着重要作用。
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，要求和技术条件入手，认真分析产品在使用过程中的受力状况和可能的失效形式，正确的选择材料，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，最后根据其经济性，质量稳定性和便于管理，降低成本等因素，确定出一种最佳方案。
1.1 热处理零件结构形状设计需要热处理的工件，在设计时，除了应考虑服役条件，承受载荷的大小和机械加工工艺外，还需要考虑热处理的变形，开裂所造成的产品报废。
因此，对热处理件结构形状有一定的设计要求。
1.1.1 结构形状设计应避免应力集中截面急剧变化的条件，淬火时易引起过量变形或开裂，一般采用平滑过渡或圆弧过渡，外形的尖锐棱边，尖角和凹腔角处会产生应力集中，因此也常用圆弧代替尖角，为防止工件上的孔或模具型腔成为裂纹的策源地，孔与孔之间应用一定的距离，冲模的型腔与模边之间的距离也应足够大。
1.1.2 结构形状设计应尽量简单、均衡、规则、对称。
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车床主轴的加工与热处理
中国矿业大学材料科学与工程学院成型09—4 孙苗14095627
【摘要】车床已被广泛应用于机械加工中，车床主轴是车床极为重要的部件之一，车床主轴的性能好坏直接影响车床的加工效果。
为使车床主轴具有良好的稳定性，硬度，强度和韧性良好配合，这就需要对车床主轴进行恰当的加工和热处理，使得主轴具有良好的使用性能。
【关键词】车床主轴；主轴材料；加工工艺；热处理
Lathe Spindle Machining and Heat Treatment Lathe has been widely used in machining, and lathe spindle is extremely important components. The properties of lathe spindle directly impacts on the performance of the processing results. To make the lathe spindle has a good stability, and a good match of hardness, strength and toughness, the proper processing and heat treatment are needed by lathe spindle.
Key words:lathe spindle; spindle materials; processing; heat treatment
车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床，被广泛应用于机械加工中，具有不可或缺的地位。
车床主轴是车床十分重要的结构件之一，主要用于支撑传动零件及传动扭矩。
1、车床主轴的工作条件及性能要求：
1.1工作条件
(1)承受交变扭转载荷，交变弯曲载荷或拉压载荷；
(2)局部（轴颈，花键等处）承受摩擦和磨损；
(3)在特殊条件下受温度和介质作用。
1.2 性能要求
轴的失效方式主要是疲劳断裂和轴颈处磨损，有时也发生过载断裂，有时也因发生塑性变形或腐蚀而失效。
根据轴的工作条件及失效方式，轴的材料应具备如下性能：
(1) 高的疲劳强度，防止轴疲劳断裂；
(2) 优良的综合力学性能，即强度和塑性，韧性有良好配合，以防止过载和冲击断裂；
(3) 局部承受摩擦的部位应具有高硬度和耐磨性，防止磨损失效；
(4) 在特殊条件下工作的轴材料应具有特殊性能，如蠕变抗力，耐腐蚀性等。
2、车床主轴材料的选择
由上述车床主轴的工作条件和性能要求可选择40Cr作为主轴材料。
40Cr化学成分: C:0.37-0.44 Si:0.17-0.37 Mn:0.50-0.80 Cr:0.80-1.10，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，一般在调质后状态下使用，还可以进行碳氦共渗和高频表面淬火处理。
用途：使用最广泛的钢种之一，调制处理后用于制造中速、中载的零件，碳氦共渗处理后制造尺寸较大、低温中冲击韧度较高的传动零件。
3、车床主轴的加工工艺
主轴加工过程中的加工工序和热处理均会产生不同的加工误差和应力，因此要划分加工阶段，通常分为三个阶段：
1. 粗加工阶段
⑴毛坯处理：备料，锻造，热处理（正火）；
⑵粗加工：锯除多余部分，铣端面，钻中心孔，粗车外圆；
目的：切除大部分余量，接近终形尺寸，只留少量余量，及时发现缺陷。
2. 半精加工阶段
⑴半精加工前热处理调质热处理
⑵半精加工：车大端各部，车小端各部，钻深孔，车小端锥孔，车大端
锥孔，钻孔；
目的：为精加工作准备，次要表面达到图纸要求。
3. 精加工阶段
⑴精加工前热处理渗氮处理
⑵工前各种加工：精车外圆，粗磨外圆，粗磨大端锥孔，铣花键，铣键
槽，车螺纹；
⑶精加工：精磨外圆，粗磨外锥面，精磨外锥面；
4、热处理工艺
在不同的加工阶段需要不同的热处理方法来配合，下面就对车床主轴的热处理工艺进行详细的叙述。
粗加工阶段的热处理：正火或退火
正火或退火的目的是消除锻造应力，细化晶粒，使金属组织均匀化，以利于切削加工。
退火工艺：加热温度Ac3+（30~50）℃，保温时间120min，冷却方式为随炉冷却。
正火工艺：加热温度Ac3+（30~50）℃，保温时间120min，冷却方式为空冷。
40Cr属于亚共析钢，退火和正火后都会得到铁素体+珠光体组织，由于空冷的冷速比随炉冷却的冷速大，正火得到的珠光体组织更为细小，因此具有更好的塑性和切削加工性能。
半精加工阶段的热处理调质热处理（淬火+高温回火）
热处理工艺：870℃淬火，保温70min，油淬，500℃回火，保温100min，油淬。
如果调质热处理不当，会造成钢中存在较多的网络状、块状游离铁素体，从而使钢材的强度和冲击韧性下降。
淬火温度偏低，回火温度过高是主要的不当操作。
淬火时冷却速度缓慢时，铁素体会从原奥氏体晶界优先析出，形成网状铁素体；钢在加热过程中，由于加热温度偏低或保温时间不足时，铁素体未完全溶于奥氏体中，淬火后形成块状游离铁素体。
高温回火是一个碳原子扩散，颗粒状碳化物从马氏体中析出，以及消除马氏体痕迹的过程，因此淬火态存在的网状铁素体和块状游离铁素体无法在高温回火中消除而保留在调质处理后的组织中。
铁素体的存在会降低组织的强度，硬度，直接影响到疲劳断裂的问题。
40Cr的淬火选用油淬，由于Cr的存在会增加奥氏体的稳定性使C曲线右移，提高其淬透性，如果采用水淬，由于冷却速度太大，容易产生大的淬火内应力，使得材料开裂。
铬还会提高钢的回火稳定性，如果回火温度偏高，保温时间不足，组织转变就会不充分，铬在高温回火阶段会随着温度升高阻止马氏体的分解，从而影响碳化物的析出，高温回火后所得碳化物颗粒很少或分布不均匀，使得强度降低。
综上所述，适当提高淬火温度，增加保温时间，充分奥氏体化，降低高温回火温度，延长保温时间，使得碳化物充分析出均匀分布形成细密均匀回火索氏体组。
，回火索氏体组织具有较高的强度和硬度，同时又具有比较好的韧性，从而提高材料的综合性能。
精加工阶段前的热处理氮化处理或表面高频淬火处理
氮化是整个车床主轴制造过程的最后一道工序，氮化后只需对主轴进行精磨加工。
氮化温度为480℃~570℃，氮化温度越高，扩散越快，获得的渗氮层便越深，但当渗氮温度升高至600℃以上，合金氮化物发生强烈聚集长大而引起弥散度减小，表面硬度显著降低。
氮化层特性：
⑴氮化层的硬度和耐磨性氮化层的主要组织是α相以及和它共格联系
或独立的氮化物，合金元素会减小氮化层的深度，也会显著提高表面硬度。
一般，硬度高耐磨性相应也会高。
⑵疲劳强度氮化层不仅具有高的表面硬度和强度，而且由于析出体积较大的
氮化物相，使氮化层产生较大的残余压应力，能部分抵消在疲劳载荷下产生的拉应力，延缓疲劳破坏过程，使疲劳强度显著提高。
同时氮化还使缺口敏感度显著降低。
⑶红硬性氮化层的抗回火能力一般可保持到氮化温度，所以氮化表面在
500℃以下可长期保持高硬度。
表面高频淬火：
表面高频淬火也可以使车床主轴表面获得高的硬度，满足其性能要求。
5、结束语
根据车床主轴的工作条件和所要求的性能，制定出对应的合理的加工工艺和热处理方案，使得车床主轴内部有良好的韧性和强度，外表面有很好的硬度和耐磨性，从而减少磨损，延长主轴的寿命和机械加工的稳定性。
由此，使得车床有较高的加工效率。
参考文献
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