《工程材料與熱加工基礎》課程設計說明書
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任務書目錄
一、軸類零件6
1、零件名稱
2、零件圖
3、選材
4、零件毛坯生產
5、工藝流程
二、軸承座零件7
1、零件名稱
2、零件圖
3、選材
4、零件毛坯生產
5、澆注位置及分型面的選擇
6、鑄件的鑄造工藝及圖示
三、容器類零件10
1、零件名稱
2、零件圖
3、選材
4、零件毛坯生產
5、加工工藝
6、工藝流程
四、參考資料11
正文一軸類零件
1、零件名稱：c6132車床主軸
2、零件圖：
此處畫圖
3、選材
1、技術要求和生產性質
（1）技術要求：在滾動軸承中運轉，承受交變彎曲和扭轉應力，σ ≥800mpa，δ≥9%，α≥0.6mj/m，內錐孔和外錐體硬度40～45hrc，其餘部位220～250hbs
（2）生產性質：大批生產
2、選材分析
（1）工作條件
車床主軸，帶動工件旋轉，並能承受一定的載荷。它在滾動軸承中運轉，還需要承受摩擦。因而其工作條件為：
a． 傳遞扭矩，承受拉、壓載荷；
b． 軸頸承受較大的摩擦；
c． 承受一定的衝擊載荷。
（2）失效形式
軸被軸承支承的部分成為軸頸。主軸在工作時由於軸頸和軸承的接觸會產生摩擦，導致表面發熱、磨損。同時交變載荷長期作用也會是軸疲勞斷裂。所以車床主軸的主要失效形式有：
a. 疲勞破壞造成斷裂
b. 過度磨損導致失效
（3）綜合分析
c6132車床主軸需要承受較大的抗拉強度，具有較大的衝擊韌性，對區域性錐孔需要進行另外熱處理，其餘部位的硬度也有一定要求，而且要大批量生產，選用的材料應比較常用且較便宜。
（4）選材方案
方案一：
從碳鋼中選擇。一般車床主軸多用45鋼，其**相對較便宜，在調質處理後力學效能有所改善。45鋼在熱處理後σ為650～800mpa，α≥450j/m，硬度可達到220～250hbs。
而此處要求σ ≥800mpa，α≥0.6mj/m。45鋼硬度能滿足要求，但其抗拉強度和衝擊韌性太低，不滿足要求。
方案二：
從合金鋼中選擇。選擇40cr這種中碳合金調質鋼。它的**要比普通的45鋼高。
但效能更好。其力學效能：σ≥1000mpa，α≥600 j/m，調質後硬度達220～250hbs，區域性淬硬，表面硬度可達46～55hrc。
因此它具有較高的疲勞強度，能抵抗一定程度的變形。同時合金鋼中cr的加入可有效提高淬透性，整體力學效能較好。
結論：綜上所述，應選擇40cr作為c6132車床主軸的材料。
4、零件毛坯生產
車床主軸承受過載，交變載荷，並高速旋轉，適合採用鍛件。鍛造能使材料的力學效能更加良好。鍛造毛坯有三個方案：
方案一：
採用自由鍛。自由鍛成本低，很經濟。但是自由鍛消耗時間廠，效率比較低，只適用於小批量生產。該車床主軸要求大批量生產，條件不符。
方案二：
採用錘上模鍛。與自由鍛相比，生產率高，加工餘量小，可鍛出形狀複雜的鍛件，而且能節省金屬材料，降低生產成本。但是其型槽複雜造價高。
方案三：
採用壓力機上模鍛。選擇平鍛機上模鍛，適合製造長軸和帶孔零件，生產率比較高。
結論：由於車床主軸是大批量生產，因此不適合採用自由鍛，自由鍛勞動強度大而且生產效率低。至於錘上模鍛，其鍛模模膛複雜，造價高。因此採用平鍛機上模鍛，生產效率高，且適合長軸的生產。
5、工藝流程
下料→鍛造→正火→機械加工→調質→表面區域性淬火，低溫回火→精車→去應力退火→磨削→人工時效→精磨
由於主軸的大批量生產，工序不宜過於複雜。正火是為了得到合適的硬度，以便於機械加工。調質處理是得到較高的韌性和足夠的硬度。
較高的硬度能防止軸頸的磨損失效。區域性淬火則是為了保證內錐孔和外錐體的硬度。去應力退火和人工時效作用是為了消除內應力，減少零件變形，穩定尺寸。
二軸承座零件
1、零件名稱：輸送機底座
2、零件圖：
此處畫圖
3、選材
1、技術要求和生產性質
（1）技術要求：σ ≥100mpa，尺寸穩定，作為基礎件，主要起支撐和減震的作用
（2）生產性質：單件
2、選材分析
（1）工作條件
主要起支承作用，受壓應力，也需要承受零件工作時的動載荷和穩定在機架或基礎上的緊固力。
（2）失效形式
變形失效：承受的應力超過極限時，底座變形過大，失效；
疲勞斷裂：長期受交變應力的影響，造成底座的疲勞斷裂。
（3）綜合分析
根據底座的作用和載荷情況，它應有足夠的強度和良好的減震性以及尺寸穩定性。選材時應重點考慮材料的強度和剛度，兼顧材料的衝擊韌性和硬度。
（4）選材方案
方案一：
選用鑄鋼。鑄鋼強度較高，塑性較好，熱處理後可獲得較高的硬度，並能承受較大的載荷和衝擊。但底座一般通過鑄造成型，而鑄鋼的鑄造效能較差，易出現澆注不足、縮孔等鑄造缺陷，這將影響成型後零件的效能和使用。
方案二：
選用灰鑄鐵。底座壁厚20mm，選用壁厚20～30mm的ht150，σ ≥170mpa，滿足強度要求。灰鑄鐵和普通碳鋼相比，雖然抗拉強度較低，但是抗壓強度是抗拉強度的2.
5～4倍，而且耐磨性和消震性好。
方案三：
選用球墨鑄鐵。與灰鑄鐵相比，球墨鑄鐵有更高的抗拉強度和彎曲疲勞極限，剛性好，但消震能力要低得多。
結論：綜上所述，鑄鋼的鑄造效能差，不適合作為底座。因此只能選擇鑄鐵。又
因為灰鑄鐵的消震效果更好而且實際生產中其成本比球墨鑄鐵更低，所以選用
ht150作為輸送機底座的材料。
4、零件毛坯生產
底座選用的材料為ht150，而且底座的結構比較複雜，故應選擇鑄造。方案選擇如下：
方案一：
砂型鑄造。鑄件形狀不受限制，成本較低。但生產效率低，加工餘量大，表面粗糙度大。
方案二：
特種鑄造。如採用熔模鑄造或金屬型鑄造。一般要求批量生產，鑄件表面粗糙度和加工餘量小。但成本較高，不適宜小批量生產。
結論：輸送機底座為單件生產，從成本考慮應選用砂型鑄造。
5、澆注位置及分型面的選擇：
澆注位置選擇：
（1）重要加工面朝下或位於側面；
（2）鑄件的大平面應朝下；
（3）具有大面積薄壁的鑄件，應將薄的部分放在鑄型的下部，同時盡量使薄壁立著，或是傾斜澆注，有利於金屬的填充；
（4）對於易產生縮孔的鑄件，應將厚大部分放在分型面附近的上部或側面。
鑄造分型面的選擇：
（1）分型面一般應取在鑄件的最大截面上；
（2）鑄件的加工面及加工基準表面盡量放在同一砂箱中，以保證鑄件的加工精度；
（3）應儘量減少分型面數量，並採用平面作為分型面，以減少砂箱數，簡化造型工藝；
（4）應儘量減少型芯、活塊的數量，以減少成本、提高工效；
（5）主要型芯應盡量放在半鑄型中，以利於下芯合理和檢查型腔尺寸。
6、鑄件的鑄造工藝及圖示
主要工藝引數：鑄造收縮率0.7%。起模斜度為1，機械加工餘量為4mm。
工程材料及熱加工實踐
實踐目的 1 了解鑄造的種類 方法 工藝流程。2 了解熱處理的方法，熱處理對材料效能的影響。3 學習焊接常識，通過實際操作，掌握簡單的焊接技巧。實踐內容 1 老師講解鑄造的理論知識，並帶領我們做砂型鑄造實驗。2 老師講解熱處理的理論知識。3 老師講解焊接的理論知識和實際操作的注意事項，同學們實際操作...
08 09 1 工程材料及熱加工試卷A
一 填空題 每空1分,共20分 1 金屬結晶的兩個基本過程是和 2 合金中的相結構包括和兩大類 3 111 晶面族中共有 個空間位向不同的晶面。4 金屬的四種基本強化方式是金屬強化的本質是 6.用顯微鏡觀察某亞共析鋼，若估算其中的珠光體含量為 80 則此鋼的質量分數為 7.淬火是難度較大的操作工藝，...
機械工程材料與熱加工工藝
第一章金屬材料的力學效能 1.什麼是應力？什麼是應變？答 應力 若物體受到一定作用的外力,則其內部會相應的產生乙個內力，則在其截面上單位面積的內力叫應力。應變 物體內任意一點因各種作用而引起的相對變形叫做應變。2.縮頸現象在力 拉伸圖上哪一點？如果沒有出現縮頸現象，是否表示該試樣沒發生塑性變形？答 ...