20CrMnTi汽车齿轮的热处理工艺设计

攀枝花学院学生课程设计（论文）题目：20CrMnTi汽车齿轮的热处理工艺设计学生姓名：XXX学号：2011111020XX所在院(系)：材料工程学院专业：20XX级材料成型及控制工程班级：材料成型及控制工程指导教师：XXX职称：讲师2013年12月16日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书题目20CrMnTi汽车齿轮的热处理工艺1、课程设计的目的使学生了解20CrMnTi汽车齿轮设计热处理生产工艺，主要目的：（1）培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。（2）学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。（3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）内容：进行零件的加工路线中有关热处理工序和热处理辅助工序的设计。根据零件的技术要求，选定能实现技术要求的热处理方法，制定工艺参数，画出热处理工艺曲线图，选择热处理设备，设计或选定装夹具，作出热处理工艺卡。最后，写出设计说明书，说明书中要求对各热处理工序的工艺参数的选择依据和各热处理后的显微组织作出说明。要求：（1）分析生产加工及热处理过程中可能出现的缺陷，针对这些缺陷提出预防措施或补救措施。（2）提交设计说明书（或设计报告），3～5千字，提交设计说明书。3、主要参考文献[1]崔明择主编.工程材料及其热处理[M].北京：机械工业出版社，2009.7.[2]崔忠析主编.金属学与热处理（第二版）[M].北京：机械工业出版社，2007.5[3]王建安.金属学与热处理[M].北京：机械工业出版社，1980[4]中国机械工程学会.热处理手册[M].北京：机械工业出版社，2006.7[5]范逸明.简明金属热处理工手册[M].北京：国防工业出版社，2006.34、课程设计工作进度计划第16周：对给定题目进行认真分析，查阅相关文献资料，做好原始记录。第17周：撰写课程设计说明书，并进行修改、完善，提交设计说明书。指导教师（签字）日期年月日教研室意见：年月日学生（签字）：接受任务时间：年月日注：任务书由指导教师填写。课程设计（论文）指导教师成绩评定表题目名称评分项目分值得分评价内涵工作表现20%01学习态度6遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学工作态度。02科学实践、调研7通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。03课题工作量7按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。能力水平35%04综合运用知识的能力10能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题，能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。05应用文献的能力5能独立查阅相关文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。06设计（实验）能力，方案的设计能力5能正确设计实验方案，独立进行装置安装、调试、操作等实验工作，数据正确、可靠；研究思路清晰、完整。07计算及计算机应用能力5具有较强的数据运算与处理能力；能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。08对计算或实验结果的分析能力（综合分析能力、技术经济分析能力）10具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。成果质量45%09插图（或图纸）质量、篇幅、设计（论文）规范化程度5符合本专业相关规范或规定要求；规范化符合本文件第五条要求。10设计说明书（论文）质量30综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学。11创新10对前人工作有改进或突破，或有独特见解。成绩指导教师评语指导教师签名：年月日攀枝花学院本科课程设计（论文）摘要Ⅰ摘要本课设计了20CrMnTi汽车齿轮热处理工艺设计。主要的工艺过程包括下料、锻造、等温正火、机械加工、渗碳、淬火、低温回火、喷丸、磨削等过程。通过各种不同的工艺过程进行恰当的处理可以获得各种性能良好的材料并且满足各项性能的要求。20CrMnTi，其淬透性较高，在保证淬透情况下，具有较高的强度和韧性，特别是具有较高的低温冲击韧性。20CrMnTi表面渗碳硬，化处理用钢。良好的加工性，加工变形微小，抗疲劳性能相当好。主要用途有：用于齿轮，轴类，活塞类零配件以及汽车，飞机各种特殊零件部位。关键词：20CrMnTi，淬透，低温回火。攀枝花学院本科课程设计（论文）目录目录摘要.............................................................................................................................Ⅰ1、设计任务.......................................................................................................................11.1设计任务...............................................................................................................11.2设计的技术要求...................................................................................................12、设计方案.......................................................................................................................22.1汽车齿轮设计的分析..........................................................................................22.1.1工作条件..........................................................................................................22.1.2失效形式..........................................................................................................22.1.3性能要求..........................................................................................................22.2钢种材料.............................................................................................................33、设计说明.......................................................................................................................43.1加工工艺流程.......................................................................................................43.2具体热处理工艺...................................................................................................43.2.1等温正火....................................................................................................53.2.2退火+机械加工..........................................................................................53.2.3渗碳+淬火+回火热处理工艺....................................................................53.2.4喷丸............................................................................................................64、分析与讨论...................................................................................................................85、结束语...........................................................................................................................96、热处理工艺卡片.........................................................................................................10参考文献.....................................................................................................................11攀枝花学院本科课程设计（论文）1设计任务11设计任务1.1设计任务20CrMnTi汽车齿轮热处理工艺设计1.2设计的技术要求20CrMnTi钢是一种低碳钢材料，淬透性较高，具有良好的强度和韧性，特别是较高的低温冲击韧性，正火后可切削良好。齿轮是机械设备及汽车中的重要零件，用于改变发动机曲轴和传动轴的速度比。齿面在较高的载荷下工作，要求其强度很高。两齿面在相对运动过程中，既有滚动也有滑动，存在较大的压应力和摩擦力，经常换挡使齿轮端部收到冲击。要求具有较高的抗弯强度、接触疲劳强度和良好的耐磨性。攀枝花学院本科课程设计（论文）2设计方案32设计方案2.1汽车齿轮设计的分析2.1.1工作条件汽车齿轮的工作条件比机床要繁重得多，它们经常在较高的载荷下工作，磨损比较大。在汽车运行中由于齿根会经常受着突然变载的冲击载荷以及周期变动的弯曲载荷，会造成齿轮的脆性断裂或者弯曲疲劳破坏。齿轮的工作面承受压应力及摩擦力也比较大，由于经常换挡，齿的端部经常受到冲击，也会造成齿轮的端部破坏。2.1.2失效形式[1]主要失效形式为疲劳断裂，表面损伤和磨损失效。①疲劳断裂。齿轮在应变力和摩擦力的长期作用下，导致齿轮店面接疲劳断裂。其产生是由于当齿轮受到弯曲应力超过其持久极限就出现疲劳破坏而超过材料抗弯强度，就造成断裂失效；②表面损伤。a点蚀：是闭合齿轮传动中最常见的损坏形式，点蚀进一步发展，表现为蚀坑至断裂；b硬化层剥落：由于硬化层以下的过渡区金属在高接触应力作用下产生塑性变形，使表面压应力降低，形成裂纹造成碳化层剥落。③磨损失效a摩擦磨损：汽车、拖拉机上变速齿轮属于主载荷齿轮，受力比较大，摩擦产生热量较大，齿面因软化而造成塑性变形，在齿轮运转粘结