毕业设计--高度游标卡尺的选材、热处理工艺设计及分析.docVIP

高度游标卡尺的选材、热处理工艺设计及分析 摘 要 本文对高度游标卡尺的选材和热处理工艺进行了设计与分析。紧紧围绕“如何更好的在提高高度游标卡尺使用性能的同时降低其生产成本？”这一问题进行讨论与研究。因为，一个产品的核心竞争力的提高要通过提高其使用价值的同时降低其生产成本来实现。这样才能提高效益为企业赢得更多的利润，使企业在激烈的竞争中立于不败之地。 具体而言，本文主要以高度游标卡尺尺身的热处理为例对其选材及热处理工艺进行了详细、合理的分析与设计。从高度尺的工况分析、失效分析和性能要求以及材料成本出发进行选材。在参照高度尺的传统热处理工艺的同时，考虑材料的性能和热处理工艺的可操作性与经济性，设计出了高度游标卡尺零件的预备热处理工艺和最终热处理工艺。本文通过镀硬铬的工艺提高了高度尺的耐磨性与耐蚀性；采用激光刻线的加工工艺提高了高度尺的测量精度；通过部分实验验证了高度游标卡尺选材与热处理工艺的合理性。本文对工件的校直、清洗和质量检测手段与方法以及零件常见缺陷与预防措施进行了分析与讨论。除此之外，还对热处理设备的选型和热处理车间的布置进行了设计。 关键词：高度游标卡尺 选材 热处理工艺 目 录 1 文献综述零件加工工艺及热处理工艺制定5.1.2 过量氧化脱碳6 实验6.2 实验热处理工艺7 结 论 36 参考文献 38 致 谢 39 附 录 40 翻译 41 英文原文 41 英文译文 41 1 文献综述 1.1 行业背景 有关统计资料显示，中国量具行业经过几十年的建设与发展，已经初步形成产品门类比较齐全、具有一定生产规模和开发能力的产业体系，成为除日本外全球第二大量具生产国。随着测量技术信息化的不断普及和国内外市场对数字化量具需求量的日益增高，我国数显量具和数字测量仪器仪表质量和技术含量有了较快的提升。在经济全球化的今天，世界制造业的中心正逐步向亚洲和中国转移。改革开放后尤其是我国加入WTO，促进了中国制造业的蓬勃发展，大大推动了我国精密数字测量控制仪器和数字数显测量与控制量具的发展。而生产和科研对高度游标卡尺的性能要求也逐步提高。故此，本文着重对高度游标卡尺的选材、热处理工艺进行设计与分析。 1.2 结构与原理 1.2.1 高度游标卡尺的结构 高度游标卡尺也称游标高度尺，一般称高度尺，它是利用游框沿主尺滑动，来改变游标量爪与基座底面的相对位置，在平板上进行测量零件高度或划线的量具，一般单独使用。高度尺分0.02mm、0.05mm和0.1mm三种。测量范围有：0～200、 0～300、0～500和0～1000几种，其主要构造、使用频次同游标卡尺，因此属于直接测量工具。高度游标卡尺主要由基座、主尺和游框三部分组成。主尺与基座紧固地连接在一起，游框可在主尺上滑动，通过框架可把量爪或划线爪与游框连接起来（如图1.2.1），高度游标卡尺装配图见附录3。 1.2.2 高度游标卡尺的原理 任何一种钢尺，无论它的刻线如何准确、细致，但总不能够直接用来精密地进行测量。因为刻度值愈小，刻线就愈密，刻线本身宽度就更细。这不但在制造上有困难，就是制造出来也不容易看清楚。如果钢尺的最小刻度值是0.25mm，即使这样粗糙的刻度值，在观察读数时就非常困难了。但是，如果我们把两支刻度较粗糙的直尺，边对边地并在一起，即使他们的刻线间有了细致的误差，立刻也就可以看出来。高度游标卡尺就是依据这个原理制造出来的。 为什么这个原理可以用来提高量具的测量精度呢？举一个简单的例子来说：假定我们要在一根直线上准确截取26 cm的长度。用来测量的工具只有两根没有刻线的圆棒，一根长5 cm，另一根长6 cm。显然，若单独用任何一根圆棒测量时，都不可能准确地测量出所需要的长度。如果利用5cm的圆棒来测量时，就要估计最后的1 cm，要是用6 cm的圆棒测量时，就要估计最后的2cm。但是， 如果把两个工具合并起来运用，不用估计便能确定这个长度了。如图2所示，最后1cm不是估计而是精确地量出来的。由此可见，只要用两支刻度值相差极小的比例尺并列起来，就提高测量精度。 1.3 选材与热处理工艺概述 高度游标卡尺的常见失效一般为尺身磨损、尺身与尺框产生间隙、尺身厚度不均匀和主尺弯曲等。关于这一问题黎华姮在《高度游标卡尺几种常见故障的修理方法》有所涉及，而李晓慧在《游标卡尺常见故障及修理方法》中也有所提及。虽然高度游标卡尺失效后还可以修复再用，但高度游标卡尺的精度将受到影响。因此，防止失效出现的根本办法还是在于高度游标卡尺零件的合理选材与热处理工艺的优化。 1.3.1 高度游标卡尺的选材 选材就是在众多材料中，寻找既能满足工程上的要求，又能降低产品总成本，获得最大经济利益，同时还能符合使用环境条件和环保与资源供应情况的材料。选材工作关系到材料