本书系统地介绍了机床零件常用的热处理工艺、典型机床零件的材料与热处理技术,阐述了机床零件热处理缺陷的原因与控制方法,并列举了大量典型实例。本书主要内容包括:机床零件常用热处理工艺,机床导轨、机床主轴、机床丝杠、机床齿轮、机床基础件及机床其他零件的热处理技术,先进的机床零件热处理装备与技术,机床零件热处理缺陷与对策等。本书采用现行标准,内容全面系统,实例、图表丰富,实用性强。
1)本书是作者根据自己三十多年来热处理工作的实践经验和积累资料,并借鉴国内主要机床制造企业的成熟经验与实例、机床研究所的科研成果,以及国外先进机床零件的材料与热处理技术编写而成的。
2)本书以丰富的实例、图表,系统地介绍了机床零件常用的热处理工艺、典型机床零件的材料与热处理技术、先进的机床零件热处理装备与技术、机床零件热处理缺陷的原因与控制方法。
3)本书采用现行标准,内容全面系统,实例、图表丰富,实用性强。
前言
机床是机电制造业的心脏,也是工业、农业、国防及民生领域中各类设备、机械、器具、仪器仪表、工模具等制造加工的工作母机。根据加工工艺方法的不同,机床可分为:金属切削机床、电加工机床、坐标测量机、锻压机床、铸造机床及热处理机床等。本书所述为金属切削机床。金属切削机床采用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件,它是制造机器的设备,因此又称工作母机,简称为机床。金属切削机床包括车床、铣床、磨床、钻床、镗床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、刨插床、拉床和仪表机床等,广泛应用于汽车、工程机械、农业机械、航空航天、船舶、军工、铁路、电力、冶金、矿山、石油、化工等各行各业的机械加工制造和机械维修中。
在现代机械制造工业中,机床在各类机器制造装备中所占比重较大,一般都在50%以上,所担负的工作量占机器总制造工作量的40%~60%,对于具有一定形状、尺寸及表面质量要求的金属零件,特别是精密零件的加工,主要是在机床上完成的。机床在装备制造中具有基础性和战略性的地位,一个国家的数控机床(又称CNC机床)的水平高低和拥有量是衡量国家综合经济实力和国防安全的重要指标。我国已将金属切削机床行业提高到了战略性位置,把发展大型、精密、高速数控设备和功能部件列为国家重要的振兴目标之一。在《中国制造2025》中,高档数控机床更被确定为重点发展的领域之一。
我国机床行业经过60多年的发展,整体实力有了较大提高,已经能够生产出超精度数控车床(纳米级加工机床)、七轴联动重型数控卧式机床加工中心等产品。近几年为航空、航天、汽车、船舶和发电设备等制造领域研发的高端数控机床品种已达100余种,有些已经达到了世界先进水平,但是从整体来看,与国外先进机床制造企业相比,特别是与德国和日本相比,国产机床在产品质量和可靠性等方面仍有较大差距,特别是在高精尖数控机床方面差距更大。因此,亟须尽快改进和提高。
随着机床朝着高速、精密、智能、复合方向的不断发展,对机床精度和使用寿命提出了更高的要求。机床必须具有较高的精度和精度保持性。机床的精度主要决定于关键零件的制造精度和装配精度。而这些零件的强度、表面粗糙度、耐磨性及尺寸稳定性等都直接与热处理工艺技术密切相关。因此,机床零件的热处理在机床制造业中占有举足轻重的地位。从热处理角度考虑,提高机床零件质量与使用寿命,就要合理地选用机床零件材料,正确地制订机床零件的热处理工艺,防止在热处理过程中出现缺陷。
本书是作者根据三十多年来热处理工作的实践经验和积累资料,并借鉴国内主要机床制造企业的成熟经验与实例、机床研究所的科研成果,以及国外先进机床零件的材料与热处理技术编写而成的。书中内容采用了大量的图表形式加以叙述,一目了然,便于读者阅读和查找。
由于作者水平有限,书中难免存在不足之处,恳请读者批评指正。
金荣植
前言
第1章概述
1.1机床的分类
1.2机床零件的特点
1.3机床零件的热处理与材料特点
1.4机床零件的热处理技术要求及表示方法
1.4.1机床零件的热处理技术要求
1.4.2机床零件的热处理技术要求表示方法
1.5机床零件材料及热处理工艺的选择
1.5.1机床零件材料的选择
1.5.2机床零件热处理工艺的选择
1.6机床零件常用钢材及其热处理工艺规范与应用举例
1.7机床零件热处理工艺性
1.7.1机床零件热处理工艺性的结构设计
1.7.2机床零件技术条件的合理性
1.7.3调整冷热加工工艺以减少热处理工艺复杂性
第2章机床零件常用热处理工艺
2.1机床零件的退火与正火工艺
2.1.1机床零件的退火工艺
2.1.2机床零件的正火工艺
2.2机床零件的调质工艺
2.3机床零件的淬火和回火工艺
2.3.1机床零件的淬火工艺
2.3.2机床零件的回火工艺
2.4机床热处理零件的喷丸与喷砂工艺
2.5机床热处理零件的校正工艺
2.6机床热处理零件的清洗工艺
2.7机床热处理零件的防锈工艺
2.8机床零件的气体渗碳工艺
2.8.1机床零件的井式炉气体渗碳工艺
2.8.2机床零件的密封箱式炉气体渗碳工艺
2.9机床零件的气体碳氮共渗工艺
2.10机床零件的渗氮工艺
2.10.1机床零件的气体渗氮工艺
2.10.2机床零件的离子渗氮工艺
2.11机床零件的气体氮碳共渗工艺
2.12机床零件的高频感应淬火工艺
2.13机床零件的中频感应淬火工艺
2.14机床零件的去应力时效工艺
2.15机床零件的冷处理工艺
2.16机床零件的发蓝工艺
2.17机床零件的磷化工艺
第3章机床导轨的热处理技术
3.1机床导轨的服役条件、失效形式与性能要求
3.2机床导轨材料与热处理
3.3铸铁导轨的感应淬火技术
3.3.1感应加热设备
3.3.2感应淬火机床
3.3.3感应器的设计
3.3.4铸铁导轨的感应淬火工艺
3.3.5铸铁导轨感应淬火的典型实例
3.4铸铁导轨的接触电阻加热淬火技术
3.5铸铁导轨的火焰淬火技术
3.6镶钢导轨的热处理技术
3.6.1镶钢导轨材料与热处理
3.6.2镶钢导轨热处理的典型实例
3.6.3直线滚动导轨的热处理技术
第4章机床主轴的热处理技术
4.1机床主轴的服役条件、失效形式与性能要求
4.2机床主轴材料与热处理
4.2.1机床主轴材料与热处理的选择
4.2.2机床主轴材料与热处理技术要求
4.3机床主轴工艺流程
4.4机床主轴的热处理
4.5精密机床主轴的选材及热处理
4.6机床主轴热处理的典型实例
第5章机床丝杠的热处理技术
5.1机床丝杠的服役条件、失效形式及性能要求
5.2机床丝杠材料的选择
5.2.1丝杠材料及其要求
5.2.2机床梯形丝杠材料的选择
5.2.3机床滚珠丝杠材料的选择
5.3机床梯形丝杠的热处理技术
5.3.1普通梯形丝杠的热处理技术
5.3.2精密梯形丝杠的热处理技术
5.4机床滚珠丝杠的热处理技术
5.4.1滚珠丝杠的种类、结构与工艺流程
5.4.2滚珠丝杠的中频感应淬火技术
5.4.3沿滚道感应加热浸液淬火技术
5.4.4滚珠丝杠的整体淬火技术
5.4.5滚珠丝杠螺母的热处理技术
5.4.6特殊条件下工作的滚珠丝杠的热处理技术
5.4.7高性能、精密机床滚珠丝杠的热处理技术
5.5机床丝杠热处理的典型实例
第6章机床齿轮的热处理技术
6.1机床齿轮的服役条件、失效形式及性能要求
6.2机床齿轮材料与热处理
6.2.1机床齿轮的分类及材料选用
6.2.2机床齿轮材料和热处理技术要求
6.3机床齿轮的渗碳
6.4机床齿轮的碳氮共渗
6.5机床齿轮的渗氮
6.6齿轮的氮碳共渗
6.7机床齿轮的火焰淬火
6.8机床齿轮的感应淬火
6.8.1感应淬火齿轮常用钢铁材料与用途
6.8.2机床齿轮的感应淬火工艺
6.8.3机床齿轮的高频感应淬火技术
6.8.4机床齿轮的中频感应淬火技术
6.8.5机床齿轮感应淬火的典型实例
第7章机床基础件的热处理技术
7.1机床基础件的服役条件、失效形式及性能要求
7.2机床基础件的材料与热处理
7.2.1机床基础件材料的选择
7.2.2机床铸件热处理工艺
7.3机床基础件的热时效及实例
7.4机床基础件的振动时效技术
7.4.1普通振动时效技术
7.4.2先进的频谱谐波振动时效技术
7.4.3超声波时效技术
7.5 机床基础件的自然时效
7.6机床基础件的淬火技术及实例
7.6.1加工中心床鞍的淬火技术及实例
7.6.2机床滑枕的淬火技术及实例
第8章机床其他零件的热处理技术
8.1机床附件的热处理技术
8.1.1机床分度头蜗杆的热处理技术
8.1.2机床分度头主轴的热处理技术
8.1.3机床心轴体的热处理技术
8.1.4机床端齿盘的热处理技术
8.1.5机床卡盘、卡爪及卡盘盘丝的热处理技术
8.1.6大型机床顶尖的热处理技术
8.1.7机床刀垫的热处理技术
8.1.8车床弧形端面齿定位板的热处理技术
8.2机床弹簧及弹簧夹头的热处理技术
8.2.1机床弹簧的热处理技术
8.2.2机床弹簧夹头与弹簧夹头套的热处理技术
8.3机床离合器零件的热处理技术
8.3.1机床离合器摩擦片的热处理技术
8.3.2机床制动盘的热处理技术
8.4机床液压件的热处理技术
8.5机床蜗杆与蜗轮的热处理技术
8.5.1机床蜗杆与蜗轮的服役条件、失效形式及性能要求
8.5.2机床蜗杆与蜗轮的材料及热处理
8.5.3机床蜗杆热处理的典型实例
8.6机床花键轴的热处理技术
8.6.1机床花键轴的服役条件、失效形式与