45钢车床主轴的热处理工艺设计
45钢热处理工艺对其零件表面粗糙度的影响
第31卷第2期2019年6月河南工程学院学报(自然科学版)JOURNAL OF HENAN UNIVERSITY OF ENGINEERINGVol.31,No.2Jun.201945钢热处理工艺对其零件表面粗糙度的影响郝少祥J曲全鹏S李林峻$(1.河南工程学院机械工程学院，河南郑州451191;2.河南工程学院工程训练中心，河南郑州451191)摘要：45钢经正火、退火、调质、不同淬火+中温回火、淬火+不同中温回火、正火+高温回火6种工艺处理，经机加工后可获得不同的表面粗糙度。
其中：820°C淬火+400中温回火工艺测得的粗糙度最小，7?“值小于3.26|xm;880°C正火工艺测得的粗糙度最高，7?a值大于6.3JJUT1；其余工艺测得的表面粗糙度介于中间，Ra值为3.2-6.3jjim o 关键词:45钢；热处理工艺；表面粗糙度中图分类号:TG156文献标志码:A文章编号：1674-330X(2019)02-0032-04Effect of heat treatment process of steel45on surfaceroughness of mechanical partsHAO Shaoxiang1,QU Quanpeng2,LI Linjun2(1.College of Mechanical Engineering,Henan University of Engineering,Zhengzhou451191,China;2.Engineering Training Center,Henan University of Engineering,Zhengzhou451191,China)Abstract：After normalizing,annealing,quencliing and high tempering,different quencliing and middle tempering,quenching and diflerent middle tempering»normalizing and high tempering,etc for45steel,the different roughness values are obtained.The minimum roughness value was obtained after820%：quenching and400°C tempering,Ra values is less than3.2fjim.The maximum roughness value was obtained after nonnalizing at880咒，Ra values is greater tlian6.3|xm.The rest were in tlie middle of whole value,R(t value is between3.2|xm and6.3jim.Keywords:45steel；heat treatment process；surface roughness智能化、机械化、需业化的机械加工企业生产出的零件表面质量尤其是表面粗糙度不但要求在设定的技术耍求内，而且耍稳定、一致。
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。
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。
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。
机床相关零件的加工过程和热处理工艺
机床相关零件的加工过程和热处理工艺机电1603班一组组长：武建威组员：高益波黄忠文王圣堃韩鹏鲁俊江滚轴丝杠武建威一.•加工过程（1 ）毛坯下料：就是根据工件所需的尺寸从整批材料上截取下与工件尺寸相符的材料的操作过程。
（2 ）球化退火：使钢中碳化物球化而进行的退火，得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。
球化退火的目的在于降低硬度，改善切削加工性能，并未后续热处理作组织准备。
（3 ）粗车外圆，螺纹：可选择普通车床和数控车床进行加工，大批量生产选择数控车床较经济，车螺纹选择直进法，所谓的直进法就是在加工过程中对刀具的Z轴（轴向方向）不进行改变，分次进给（直径方向），来完成螺纹的切削，此方法简单易操作，车出来的螺纹牙型准确。
一般粗车之后留有2-3mm，（4）半精车外圆，螺纹：使磨削滚珠丝杠的尺寸更接近图纸尺寸，并且精度的得到提高，一般半精车之后留有0.3mm的余量，为了后来的磨削加工，提高磨削滚珠丝杠的精度。
（5 ）热处理淬火：中频淬火，通过淬火使滚珠丝杠表面得到较高的硬度，提高滚珠丝杠的耐磨性和使用寿命，滚珠丝杠常采用的材料为40CrMo钢和GCr15钢，就如GCr15钢淬透性好，可满足中频淬火硬化层要求，其中频淬火的关键问题是解决淬火变形。
（6 ）粗磨外圆，螺纹：采用中心式外圆磨削，工件用两顶尖装夹，磨削时按其两中心孔所构成的中心轴线旋转，使外圆达到较高的精度要求。
粗磨螺纹选择专业的磨床和砂轮对滚珠丝杠进行磨削。
（7 ）精磨外圆，螺纹：采用磨床加工滚珠丝杠外圆，螺纹时为了保证精度，采用高精度，小粗糙度磨削，可代替研磨加工，提高加工效率和减轻劳动强度。
但磨削加工时，对磨床的精度和运动平稳性，环境条件，砂轮的选用和修整，切削液的选择和浇注方式都有较高的要求。
由于滚珠丝杠大多采用表面淬硬的方式提高其高耐磨性，疲劳寿命和机械强度。
而无论是低碳钢的铁素体带状偏析，或是轴承钢及中碳合金钢的网状渗碳体分布，均会导致材料的韧性显著下降和降低零件淬硬后性能。
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。
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。
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。
(完整word版)金属学与热处理期末试卷及答案
一、填空题（每空1分, 共20分）1. 常见的金属的塑性变形方式有和孪生两种类型。
2. 滑移实际上是在切应力下运动的结果。
当滑移面与外力平行或垂直时, 晶体不可能滑移, 这种位向称为。
3. 钢的热处理是指把钢在固态下加热到一定温度, 进行必要的, 并以适当的速度, 以改变钢的内部组织, 从而得到所需性能的工艺方法。
4. 淬火前, 若钢中存在网状渗碳体, 应采用的方法予以消除, 否则会影响钢的淬透性。
5. 是指加热温度偏高而使奥氏体晶粒粗大, 淬火后得到粗大的马氏体, 导致零件性能变脆。
6．合金元素能够抑制马氏体分解, 阻碍碳化物的聚集和长大, 使钢在很高的回火温度下保持高硬度和高强度, 这种性质称为。
7. 强碳化物形成元素, 在含量较高及在一定回火温度下, 还将沉淀析出各自细小、弥散的特殊碳化物, 其使钢的硬度不降低反而再次提高, 这种现象称为。
8. 把两个45钢退火状态小试样分别加热到Ac3+30 ~50℃和Ac1~ Ac3之间, 保温后迅速水冷, 所得到的组织是, 前者为马氏体和残余奥氏体, 后者为、残余奥氏体和, 前者的硬度较后者（高或低）。
9. 钢的淬透性主要指钢在淬火时形成组织深度的能力, 是一种重要的热处理工艺性能, 其高低可在相同的淬火条件下钢所获得的淬硬层来评定的。
10. 量具用钢的主要性能要求是具有及良好的耐磨性, 并在长期使用和存放期间有良好的。
11．可锻铸铁中, 石墨呈状存在。
在各类铸铁中, 铸铁的力学性能介于优质灰铸铁和球墨铸铁之间。
12. 淬火铝合金随着时间的延长而发生强化的现象称为。
已时效硬化的铝合金再重新加热后在室温下放置, 仍能进行正常时效的现象称为。
二、单项选择题（每一小题的备选答案中, 只有一个答案是正确的, 请把你认为正确答案的题号填入括号内。
错选、多选、不选均不给分, 每小题2分, 共30分）1．锻造的曲轴要比由切削制成的曲轴有更高的力学性能, 主要是由于工件内部有（）。
ca6140型卧式车床主轴的加工工艺过程
车床主轴零件的加工工艺过程（一）CA6140型卧式车床主轴的加工主运动为回转运动的各种金属切削机床的主轴，是轴类零件中最有代表性的零件。
主轴上通常有内、外圆柱面和圆锥面，以及螺纹、键槽、花键、横向孔、沟槽、凸缘等不同形式的几何外表。
主轴的精度要求高，加工难度大，假设对主轴加工中一些重要问题〔如基准的选择、工艺道路的拟定等〕能做出正确的分析和解决，那么其他轴类零件的加工就能迎刃而解。
以CA6140型卧式车床主轴为例，分析轴类零件的加工。
如下列图为CA6140车床主轴简图，其材料为45钢。
1. 主轴的功用及技术要求分析（1〕支承轴颈主轴的两支承轴颈A,B 与相对应的内孔配合，是主轴组件的装配基准，其制造精度将直接影响到主轴组件的旋转精度。
当支承轴颈不同轴时，主轴产生径向圆跳动，影响以后车床使用时工件的加工质量，因此，对支承轴颈提出了很高要求。
尺寸精度按IT5级制造，两支承轴颈的圆度公差0.005mm ，径向圆跳动公差0.005mm ，外表粗糙度Ra 值为0.4刚。
（2〕装夹外表主轴前端锥孔是用于安装顶尖或心轴的莫氏锥孔，其中心线必须与支承轴颈中心线严格同轴，否那么会使工作件产生圆度、同轴度误差，主轴锥孔锥面的接触率要大于75%；锥孔对支撑轴颈A ，B 的圆跳动允差：近轴端为0.005mm ，距轴端300m 处为0.01mm ，外表粗糙度Ra 值为0.4Mm 。
主轴前端短圆锥面是安装卡盘的定心外表。
为了保证卡盘的定心精度，短圆锥面必须与支承轴颈同轴，端面必须与主轴回转中心垂直。
短圆锥面对支撑轴颈A,B 圆跳动允差为0.008mm,外表粗糙度Ra 值为0.8刚。
〔3〕螺纹外表0.1^5/D.D 1/片一/lo.flOS A-&裡肉拍瑞MX ）帖45-SOHRC1:12<i图CA6140型卧式车床主轴简图机轴端处主轴的螺纹外表用于锁紧螺母的配合。
当螺纹外表中心线与支承轴颈中心线歪斜时，会引起主轴组件上锁紧螺母的端面跳动，导致滚动轴承内圈中心线倾斜，引起主轴径向跳动，因此，加工主轴上的螺纹外表时，必须控制其中心线与支承轴颈中心线的同轴度。
毕业设计——45号钢车床主轴的热处理工艺
毕业设计——45号钢车床主轴的热处理工艺
钢车床是在机械加工领域中使用最广泛的机床之一，其主轴作为机床的核心部件，承
载着整个机床的加工能力。
本文旨在探究45号钢车床主轴的热处理工艺，提高其耐磨性和机械性能，延长其寿命。
首先，本文将进行45号钢车床主轴的材料分析。
45号钢属于碳素结构钢，含碳量为0.42%-0.50%，强度高、韧性好、易于锻造。
经过材料分析得出，45号钢具有良好的加工
性能和机械性能，但其硬度尚未达到使用要求。
针对45号钢主轴硬度不足的问题，通过淬火和回火的热处理方法进行改进。
淬火可以提高钢材硬度，但会导致脆性增大，回火则可恢复钢材一定的韧性，提高其耐磨性。
因此，本文将采用淬火和回火工艺相结合的方法，实现45号钢车床主轴的热处理。
具体步骤如下：
1. 热处理前的准备工作：将原材料切成合适的长度，并清洗干净表面，以确保处理
后的钢材表面质量良好。
2. 预热：将钢材放入炉子中，进行预热，温度控制在500~600℃之间，持续一定时间，以加速组织和温度的均匀化。
3. 淬火：将钢材迅速放入装有水或油的槽中，让其快速冷却，以增加钢材硬度。
淬
火温度要控制在800~840℃之间，时间3~5分钟。
4. 回火：将淬火后的钢材装入炉中，温度控制在200~400℃之间，时间根据钢材的大小和种类而定，通常不超过3小时。
回火可以调整钢材的硬度和韧性，使其达到最佳的性
能状态。
5. 结果分析：采用硬度计对处理后的钢材进行测试，以确保其硬度达到要求，同时
通过金相组织观察与显微组织分析，对处理后的钢材进行性能分析。
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。
C620车床主轴的零件机械加工工艺设计
题目：C620车床主轴的零件机械加工工艺设计任务与要求：一、选择毛胚的制造方法，指定毛胚的技术要求。
二、拟定车床主轴的机械加工工艺过程。
合理选择各工序的定位定位基准。
三、确定各工序所用的加工设备。
确定刀具材料、类型和规定量具的种类。
四、确定一个加工表面的工序余量和总余量。
确定一个工序的切削用量。
摘要机械制造工艺及设备毕业设计是我们完成本专业教学计划的一个极为重要的实践性教学环节，是使我们综合运用所学过的基本课程，基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。
我们在完成课程设计的同时，也培养了我们正确使用技术资料，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力，也为我们以后的工作打下坚实的基础，所以我们要认真对待这次综合能力运用的机会！其主要目的是：1.培养学生综合分析和解决本专业的一般工程问题的独立能力，拓宽和深化所学的知识。
2.培养学生树立正确的设计思想，设计思维，掌握工程设计的一般程序，规范和方法。
3.培养学生正确的使用技术知识，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力和技巧。
4.培养学生进行调整研究，面向实际，面向生产，向工人和工程技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。
关键词：车床主轴、零件的结构、加工工艺AbstractMachinery manufacturing crafts and equipment from the design is our complete the professional teaching plan of a very important practicalness teaching, is that we have studied the comprehensive use of the basic course of basic knowledge and basic skills to solve the professional within the scope of the engineering problems in a basic training.Our curriculum design is complete, which we nurtured proper use of technical information, the national standards, the handbook atlas wait up for design calculations, data processing, the technical document and ability to work and our future work lay a solid foundation, we should therefore seriously the comprehensive ability to use the opportunity!The main purposes are ：1. a comprehensive analysis and solve the problem of the professional andindependent, to expand and deepen the new knowledge.2.Students to establish a correct designing ideas and thinking, the mastery ofthe general application, project design and method.3.Students to the correct use of technical knowledge, the national standards,the handbook atlas wait up for design calculations, data processing, thetechnical document and capacity and skills.4.To train students for research and are geared to practical, production workersand engineers and technicians have to learn the fundamental work attitudeand style of work and working methods.Keywords：lathe spindle、parts of the structural、processing目录第一章车床主轴结构介绍 (1)第一节车床主轴的概述 (1)第二节设计要求 (3)第二章有关零件的分析 (4)第一节零件的结构特点 (4)第二节加工工艺及零件毛坯 (4)第三章基准的选择 (6)第一节有关基准的选择说明 (6)第二节确定零件的定位基准 (6)第四章轴类零件的材料、毛坯及热处理 (8)第一节轴类零件的材料 (8)第二节轴类毛坯 (8)第三节轴类零件的热处理 (8)第五章制定加工工艺路线 (9)第一节主轴加工工艺过程分析 (9)第二节工艺路线的拟定 (9)第三节车床主轴机械加工工艺过程卡 (14)第四节加工余量的确定 (16)第六章轴类零件的检验 (17)第一节加工中的检验 (17)第二节加工后的检验 (17)谢辞 (20)参考文献 (21)第一章车床主轴结构介绍第一节车床主轴的概述车床主轴是车床的主要零件，它的头端装有夹具、工件或刀具，工作时要承受扭曲和弯矩，所以要求有足够的刚性、耐磨性和抗振性，并要求很高的回转精度。
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.。
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《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。
引言车床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。
通常由主轴、轴承和传动件（齿轮或带轮）等组成主轴部件。
在机器中主要用来支撑传动零件如齿轮、带轮，传递运动及扭矩，如机床主轴；有的用来装夹工件，如心轴。
除了刨床、拉床等主运动为直线运动的机床外，大多数机床都有主轴部件。
主轴部件的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素。
衡量主轴部件性能的指标主要是旋转精度、刚度和速度适应性。
①旋转精度：主轴旋转时在影响加工精度的方向上出现的径向和轴向跳动（见形位公差），主要决定于主轴和轴承的制造和装配质量。
②动、静刚度：主要决定于主轴的弯曲刚度、轴承的刚度和阻尼。
③速度适应性：允许的最高转速和转速范围，主要决定于轴承的结构和润滑，以及散热条件。
通过对车床主轴的工作条件及性能要求分析，根据要求选用适当的材料，通过对45号钢的材料成分特点及性能特点，确定车床主轴的热处理工艺。
首先，分析零件的使用工况及性能，根据要求选用材料；然后，确定加工工艺流程，针对流程中的具体热处理工艺查看热处理手册查找钢种的方法、参数等做出设计。
最后，根据钢种设计写出总结。
关键词：45号钢，车床主轴，热处理工艺。
2 设计分析2.1车床的使用工况及性能要求分析图1为C6132卧式车床主轴零件简图。
该轴承受交变弯曲应力与扭应力，但由于承受的载荷与转速均不高，冲击作用也不大，故具有一般综合力学性能即可。
但在主轴大端的内锥孔和外锥体，因常与卡盘、顶尖有相对摩擦；花键部位与齿轮有相对滑动，故这些部位要求较高的硬度与耐磨性；主轴在滚动轴承中运转，工作时因轴颈与轴承不发生摩擦，故轴颈无耐磨性要求。
通常 ,对于要求高强度、硬度和疲劳强度且形状畸变小的主轴 ,多采用38CrMoAlA 钢;受冲击大的常用 20Cr 、20Mn2B 渗碳钢; 重载下工作的常用20CrMn Ti 、12CrNi3A 高合金渗碳钢 ; 高精度磨床、镗床主轴采用 9Mn2V 、GCr15 钢。
本零件根据其工作受力及性能要求 ,可选用 45 、40Cr 或 42CrMo 钢 ,考虑到原材料成本及加工复杂情况 ,选用45钢锻件毛坯制造即可。
2.2 45号钢的成分及性能特点2.2.1 45号钢的元素成分及其作用45号钢的元素成分及作用主要成分为Fe（铁元素），且含有以下少量元素：C：0.42~0.50% Si：0.17~0.37% Mn：0.50~0.80%P：≤0.035% S：≤0.035% Cr：≤0.25% Ni：≤0.25% Cu：≤0.25%2.2.2 45号钢的性能为了了解45号钢的性能我们查热处理手册得到的标准性能如下：按照GB/T699-1999标准规定的45钢推荐热处理制度为850℃正火、840℃淬火、600℃回火，达到的性能为屈服强度≥355MPa。
而标准规定的抗拉强度为600MPa，屈服强度为355MPa，伸长率为16％，断面收缩率为40％，冲击功为39J 。
所以需要我们根据45号钢的标准规定根据要求进行热处理。
2.3 热处理技术条件车床主轴适合一般力学性能，根据对该轴工作条件的分析，以及结合选材情况，热处理技术条件如下：1)整体调质后硬度为220～250 HBW；2)内锥孔和外锥体硬度为45～5O HRC；3)花键部分硬度为48～53 HRC[3]。
在进行热处理前，我们结合车床主轴的力学性能以及45号钢的特点，我们做出了热处理技术的条件，所以在热处理中，我们必须根据条件选择适合的热处理方式来达到车床主轴的性能要求。
2.3.1加工工艺路线备锻造毛坯→正火→机械粗加工→调质→机械半精加工→锥孔及外锥体的局部淬火、回火→粗磨(外圆、锥孔、外锥体) →铣花键→花键高频淬火、回火→精磨(外圆、锥孔、外锥体) 。
3 热处理工艺分析3．1 锻坯正火3.1.1 锻坯正火的作用在进行热处理过程中，锻坯正火可以消除毛坯的锻造应力，降低材料的硬度以改善切削加工性能，同时也均匀组织、细化晶粒，以利于切削加工，并为下一步的热处理作组织准备。
这一步是热处理的前奏，所以在热处理工艺中有着至关重要的作用。
3.1.2 热处理工艺经过锻坯正火后，材料的组织达到了良好的热处理效果，所以需要我们再做出适当的热处理来达到材料需要的硬度，热处理工艺如下：1）锻坯正火的温度应该保持在850±10℃。
2）在锻坯正火过程中应该保温1．5 h，空冷。
3）使用的设备为井式炉或箱式炉(额定温度950℃)。
4）检测时的硬度应小于或者等于217 HBW[3]。
3.1.3 操作技巧在这个过程中，材料可能会受到很多原因而不能满足我们的要求，所以需要我们有很好的操作技巧来克服这些困难。
在锻坯正火的热处理工艺中我们多采用多件集中装炉，出炉时工件必须相互间隔20 mm 以上空冷，也可用风扇强制冷却，以确保冷却速度≥100℃／h。
3.2 调质3.2.1 调质目的在进行调质过程中我们的目的是获得均匀细密的回火索氏体组织，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。
同时，也使主轴具有良好的综合力学性能，经淬火后高温回火，其硬度可达220～250 HBS。
45号钢的调质45号钢是中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。
它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。
3.2.2 热处理工艺材料进行调质过后，硬度达到了220～250 HBS，然后我们需要进行热处理工艺，其如下：淬火时的温度应该保持在840±10℃。
45号钢淬火温度在A3+(30~50)℃，在实际操作中，一般是取上限的。
偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能提高工效。
为使工件的奥氏体均匀化，就需要足够的保温时间。
如果实际装炉量大，就需适当延长保温时间。
不然，可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。
但保温时间过长，也会也出现晶粒粗大，氧化脱碳严重的弊病，影响淬火质量。
我们认为，如装炉量大于工艺文件的规定，加热保温时间需延长1/5。
淬火过程中应该保温1.5 h，水冷。
因为45号钢淬透性低，故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。
工件入水后，应该淬透，但不是冷透，如果工件在盐水中冷透，就有可能使工件开裂，这是因为当工件冷却到180℃左右时，奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。
因此，当淬火工件快冷到该温度区域，就应采取缓冷的方法。
由于出水温度难以掌握，须凭经验操作，当水中的工件抖动停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。
另外，工件入水宜动不宜静，应按照工件的几何形状，作规则运动。
静止的冷却介质加上静止的工件，导致硬度不均匀，应力不均匀而使工件变形大，甚至开裂。
45号钢调质件淬火后的硬度应该达到HRC56~59，截面大的可能性低些，但不能低于HRC48，不然，就说明工件未得到完全淬火，组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织，这种组织通过回火，仍然保留在基体中，达不到调质的目的。
回火时温度应该保持在580±l0℃。
45号钢淬火后的高温回火，加热温度通常为560~600℃，硬度要求为HRC22~34。
因为调质的目的是得到综合机械性能，所以硬度范围比较宽。
但图纸有硬度要求的，就要按图纸要求调整回火温度，以保证硬度。
如有些轴类零件要求强度高，硬度要求就高；而有些齿轮、带键槽的轴类零件，因调质后还要进行铣、插加工，硬度要求就低些。
关于回火保温时间，视硬度要求和工件大小而定，我们认为，回火后的硬度取决于回火温度，与回火时间关系不大，但必须回透，一般工件回火保温时间总在一小时以上。
调质使用的设备为井式炉(额定温度950℃)。
检测时硬度220～25O HBS。
3.2.3 操作技巧由于工件尺寸超过45钢淬火水冷的临界尺寸，因此淬火前主轴各部位需经粗加工，留4～ 5 mm(包括内孔)加工余量进行调质，确保调质层的有效保留。
调质热处理多件集中装炉时，应垂直吊挂且工件必须相互间隔20 mm以上，以确保工件加热均匀、变形小。
3．3 锥孔及外锥体的局部淬火3.3.1 局部淬火方式外锥体键槽部位不淬硬，应用石棉绳等物填充加以保护，锥孔和外锥体部分可采用盐浴快速加热并水淬，经回火后，其硬度应达45 HRC。
3.3.2 热处理工艺热处理工艺：淬火900±10℃，保温20 min，水冷。
设备：盐浴炉(额定温度950℃)。
回火：180～200℃，保温2～2．5 h，空冷。
设备：硝盐回火炉(额定温度600℃)。
检测：硬度45～50 HRC[3]。
3.3.3 操作技巧采用超过45钢正常淬火温度的900℃进行快速加热，使锥孔及外锥体的表面快速达到淬火温度，进行淬火冷却，可以保证锥孔及外锥体表面的硬度和性能要求，又可减小锥孔及外锥体的局部加热对轴颈部位的影响，减小热处理变形量。