铣刀热处理生产设计.docVIP

铣刀的选材及热处理生产线设计 1.设计原则 1.1本次课程设计任务要求 根据铣刀论的服役条件、失效形式和性能要求，在此基础上进行材料设计和选材，制定工件的加工工艺流程，制定详细的热处理工艺规范，选择热处理设备，绘制热处理车间的平面布置图。具体要求： 1）每人选择一个课题，但同一课题选择不能超过5人，选择同一课题的同学组成一个小组，共同讨论，但须独立撰写完成； 2）确定工件的尺寸为45°Φ12*28*75、形状和年时基数； 3）详细讨论选材的依据，合金元素作用、组织与性能之间的关系；提出不少于三种的备选方案，并进行分析比较，确定一种最佳方案； 4）确定工件的加工工艺流程，制定热处理工艺规范，并加以论述其依据； 5）根据热处理工艺选择适当的热处理设备，对主要热处理设备的炉体结构、炉膛尺寸、功率进行计算论证，年产量4万件，分4个批次生产，即每批生产1万件，确定所需炉子的台数； 6）合理设计工件的热处理生产线，画出设备在车间内的平面布置图（要求用计算机绘图，图中设备用参考图例绘出，其他按照国家标准画出）。 1.2热处理零件结构形状设计 需要热处理的工件，在设计时，除了应考虑服役条件、承受载荷的大小和机械加工工艺外，还要要考虑热处理的变形、开裂所造成的产品报废。因此，对热处理件结构形状有一定的设计要求。 1）结构形状设计应避免应力集中 截面急剧变化的工件，淬火时易引起过量变形或开裂，一般应采用平滑过渡或圆弧过渡；外形的尖锐棱边，尖角和凹腔角处会产生应力集中，因此，也常用圆弧代替尖角，为防止工件上的孔或模具型腔成为裂纹的策源地，孔与孔之间应有一定的距离，冲模型腔与模边之间的距离也应足够大。 2）结构形状设计应尽量简单、均衡、规则、对称 结构件的形状应尽量使工件各部位的质量均匀分布，以减少淬火时可能引起的过量变形和开裂。理想的结构形状可遵循以下的基本原则： 球形优于立方体，更优于长方体； 圆柱体优于圆锥体； 圆形截面优于椭圆形截面，方形截面优于矩形截面； 在可能的条件下，应尽量使功能孔的尺寸与位置均衡、对称、分布，也可以通过加开工艺孔或工艺槽来解决质量均衡问题； 辅助孔应位于交叉刃口的延长线上，尤其不能靠近小锐角，以免成为裂纹的策源地。 3）设计中实际措施 机械构件中工作的轮廓、形状和尺寸是各式各样的，往往不能遵循上述设计原则，对此可根据实际情况采取措施加以补救。 设计成合理形状，淬火后再磨去不必要的部分； 开切必要的孔槽使质量均衡； 一个不平衡的工件，为了平衡质量、改善散热条件，可加开工艺孔； 大型复杂工件可采用拼镶结构，以解决加工和热处理的困难； 刻字、印痕的位置应远离应力集中程度高的孔。 为减少损失，避免事故，充分估计各种因素的影响，可采用设计、热加工和热处理几方面共同商讨，协同设计，避免因设计不当造成加工、热处理和使用上的题。 图1.1铣刀零件图 1.3热处理工艺设计 1.3.1工艺分析的基本原则 热处理工艺设计是热处理车间设计的中心环节，是设备选择的主要依据。所确定的热处理工艺必须先进、可靠、经济合理，并与车间生产规模相适应。常规工艺应力求工艺路线简化，运输量最小，工序较小，节省能源及劳动量。采用先进工艺应经过技术经济论证或实验研究，取得可信的试用效果。 1.3.2 工艺路线 产品零件从毛坯生产到完成成品，生产路线是确定热处理车间任务的基础，具体如下： （1）铸铁，铸钢，有色金属一般铸件的预备热处理与铸造之后进行，包括正火、扩散退火、等温退火、球化退火、可锻化退火、再结晶退火、消除应力退火、人工时效（稳化处理）等。 （2）硬度要求在285HB（30HRC)以下的一般铸件，可在机械加工前热处理到要求硬度，包括正火、调质（淬火及高温回火）。加工余量大的锻件，为保证其热处理效果，应在粗加工后进行热处理。 （3）表面硬化，化学热处理零件，硬度要求大于285HB(30HRC)的零件，应在机械加工后进行。一些精度要求高的零件，可使用特殊加工刀具的零件，也可在加工前进行热处理。 （4）局部化学热处理零件，生产批量大时，非处理部分应镀层保护，批量小时可采用机械保护，防渗涂层以及车去渗层等方法。 （5）绕制弹簧、冷镦、冷挤成形零件、应进行去应力退火、再结晶退火、正火等工序。 （6）形变热处理可简化工艺路线，减少工序，节约能源。有些铸、锻件，特别是锻件，可充分利用锻造余热进行淬火、调质等处理，使锻造加工与热处理结合起来。 1.3.3 工艺方法的选定 （1）常规热处理工艺 热处理零件的常规热处理工艺，包括毛坯的预备热处理和零件的最终热处理，如退火、正火、去应力退火、调质（淬火及高温回火）、时效及固溶处理等。从提高热处理质量考虑，如不许在加热过程中