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精密磨床主轴的热处理工艺设计
摘要：通过分析热处理工艺对高精度万能磨床主轴的性能影响，分析主轴的性能特点及基本组织，它的力学性能、热处理工艺，最后选择出最适合主轴的材料进行热处理工艺。它的主要内容包括了：明确所需材料的工作用途、工作条件、失效形式、结构特点；选择出最适合最为磨床主轴的材料38CrMoALA，分析该材料在热处理过程中所需要注意的工艺问题；分析各热处理工序中材料的组织和性能；制定相关的热处理工艺卡。
关键词：强度;硬度;结构钢;组织缺陷;残余应力
The design of precision universal grinding machine spindle
Abstract: Through the analysis of the effects of heat treatment process on the spindle, analyzed the performance characteristics of the spindle and basic organization, its mechanical properties, heat treatment process, finally choose the most suitable for the spindle of material heat treatment process. Its main content includes: clear purpose of the materials needed to work, working conditions, failure forms and structural characteristics; Choose the most suitable for the grinding machine spindle material 38 CrMoAlA analysis the material needed to pay attention to in the process of heat treatment process problems; Analysis of the organization and performance of heat treatment process of materials; Formulate relevant heat treatment process card.
Key words: strength, hardness, structural steel, tissue defects and residual stress. 

目录

第一章  引言 1

第二章  万能磨床主轴的用途、结构特点以及性能要求 2

2.1用途 2

2.3性能要求 2

2.4万能磨床主轴零件图 2

第三章  主轴的服役条件以及失效形式 3

3.1主轴的服役条件 3

3.2主轴的失效形式 3

第四章  高精度万能磨床主轴性能要求 4

4.1具有高精度 4

4.2具有抗振性 4

4.3具有高的耐磨性 4

4.4具有高的刚度 5

第五章  主轴的材料选择 6

5.1低碳钢 6

5.2高碳钢 6

第六章  38CrMoAlA的热处理工艺 8

6.1 38CrMoAlA钢的预备热处理工序--正火 9

6.1.1正火加热温度 9

6.1.2正火加热保温时间 9

6.2.1淬火工艺 11

6.2.2回火工艺 11

6.3 38CrMoAlA钢的去应力退火 13

6.3.1加热温度 13

6.4 38CrMoAlA钢的渗氮 13

6.4.1渗氮工艺 14

6.5分析各热处理工序中材料的组织和性能 15

6.5.1正火后组织与性能 15

6.5.2调质后组织与性能 15

6.5.3去应力退火后组织与性能 16

6.5.4渗碳后组织与性能 16

第七章  热处理设备 17

7.1正火设备 17

7.2调质设备 17

7.2.1淬火设备 17

7.3退火设备 19

7.4渗氮设备 19

第八章  选择热处理夹具及工具 20

8.1温度检测表 20

8.2温度显示与调节仪表 20

8.3数字式温度显示仪表 20

8.4压力测量仪表 20

8.5设计工夹具 20

8.5.1夹具 20

8.5.2压板 20

第九章  主轴的热处理缺陷 21

9.1主轴在加热过程中常见的缺陷，预防及补救方法 21

9.1.1网状组织缺陷的预防、补救 21

9.2 淬火、回火、退火缺陷与预防、补救 21

9.2.1裂纹缺陷及其预防、补救 21

9.2.2表面大量残余奥氏体缺陷及其预防、补救 22

9.2.3硬度过高缺陷及其预防、补救 22

9.2.4回火变形缺陷及预防、补救 形成原因及防止措施 22

9.3渗氮时常见的缺陷的预防及补救方法 22

9.3.1表面硬度低缺陷及其预防、补救 22

9.3.2表层脆性过大缺陷及其预防、补救 22

9.3.3渗层深度不够缺陷及其预防、补救 23

结论 25

小结与致谢 26

参考文献 28

 

第一章  引言
万能磨床是一种可以表面进行切削加工的机床。那高精度磨床的主轴在工作时载荷不会太大，基本上没有什么冲击力。但还会有一些小摩擦，相比较齿轮类零件磨损要轻的多，同时也受交变的疲劳应力的影响，所以万能高精度磨床的主轴是保持磨床高的精度的必要条件。
为了满足这些要求，一般都会采用中碳钢经过正火、调质、去应力退火、渗碳的热处理工艺达到主轴需要的要求，图1为万能磨床主轴。

  图1：万能磨床主轴
要设计高精度万能磨床的主轴首先得根据主轴的工作条件、失效形式和性能要求，选择合适的主轴材料，设定完整的热处理工艺流程，使我们所选择的材料钢的表面具有高硬度、高耐磨、高耐腐蚀。高抗疲劳强度，以及心部具有高的强度和韧性，最后才能得到满足主轴质量要求的高精度万能磨床主轴。

参考文献
【1】 张伟、郝晨生，金属材料.中南大学出版社，2010
【2】 王广生，金属热处理缺陷分析及案例[M].机械工业出版社，1997
【3】 侯旭明，热处理工艺与原理[M].机械工业出版社，2010
【4】 安云挣，热处理工艺学[M].机械工业出版社，1982
【5】 张景学，机械原理与机械零件[M].机械工业出版社，2011
【6】 高志，机械设计手册与课程设计手册[M].高等教育出版社,2012
【7】 侯旭明，金属力学性能[M].机械工业出版社，2003