正火與退火對細長軸的影響

1、北京工業(yè)大學耿丹學院學生開題報告表課題名稱正火和退火工藝對細長軸產(chǎn)品質(zhì)量的影響課題來源自擬課題課題類型DX趙建琴學生姓名郝磊100101309機制課題名稱正火和退火工藝對細長軸產(chǎn)品質(zhì)量的影響課題來源自擬課題課題類型DX趙建琴學生姓名郝磊100101309機制10-3機械設計制造及其自動化選題的目的和意義:熱處理是金屬加工工藝中的一項重要基礎技術，通常金屬材料都是要經(jīng)過熱處理的，而且，只要選材 合適，熱處理得當，金屬材料的性能成倍、甚至十幾倍的提高，收到事半功倍的效果。熱處理一般包 括加熱、保溫、冷卻三個過程，有事只有加熱和冷卻兩個過程。熱處理對于充分發(fā)揮金屬材料的性能 潛力，提高產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量

2、，節(jié)約材料，減少能耗，延長產(chǎn)品的使用壽命，提高經(jīng)濟效益具有十分重 要的意義。研究現(xiàn)狀綜述:金屬熱處理是機械制造中的重要過程之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整 體的化學成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學成分，賦予或改善工件的 使用性能。其特點是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是惹眼所能看到的，所以，它是機械制造中的 特殊工藝過程，也是質(zhì)量管理的重要環(huán)節(jié)。目前我國在熱處理的基礎理論研究和某些熱處理工藝、新 技術研究方面，與工業(yè)發(fā)達國家的差距不大，但在熱處理生產(chǎn)工藝水平和熱處理設備方面卻存在著較 大的差距，還沒有完全扭轉熱處理生產(chǎn)工藝和熱處理設備落后、工件

3、氧化脫碳嚴重、產(chǎn)品質(zhì)量差、生 產(chǎn)效率低、能耗大、成本高、污染嚴重的局面。為促進我國熱處理技術的發(fā)展，我們贏全面了解熱處 理技術的現(xiàn)狀和水平，掌握其發(fā)展趨勢，大力發(fā)展先進的熱處理新技術、新工藝、新材料、新設備， 用高新技術改造傳統(tǒng)的熱處理技術，實現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、降耗、無污染、低成本、專業(yè)化生產(chǎn)”， 力爭趕上工業(yè)發(fā)達國家水平。公元前六世紀，鋼鐵兵器逐漸被采用，為了提高鋼的硬度，淬火工藝遂 得到迅速發(fā)展。中國河北省易縣燕下都出土的兩把劍和一把戟，其顯微組織中都有馬氏體存在，說明 是經(jīng)過淬火的。隨著淬火技術的發(fā)展，人們逐漸發(fā)現(xiàn)淬冷劑對淬火質(zhì)量的影響。三國蜀人蒲元曾在今 陜西斜谷為諸葛亮打制300

4、0把刀，相傳是派人到成都取水淬火的。這說明中國在古代就注意到不同 水質(zhì)的冷卻能力了，同時也注意了油和尿的冷卻能力。中國出土的西漢（公元前206公元24）中山靖 王墓中的寶劍,心部含碳量為0.150.4%，而表面含碳量卻達0.6%以上，說明已應用了滲碳工藝。但 當時作為個人“手藝”的秘密，不肯外傳，因而發(fā)展很慢。1863年，英國金相學家和地質(zhì)學家展示 了鋼鐵在顯微鏡下的六種不同的金相組織，證明了鋼在加熱和冷卻時，內(nèi)部會發(fā)生組織改變，鋼中高 溫時的相在急冷時轉變?yōu)橐环N較硬的相。法國人奧斯蒙德確立的鐵的同素異構理論，以及英國人奧斯 汀最早制定的鐵碳相圖，為現(xiàn)代熱處理工藝初步奠定了理論基礎。與此同時，

5、人們還研究了在金屬熱 處理的加熱過程中對金屬的保護方法，以避免加熱過程中金屬的氧化和脫碳等。18501880年，對 于應用各種氣體（諸如氫氣、煤氣、一氧化碳等）進行保護加熱曾有一系列專利。18891890年英國 人萊克獲得多種金屬光亮熱處理的專利。二十世紀以來，金屬物理的發(fā)展和其他新技術的移植應用， 使金屬熱處理工藝得到更大發(fā)展。一個顯著的進展是19011925年，在工業(yè)生產(chǎn)中應用轉筒爐進行 氣體滲碳；30年代出現(xiàn)露點電位差計,使爐內(nèi)氣氛的碳勢達到可控，以后又研究出用二氧化碳紅外 儀、氧探頭等進一步控制爐內(nèi)氣氛碳勢的方法；60年代，熱處理技術運用了等離子場的作用，發(fā)展 了離子滲氮、滲碳工藝；激

6、光、電子束技術的應用，又使金屬獲得了新的表面熱處理和化學熱處理 方法。設計目的、要求和思路：以加工細長軸工藝為基礎，對碟片滾筒精選機的碟片轉動軸零件加工工藝分析，在碟片滾筒精選機的 碟片轉動軸零件過程中安排足夠的熱處理工序，保證零件的加工精度要求和使用性能要求，并且改善 工件的切削性能，一般在切削加工之前安排一次熱處理一一正火或退火，清除制造毛胚產(chǎn)生的內(nèi)應力； 降低硬度，改善工件的切削性能。在粗加工之后安排第二次熱處理一一調(diào)制處理，獲得均勻細小的回 火索氏體組織，獲得較好的綜合力學性能和較小的表面粗糙度。為以后的最終熱處理做組織準備。最 后對運動部位進行熱處理表面淬火，提高耐磨性。確定熱處理工

7、藝在整個加工工藝中的位置，并 做工藝卡片，嘗試用正火和退火加工工藝，分別加工細長軸，并且用有限元仿真軟件ANSYAS的熱應 力分析功能研究計算結果，通過結果來確定細長軸工藝中正火和退火的工序，以達到充分發(fā)揮金屬材 料的性能潛力和提高產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量的目的。最終目標：正確確定正火和退火對細長軸質(zhì)量的影響，并且確定正火退火工藝在加工細長軸工藝中的位置，以達 到使工件的金屬性能更好，充發(fā)揮金屬材料的性能潛力的目的。熟練應用有限元仿真軟件ANSYAS的熱應力分析功能，并能制作分析報告。 能完成畢業(yè)論文的撰寫。完成畢業(yè)設計（論文）所具備的條件因素：細長軸加工工藝過程分析，以及工藝卡片的制作金屬熱處理的工藝

8、方法應用有限元仿真軟件ANSYAS的計算分析5.畢業(yè)設計（論文）的主要內(nèi)容：查閱資料:查閱收集正火和退火工藝的加工方法和細長軸零件的加工工藝，了解加工過程和注意事項。資料分析：分析細長軸的加工工藝路線，比較正火和退火工藝的不同。改進設計：填寫不同的工藝過程卡片，適當優(yōu)化加工過程。ANSYAS計算分析：大體確定工藝過程后，對正火和退火工藝進行熱應力分析，比較結果，完成熱應力分析報告撰寫畢業(yè)論文：完成畢業(yè)論文成果形式：1）畢業(yè)論文。2）有限元軟件ANSYAS的熱應力分析報告。3）ppt。二、任務完成的階段及預期結果：起止日期主要內(nèi)容預期結果2013.10.25-10.312013.11.1-11.52013.11.6-12.192013.12.202014.4.152014.5.12014.5.15畢業(yè)設計啟動，選題發(fā)布任務數(shù)，明確設計要求與速度安排搜集資料，文獻綜述，形成開題報告完成畢業(yè)設計工作量的70%-80%設計、論文全部完成評閱合格，申請答辯確定題目任務書下發(fā)到每位學生完成