钢CA卧式车床主轴热处理工艺设计（完整版）(文档可以直接使用，也可根据实际需要修改使用,可编辑欢迎下载）绪论在当今社会生产中，金属材料的应用是十分广泛的，尤其是钢铁材料，在工业、农业、交通运输、建筑以及国防等各方面都离不开它。随着现代化工农业以及科学技术的发展，人们对金属材料的性能要求越来越高。为满足这一点，一般可以采取两种方法：研制新材料和对金属材料进行热处理。热处理是一种综合工艺，热处理工艺学就是研究这种综合工艺的原理及规律的一门学科。热处理工艺设计是整个机械加工过程中的一个重要环节，它与工件设计及其它加工工艺之间存在密切关系。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起着重要作用，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方面，降低成本等因素，确定出一种最佳方案。第1章主轴的服役条件及可能的失效形式1.1主轴的工作条件1.承受摩擦与磨损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增强耐磨性。但是某些部位的轴颈与滚动轴承相配合摩擦不大，所以就不需要太大的硬度。2.工作时承受载荷机床主轴在高速运转时要承受多重种载荷作用，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，因此要求主轴具有较高的疲劳强度和综合力学性能。1.2失效形式长期交变载荷作用易导致疲劳断裂（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。轴类零件在试验过程中受到载荷情况相当复杂的，因而其损坏形式也是多种多样的，常见轴的失效形式有疲劳断裂、过量变形和过量磨损。第2章主轴的性能确定2.1疲劳断裂的分析疲劳断裂是机械零件再循环变应力作用下，将会出现的疲劳断裂。所有机械零件在工作过程中的实效疲劳断裂与断裂失效的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，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。2.2磨损失效的分析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，渐发生的破坏形式。主要有磨粒磨损和黏着磨损。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。常见的磨粒磨损有:与切削、磨削加工类似的和有高强度、高硬度的磨粒进入两个接触面间梨出沟槽。黏着磨损是在两个相对运动的物体直接接触中，由于接触应力很高而引起塑性变形，导致物体接触，温度升高并发生粘着、焊合现象，分离时粘合处撕开，从而将小块料撕去，造成表面的损伤。提高耐磨性，一是要材料有高硬度，若材料中存在耐磨硬颗粒，更有利。二是材料具有小的摩擦系数，降低配对材料间的原子结合力，此外，改善润滑条件，细化表面粗糙度，使机械零件保持清洁等，均有利于减少摩擦磨损。2.3变形失效的分析变形失效主要有弹性和塑性变形失效。弹性变形失效是零件因过量弹性变形产生的失效。主要是指失去弹性的能力，属于功能失效。引起弹性变形的原因是零件刚度不够，除结构因素外，还取决与材料的弹性模量，因此，要预防弹性变形失效，因选择弹性模量高的材料来制作零件。塑性变形失效是零件因过量塑性变形产生的失效，主要由于应力过大造成的。零件产生塑性变形，是由于实际工作应力超过了这种材料的屈服强度。再设计装配使用正常情况下，应考虑选用高屈服强度材料。2.4主轴的性能特点经过对疲劳断裂、过量变形和过量磨损的分析，主轴应有较高的回转精度及足够的刚度和良好的抗振性能、足够的刚度、屈服强度、抗疲劳能力和高耐磨性。第3章主轴材料的选择3.1材料的选定表3—1各种材料的化学成分和热处理规范钢号化学成分试样毛柸尺寸（mm）热处理规范CSiMnC