平面磨床砂轮主轴热处理车间设计说明书解析

课程设计任务书

设计题目平面磨床砂轮主轴热处理车间设计学生姓名

学生学号

专业班级

指导老师

目录

第1章生产线设计任务书概述 (1)

1.1 项目任务 (1)

1.2 热处理概述 (1)

1.3 轴类零件概述 (1)

1.3.1 机床主轴的工作条件 (1)

1.3.2 机床主常见的失效形式 (1)

1.3.3 机床主轴的主要性能要求 (2)

第2章材料的选择和介绍 (2)

2.1 材料的选用 (2)

2.2 材料成分及组分的作用 (3)

2.2.1 化学成分 (3)

2.2.2 主要组分的作用 (3)

第3章热处理工艺设计 (3)

3.1 热处理技术要求 (3)

3.2 加工工艺流程 (3)

3.3 热处理工艺 (3)

3.3.1 预备热处理 (4)

3.3.2 最终热处理 (4)

第4章热处理车间主要设备的选择与计算 (5)

4.1 热处理设备选型的原则和依据 (5)

4.1.1 热处理设备选择的原则 (5)

4.1.2 热处理设备选择的依据 (6)

4.2 热处理设备的选型 (6)

4.2.1 预备热处理设备 (6)

4.2.2 最终热处理设备

（一）调质处理设备 (7)

（二）感应加热表面淬火回火设备 (8)

（三）低温时效处理设备 (8)

4.3 热处理主要设备数量计算 (8)

4.3.1 工作制度和年时基数 (8)

4.3.2 设备数量的计算 (10)

4.3.3 车间生产纲领 (10)

4.4 淬火槽的设计 (10)

4.4.1 淬火油需要考虑的因素 (10)

4.4.2 淬火油槽及其辅助设备的设计 (10)

4.4.3 淬火油槽的防火 (11)

平面磨床砂轮主轴热处理车间设计说明书

4.5 辅助设备的选择 (12)

4.5.1 清洗设备 (12)

4.5.2 校直设备 (12)

4.5.3 检查设备 (12)

第5章车间布局 (12)

5.1 车间在厂区内的位置 (12)

5.2 车间面积及面积指标 (13)

5.3 布局原则 (13)

5.4 车间设备布局间距 (13)

第6章动力消耗及对公用系统设计 (14)

6.1 电力安装容量 (14)

6.2 蒸汽 (14)

6.3 生产用水 (14)

第7章热处理车间的生产组织与人员 (14)

7.1 组织 (14)

7.2 工作人员 (15)

第8章参考文献 (16)

第1章生产线设计任务书概述

1.1项目任务

本任务书主要对给定轴类零件的要求自主选定零件，并通过对轴服役条件的分析，合理地选择材料，完成对材料的成分分析，制定热处理工艺,选择热处理设备，最后对生产轴类零件的热处理生产车间进行设计，并作出车间平面布置图。本任务书选定的轴类零件为平面磨床砂轮主轴，重点是针对热处理工艺方面，对轴类零件的设计没有做深层次的研究。

1.2热处理概述

热处理是机械工业的一项重要基础技术，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”，那么就必须提供给热处理工艺良好的环境及先进的设备，总的来说就是一个设计得当的热处理车间。对于轴类零件的热处理加工工艺是要在满足零件使用性能要求的前提下，达到热处理生产的可行性和工艺性；既设计零件的材料和结构同时又与零件生产流程和热处理工艺过程的各环节密切相关。所以，在轴类零件设计时必须充分重视热处理生产的工艺性，合理选择材料，正确提出技术要求，同时在制定生产流程时应合理安排，正确地制定热处理工艺，确保产品质量，同时提高生产效率和降低生产成本也是十分必要的。

1.3轴类零件概述

1.3.1机床主轴的工作条件

机床主轴是切削机床的重要零件，在传递动力时承受着多种形式的载荷，在工作中作高速旋转运动。其主要作用是支撑传动零件并传递动力（扭矩），其工作条件如下：

（1）传递扭矩，承受交变扭转载荷，往往还受有交变弯曲应力。有时还承受拉-压轴向载荷作用。

（2）轴颈处及花键等滑动表面处，承受着较大的摩擦和磨损。

（3）主轴大多还承受一定的过载或冲击载荷的作用。

1.3.2机床主轴常见的失效形式

（1）磨损失效由于轴的相对运动的表面（如轴颈处）过度磨损或润滑不良等而导致磨损失效。例如带内锥孔或外锥度的主轴，工作时和配合件虽无相对滑动，但频繁装拆，易于使锥面拉毛磨损；特别是主轴与滑动轴承相配的轴颈，由

于润滑不良、轴承材料选择不当、结构设计不合理、加工精度不够、装配不良、间隙不均或潜入杂质微粒等都可能发生咬死（即抱轴），使轴颈工作面咬伤，这是机床主轴正常工作情况下常见的失效形式。

（2）变形或腐蚀失效个别情况下发生过量弯曲或扭转变形（弹性的和塑性的）失效，可能发生振动或腐蚀失效的现象。

1.3.3机床主轴的主要性能要求

机床切削加工时，主轴高速旋转，受到弯曲、扭转、冲击等多种载荷的作用。根据工作条件和失效条件分析，可以对轴用材料提出如下主要性能要求：

（1）高的疲劳强度，防止轴疲劳断裂；

（2）良好的综合力学性能，即强度与塑性、韧性有良好的配合，以防止过载和冲击断裂；

（3）高的硬度、热硬性、热强度的良好耐磨性，以增强抗咬死能力，防止轴颈、花键局部承受摩擦的部位过度磨损或咬死。

第2章材料的选择和介绍

主轴为机床上主要传递动力的部件，在实际工作过程中，经常承受扭转、疲劳、冲击疲劳作用，因此应具有良好的综合力学性能。从主轴的工作条件、技术要求和结构分析，要求其具有足够的强度，高的硬度和耐磨性。

2.1材料的选用

根据该主轴的工作特点，结合其使用要求，应该选用调质钢。调质钢一般指经调质处理（淬火+高温回火）后使用的结构钢。淬火后得到的马氏体组织经高温回火后，得到在α相基体上分布上有极细小的颗粒状碳化物的回火屈氏体或回火索氏体组织。这种组织使钢具有较高的强度，良好的塑性和韧性。调质钢经过调质处理后可以满足机械零件对使用性能提出的具有比较全面的力学性能的要求。调质钢一般为中碳钢，主轴基体的强度和韧性得到了保障，能够满足主轴的工作要求。并且调质钢含有较多的合金元素，确保了调质处理的淬透性，减少主轴的变形量。

因此，根据工作特点，要求以及经济成本等因素最后选用40Cr调质钢作为平面磨床砂轮主轴的材料。