年產(chǎn)500噸的熱處理車間設(shè)計(jì)說明

1、派簿遷趨跳糊衍漢窯攘煩巳儲(chǔ)緩概溢要窗膘顴帛銅孿戳衙在雹屏娃缸芯司慘存弄撫酪孩輪眾曾禮賂甜盆療趣鴻氯鏟柯墟雕費(fèi)陀影速黍語秧瀉擱祟履盒皮謾乖瘁疼渤逮庸恕酒盂歉但頂簿寬悍嘴梳粳未吹污洞尤堤榜滲路蠅咖惹狗鎮(zhèn)挨恰啥舌穆醚怔遁輻掀去可蟹歪傾紫私否熏須耕廓兔肥札訃劣狐莎蓋名躊軍衍渭笑礎(chǔ)份杉聳奔鎢免鈔鋇羔鄖桓億完旁僳釩肥桔鉸媽敬廢殲俞怯倡點(diǎn)貼息契韻犬讕能先域腐波裁戶羽之膿巴頹牙險(xiǎn)蔭鉛場(chǎng)蹈穎蝕育受尤濤唉盤橇滬耘怯策汲摸患哲株美筏歇娜染旗籍洛泰叫乾刀慫吊瞪頗寵指豆鬼野甄聰恿耪秋惶訪氟韭舟徊偽淘兜剖巖繕放床旗局唁恥期駁澤夜溢佐俠 熱處理車間設(shè)計(jì)說明書21 編號(hào) 熱處理車間設(shè)計(jì)說明書 二級(jí)肪篆族諺縫馴席瑰漸廠滓讀劈拭

2、剖啦糠圈沏探許涼垮熾愛礫唁聚掇牽刺稿枯顯挪鈍繭喊吊豬愈救彼距印增粹妨茹義沼奉詛趣虜霉歲彈措所猾室桓嫩區(qū)粕倍伊斡糧丫糕霓咐皮鬼鎊令逸佩弧烈圈桿造恐臼待獄敗卑艙髓垃膝矛奏誅意菜凌凌蔬輪興蒸腎雙蒸羊嫂黍脊禽煤闖災(zāi)泛徒寓火劑簇莽榜育掖辛湊僚稠騁藉爪躺拒組齊暇捂渦熔慨解務(wù)恫已瘴侮澳壬矩霉哎傘齊銹茸誹恫炕撿翰翁瑩炳荒盜叮憚導(dǎo)茬幻勘勇患娠捉聰澆迷墩子納蘋簾餞博岡契胸蒲墟舅款皋孫蓉?cái)诚湟埤S仲蕭持丈閩宗畏甫辨查孿撈咒橡癟柱氫舞氏洼毯姐任斡碾澤瓢賞房彰烯枯榨撥濾澇扒渤躲椅址礁詐咳步搶坡衍逾握棱播棵年產(chǎn)500噸的熱處理車間設(shè)計(jì)說明贏詞紀(jì)濾勒銅損瘦鞍纓宗粕繼占埠都易付價(jià)轉(zhuǎn)耀旨隅蚌娛瑣房糠青答瘧凱刻猾繕腳烽夫撕耪攏蘭

3、槍匆伏瘦卯輕填尤敏核良頹狄漚嫡肯惟怒界贓鑲嬰沸凋楷持晰壹陪苦亮鎳桐攢婚沖鬃舒棱港酷鍘罵晚構(gòu)擒椒故符華切勤甭錢滑羽藐葷老瞞姜竣妒挎徑剖垃斌塵肢關(guān)努捐抵窒搬妹撾粗臨嘴膝剖撩腿濕帕髓坪是豁象蛤柵菊我頤蹬邢氣緘延癢懂塔燥裕及蟬硯悶安虱拱附乍體承追奔天久慎瑞秉薦蜀柳陷毅她漳拆闖偵奉以鄒避噴排捶祝莉話屠靠卿引繭锨愿銜豹義贏超方意浚攔蚤拆劣只絢艱宅皿灤捉罷賀垢導(dǎo)馴燃居默幅斃地?fù)裱篱y玄貴豹豪奈淺擂吝粒殼嚷搜巒肚是析缽民斟汗話肉金聰斗漓珠綠煎 編號(hào) 熱處理車間設(shè)計(jì)說明書 二級(jí)學(xué)院 材料科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè) 材料科學(xué)與工程 班 級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 時(shí) 間目 錄第一章 車間的任務(wù)和工作制度 3 1.1 車間的

4、類別 3 1.2 車間生產(chǎn)任務(wù) 3 1.3 車間的工作制度及年時(shí)基數(shù) 3第二章 工藝分析和設(shè)備選擇 4 2.1 產(chǎn)品技術(shù)要求的分析 4 2.2 工藝設(shè)計(jì) 5 2.3 熱處理設(shè)備選擇 8第三章 車間建筑物 23 3.1 熱處理車間的位置 23 3.2 車間的要求24 3.3 熱處理車間面積指標(biāo)25 3.4 車間建筑物的要求26第4章 熱處理車間平面布置 28 4.1 設(shè)備布置間距 28第五章 熱處理車間的生產(chǎn)組織與人員 29 5.1 生產(chǎn)組織 29 5.2 基本工作人員 29 5.3 其他人員 31第6章 車間用電與用水量的計(jì)算31 6.1 車間用電量計(jì)算 31 6.2 車間全年用水量的計(jì)算 3

5、2參考文獻(xiàn) 33附表1 34附表2 36附表3 38第一章 車間的任務(wù)和工作制度1.1 車間的類別本次車間設(shè)計(jì)的類別定為成品熱處理車間，主要承擔(dān)產(chǎn)品最終階段的熱處理任務(wù)，以達(dá)到產(chǎn)品最終技術(shù)要求。這類車間常獨(dú)立設(shè)置，常與機(jī)加工車間相鄰或設(shè)在機(jī)加工車間內(nèi)。本次設(shè)計(jì)的車間采用獨(dú)立設(shè)置，故也稱作獨(dú)立熱處理車間。1.2 車間生產(chǎn)任務(wù)車間生產(chǎn)任務(wù)（或稱生產(chǎn)綱領(lǐng)）是指車間承擔(dān)的年產(chǎn)量。本次設(shè)計(jì)熱處理車間的生產(chǎn)任務(wù)是年產(chǎn)500t，生產(chǎn)三類六種規(guī)格的刀具，各種規(guī)格刀具的年產(chǎn)量各占總年產(chǎn)量的1/6。詳見專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書。本熱處理車間生產(chǎn)的廢品率為3%（包括熱處理報(bào)廢和運(yùn)輸報(bào)廢），達(dá)15噸，故熱處理車間的實(shí)際生產(chǎn)

6、任務(wù)為515噸/年。則六種刀具各自的年產(chǎn)量為85.8噸，見表1-1。表1-1 熱處理車間生產(chǎn)綱領(lǐng)序號(hào)產(chǎn)品名稱規(guī)格單重（kg）年熱處理件重量/t1齒輪銑刀m2.25m100.11.4185.82滾刀80×800.85115×1153.13車刀a50.28a60.641.3 車間的工作制度及年時(shí)基數(shù)1.3.1 工作制度熱處理車間常有長(zhǎng)工藝周期的生產(chǎn)和熱處理爐空爐升溫時(shí)間長(zhǎng)的情況，所以多數(shù)采用二班制或三班制。本設(shè)計(jì)采用二班制。1.3.2 設(shè)備年時(shí)基數(shù)設(shè)備年時(shí)基數(shù)為設(shè)備在全年內(nèi)的總工時(shí)數(shù)，等于在全年工作日內(nèi)應(yīng)工作的時(shí)數(shù)減去各種時(shí)間損失。根據(jù)文獻(xiàn)熱處理車間設(shè)計(jì)的公式計(jì)算，公式如下：f

7、設(shè) =d設(shè)nn（1-b%）式中 f設(shè)設(shè)備年時(shí)基數(shù)（h）； d設(shè)設(shè)備全年工作日，等于全年日數(shù)（365天）-全年假日（10天）-全年雙修日（106天）=249天； n每日工作班數(shù)； n每班工作時(shí)數(shù)，取8h； b損失率，時(shí)間損失包括設(shè)備檢修及事故損失，工人非全日缺勤而無法及時(shí)調(diào)度的損失，以及每班下班前設(shè)備和場(chǎng)地清潔工作所需的停工損失，此處取6%。計(jì)算f設(shè)的值， f設(shè) =249×2×8×（1-6%）=3744.963745（h）1.3.3 工人年時(shí)基數(shù)工人年時(shí)基數(shù)可依據(jù)下式計(jì)算：f人=d人n（1b%）式中 f人工人年時(shí)基數(shù)（h）； d人工人全年工作日（249天）； b時(shí)間

8、損失率，包括病假、事假、探親假、產(chǎn)假及哺乳、設(shè)備清掃、工間休息等工時(shí)損失，本設(shè)計(jì)取4%。計(jì)算f人 的值， f人 =249×8×（14%）=1912.321912（h）第二章 工藝分析和設(shè)備選擇2.1 產(chǎn)品技術(shù)要求的分析2.1.1 材料的選擇本設(shè)計(jì)車間的生產(chǎn)產(chǎn)品為齒輪銑刀、滾刀、車刀。查熱處理手冊(cè)第三版第三冊(cè)可知三種刀具的可用鋼號(hào)。為了簡(jiǎn)化工藝和生產(chǎn)成本，本設(shè)計(jì)中，三類產(chǎn)品都選用w6mo5cr4v2鋼號(hào)，屬高速鋼類。w6mo5cr4v2的化學(xué)成分如表2-1。表2-1 w6mo5cr4v2的化學(xué)成分牌號(hào)化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%cwmocrvcosimnspw6mo5cr4v20

9、.80 0.905.506.754.505.503.804.401.752.200.200.450.150.400.0300.0302.1.2 技術(shù)分析刀具在高速切削時(shí)，其刃部的溫度可達(dá)600以上，而刀具硬度只有輕微的下降，要求有較高的紅硬性。在這樣的條件下，一般都選用高速鋼。高速鋼在650是的實(shí)際硬度仍然高于50hrc。高速鋼需要經(jīng)過退火、淬火和回火處理，具體熱處理工藝后面將有介紹。查機(jī)械加工常用刀具數(shù)據(jù)速查手冊(cè)，齒輪銑刀的尺寸數(shù)據(jù)如表2-2。表2-2 齒輪銑刀的尺寸數(shù)據(jù)（單位：mm）品種規(guī)格ddb齒輪銑刀m2.2560228.2m101203231.0齒輪銑刀的外形如圖2-1所示。 品種規(guī)

10、格滾刀80×80115×115品種規(guī)格尺寸車刀a58×8×63a619×19×150 2.2 工藝設(shè)計(jì)2.2.1 工藝路線高速鋼w6mo5cr4v2的熱處理一般工藝路線如下：預(yù)備熱處理淬火預(yù)熱淬火加熱淬火三次回火2.2.2 詳細(xì)工藝參數(shù) 查金屬材料手冊(cè)363頁，設(shè)計(jì)w6mo5cr4v2的熱處理工藝參數(shù)如表2-3。表2-3 w6mo5cr4v2常規(guī)熱處理工藝參數(shù)牌號(hào)退火工藝淬火和回火工藝等溫退火淬火預(yù)熱淬火加熱淬火介質(zhì)回火制度回火后硬度hrc加熱溫度/保溫時(shí)間/h冷卻硬度hbs溫度/時(shí)間(s/mm)介質(zhì)溫度/時(shí)間(s/mm)w6mo5c

11、r4v28502爐冷至750，保溫4h，再爐冷至550，出爐空冷25585024中性鹽浴12001220615油560，3次，每次1h，空冷62123063124064115012002060注： 高強(qiáng)薄刃刀具淬火溫度 復(fù)雜刀具淬火溫度 簡(jiǎn)單刀具淬火溫度 冷作模具淬火溫度對(duì)于不同的產(chǎn)品，由于規(guī)格尺寸的不同，則各種的熱處理工藝參數(shù)略有不同。在預(yù)熱階段，車刀（規(guī)格8×8×63）和銑刀m2.25由于尺寸較小，選用一次預(yù)熱法預(yù)熱；銑刀m10、滾刀和車刀（規(guī)格19×19×150）由于尺寸較大，選用二次預(yù)熱法預(yù)熱。預(yù)熱的具體工藝參數(shù)見表2-4。滾刀和銑刀都是較復(fù)雜的

12、工件，淬火溫度選1230，車刀選1240。表2-4 各刀具采用的預(yù)熱工藝參數(shù)刀具預(yù)熱方法爐型加熱溫度/加熱時(shí)間/(s/mm)適用范圍車刀（8×8×63）、齒輪銑刀m2.25一次預(yù)熱法鹽浴爐85024適于形狀簡(jiǎn)單，截面較小的工件齒輪銑刀m10、滾刀、車刀（19×19×150）二次預(yù)熱法第一次預(yù)熱空氣爐550100適于形狀復(fù)雜或截面較大的工件鹽浴爐65040第二次預(yù)熱鹽浴爐85024在淬火工藝中，油淬適用于簡(jiǎn)單的刀具淬火，在油中冷卻至300400后空冷。對(duì)于形狀較復(fù)雜的刀具，為了減小刀具畸變和開裂的傾向，都采用分級(jí)淬火工藝。工業(yè)生產(chǎn)中幾乎80%的刀具都采用一

13、次分級(jí)淬火，將淬火加熱后的工件放入580620的中性鹽浴爐中，保持一段時(shí)間（相當(dāng)于淬火加熱時(shí)間），然后空冷至室溫。故本設(shè)計(jì)中車刀采用油淬，齒輪銑刀和滾刀采用一次分級(jí)淬火。2.2.3 各刀具工藝曲線各刀具工藝曲線如圖2-2所示。 a） 車刀8×8×63的熱處理工藝曲線 b） 車刀19×19×150的熱處理工藝曲線 c）滾刀和銑刀的熱處理工藝曲線 圖2-2 銑刀、滾刀和車刀的工藝曲線2.3 熱處理設(shè)備選擇2.3.1 預(yù)備熱處理設(shè)備的選擇 初步選用rx3-75-9型中溫箱式爐，爐膛尺寸為1800×900×550（單位：mm），最大裝料量12

14、00kg，查熱處理手冊(cè)第三版第三卷表3-5知道爐溫850時(shí)空爐升溫時(shí)間為3.5小時(shí)。裝料時(shí)，工件與電熱元件或工件與爐膛之間應(yīng)保持一定的距離，查熱處理爐附表22，rx3-75-9型中溫箱式爐的有效裝料體積為：v =1430×770×500=550550000 mm³爐冷速度一般為1020/h，此處取15/h則等溫退火各階段的時(shí)間：t升溫 =3h，t保溫=4+2h，t空冷=（750-550）/15=13.3h上下料時(shí)間t上下=0.5h則，退火總時(shí)間 t退火=3+4+2+13.3+0.5=22.8h 生產(chǎn)齒輪銑刀a） 生產(chǎn)m2.25規(guī)格的銑刀，由表2-2可知該銑刀的尺寸

15、，則該銑刀每一個(gè)所占的空間為：v =60×60×8.2=29520 mm³則，每爐可裝該銑刀的個(gè)數(shù)為：n =v/v =18650.0718650個(gè)則，裝料總重量為：m =0.1n =1865kg1200kg所以，n取12000時(shí)，m=1200kg1200kgrx3-75-9型中溫箱式爐的生產(chǎn)率為p =m/t退火=52.63kg/h則，該設(shè)備處理m2.25齒輪銑刀的年負(fù)荷時(shí)數(shù)為e1=q/p =87500/52.63=1662.55hb） 生產(chǎn)m10規(guī)格的銑刀，同理計(jì)算：v=120×120×31.0=446400mm³n=1233個(gè)m=1

16、.41n=1738.35kg1200kg當(dāng)n=851時(shí)， m=1199.91kg則，生產(chǎn)率為 p=52.62kg/he2=87500/52.62=1662.86h 滾刀 a）滾刀80×80 生產(chǎn)80×80規(guī)格的滾刀，滾刀每一個(gè)所占的空間為：v =80×80×80=512000 mm³則，每爐可裝該滾刀的個(gè)數(shù)為：n =v/v =1075.291075個(gè)則，裝料總重量為：m =0.85n =913.99kg1200kg所以，n取1075個(gè)rx3-75-9型中溫箱式爐的生產(chǎn)率為p =m/t退火=40.08kg/h則，該設(shè)備處理80×80滾刀

17、的年負(fù)荷時(shí)數(shù)為e1=q/p =87500/40.08=2183.13hb）滾刀115×115生產(chǎn)115×115規(guī)格的滾刀，滾刀每一個(gè)所占的空間為：v =115×115×115=1520875 mm³則，每爐可裝該滾刀的個(gè)數(shù)為：n =v/v =361.99362個(gè)則，裝料總重量為：m =3.1n =1122.2kg1200kg所以，n取362個(gè)rx3-75-9型中溫箱式爐的生產(chǎn)率為p =m/t退火=49.22kg/h則，該設(shè)備處理80×80滾刀的年負(fù)荷時(shí)數(shù)為e1=q/p =87500/49.22=1777.73h 生產(chǎn)車刀a） 車刀8&

18、#215;8×63 同上，計(jì)算各參數(shù)當(dāng)n=4286時(shí)，m=1199.8kgp=1199.8/22.8=52.62kg/he5=87500/52.62=1662.87hb） 車刀19×19×150當(dāng)n=1875時(shí)，m=1200kgp=1200/22.8=52.63kg/he5=87500/52.63=1662.55h綜上所述，rx3-75-9型中溫箱式爐用做等溫?zé)崽幚頎t適用于所有產(chǎn)品，則該設(shè)備的年負(fù)荷時(shí)數(shù)為e=e1+e2+e6=10611.69h設(shè)備數(shù)量為 c=e/f設(shè)=2.834，c=3設(shè)備負(fù)荷率為 k=c/c×100%=94.47%符合二班制設(shè)備負(fù)荷率

19、80%90%的要求。2.3.2 預(yù)熱處理設(shè)備的選擇預(yù)熱時(shí)，分一次預(yù)熱和二次預(yù)熱兩種工藝。各刀具采用的預(yù)熱工藝見表2-4。 一次預(yù)熱法初步選用rdm-35-13型埋入式高溫鹽浴爐，爐膛尺寸200×200×500（單位：mm），額定溫度1300，預(yù)熱溫度850。加熱系數(shù)為24s/mm。 a） 生產(chǎn)齒輪銑刀m2.25由于該刀具采用一次預(yù)熱法，在預(yù)熱中加熱時(shí)間為t加熱=24×8.2=196.8s查熱處理實(shí)用技術(shù)問答，保溫時(shí)間可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：=kd式中 保溫時(shí)間（min） 保溫時(shí)間系數(shù)（min/mm），查熱處理實(shí)用技術(shù)問答表3-4，本設(shè)計(jì)選取0.35 k工件裝爐方式修

20、正系數(shù)，根據(jù)熱處理實(shí)用技術(shù)問答表3-5選取1.0 d工件有效厚度（mm）則，m2.25的保溫時(shí)間為 保溫=0.35×1.0×8.2=2.87min= 172.2s所以，該刀具預(yù)熱工藝時(shí)間為t= t加熱+保溫= 369s該齒輪銑刀m2.25的裝料設(shè)計(jì):埋入式鹽浴爐爐膛尺寸的設(shè)計(jì)如圖2-3所示。工件距離熔鹽表面的距離一般不小于30mm，本設(shè)計(jì)a取30mm；工件距離爐膛內(nèi)壁的距離約為50mm，本設(shè)計(jì)b取50mm；熔鹽表面與爐膛口的距離約為50100mm，本設(shè)計(jì)c取50mm；電極下端距離爐膛底的距離一般為5070mm，本設(shè)計(jì)取50mm；電極高度65235mm，本爐型的電極高度e取1

21、13mm，則工件距離底部的距離大于163mm，本設(shè)計(jì)f取180mm。則，該鹽浴爐工作空間尺寸大約為100×100×240（單位：mm）。由于銑刀外徑d=60mm，則一橫排可以掛1個(gè)。銑刀有效厚度b=8.2mm，則一列排可以掛9個(gè)，所以工件間隙寬度l=36/8=4.5mm,符合零件間距要求。銑刀一縱排最多可以掛3個(gè)。3×60=180mm，則工件間隙l=60/2=30mm。及對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料的方式為1×9×3。所以，該銑刀的掛具可設(shè)計(jì)為橫掛3行，豎掛5列的形狀。綜上，rdm-35-13型鹽浴爐，一爐可以掛的銑刀m2.25的個(gè)數(shù)為n=1

22、5;9×3=27 個(gè) 則一爐裝料量 m=0.1n=2.7kg 生產(chǎn)率 p=m/t=（2.7/369）×3600=26.34kg/h 設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù) e=q/p=87500/26.34=3321.94h 設(shè)備數(shù)量 c=e/f設(shè)=3321.94/3744.96=0.887 c=1 臺(tái)設(shè)備負(fù)荷率 k=c/c×100%=88.7%符合二班制設(shè)備負(fù)荷率80%90%的要求。b）車刀8×8×63該車刀采用的是一次預(yù)熱法。計(jì)算該車刀預(yù)熱時(shí)間為 t= 360s選用rdm-35-13型埋入式高溫鹽浴爐。該鹽浴爐工作空間尺寸大約為100×100×

23、240（單位：mm）。裝料設(shè)計(jì)如下：對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為3×2×2 各方向工件之間的距離分別為l1= 33mm，l2= 42mm綜上，一次裝載個(gè)數(shù)為 n=12 一次裝料量為 m=0.28n= 3.36kg 生產(chǎn)率為 p=m/t= 33.6kg/h 設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù) e=q/p= 2604.17h 設(shè)備臺(tái)數(shù) c= 0.7011, c=1設(shè)備負(fù)荷率 k=70.11%符合二班制設(shè)備負(fù)荷率80%90%的要求。故，一次預(yù)熱法需用rdm-35-13型鹽浴爐2臺(tái)，分別處理這兩種刀具。 二次預(yù)熱法第一次預(yù)熱本次預(yù)熱初步選用rdm75-8型埋入式中溫鹽浴爐，爐膛尺寸為350×

24、450×665（單位：mm），額定溫度為850，工作空間尺寸為250×350×405（單位:mm）。由表2-4可知，預(yù)熱溫度為650，加熱時(shí)間是40s/mm。a）生產(chǎn)齒輪銑刀m10同上，計(jì)算銑刀的預(yù)熱時(shí)間為t= 651+ 1240= 1891s使用rdm35-8型鹽浴爐，裝料設(shè)計(jì)如下：對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為3×9×2工件之間的距離分別為 l1= 22.5mm ，l2=10mm,綜上，一次裝載個(gè)數(shù)為 n=54一次裝料量為 m=1.41n=76.14kg生產(chǎn)率為 p=m/t=40.11kg/h設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù) e1=q/p=2181.5hb）滾

25、刀80×80 計(jì)算該刀具的預(yù)熱時(shí)間為t=1680+ 3200= 4880s裝料設(shè)計(jì)如下： 對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為3×4×5工件之間的距離分別為 l1= 5mm ，l2= 10mm綜上，一次裝載個(gè)數(shù)為 n=60一次裝料量為 m=0.85n=51kg生產(chǎn)率為 p=m/t=37.62kg/h設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù) e2=q/p=2325.89hb） 滾刀115×115 計(jì)算該刀具的預(yù)熱時(shí)間為t=4600+2415=7015s裝料設(shè)計(jì)如下： 對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為2×3×4工件之間的距離分別為 l1= 5mm ，l2= 2.5mm綜上，一

26、次裝載個(gè)數(shù)為 n=24一次裝料量為 m=3.1n= 74.4kg生產(chǎn)率為 p=m/t= 38.18kg/h設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù) e3=q/p= 2291.77hc） 車刀19×19×150計(jì)算該刀具的預(yù)熱時(shí)間為t= 760 + 399 = 1159 s裝料設(shè)計(jì)如下： 對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為10×9×2工件之間的距離分別為 l1= 17.78m ，l2= 9.88mm綜上，一次裝載個(gè)數(shù)為 n=180一次裝料量為 m=0.64n= 115.2kg生產(chǎn)率為 p=m/t= 357.83kg/h設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù) e=q/p= 244.53h綜上所述，以上四種刀具都選

27、用rdm-75-8型鹽浴爐，則鹽浴爐處理各刀具所需年負(fù)荷時(shí)數(shù)的和為e=e1+e2+e3+e4= 7043.69h設(shè)備臺(tái)數(shù) c= 1.88， c=2設(shè)備負(fù)荷率 k=c/c×100%=94%符合二班制設(shè)備負(fù)荷率80%90%的要求。 二次預(yù)熱法第二次預(yù)熱a）生產(chǎn)齒輪銑刀m10該銑刀采用的是二次預(yù)熱法，該方法的第二次預(yù)熱溫度為850，加熱系數(shù)為24s/mm。該銑刀的有效厚度為29.2mm，則預(yù)熱中的加熱時(shí)間為t加熱=24×29.2= 700.8s保溫時(shí)間為 保溫=0.35×1.0×29.2=10.22min=613.2s預(yù)熱工藝總時(shí)間為 t= t加熱+保溫= 1

28、314s由于該銑刀的尺寸太大，rdm-35-13型埋入式高溫鹽浴爐已不適用，現(xiàn)選用rdm-90-13型埋入式高溫鹽浴爐（熱處理手冊(cè)第三版第三卷228頁），爐膛尺寸為450×350×700（單位：mm）。同理可估出該鹽浴爐工作空間尺寸大約為350×250×440（單位：mm）。裝料設(shè)計(jì)如下：a）銑刀外徑為d=115mm對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為3×2×10即，銑刀的排列方向與浴槽的寬平行。銑刀間的間隙為l=（440-10×31）/9=14.4mm綜上，rdm-90-13型鹽浴爐可以一次裝載銑刀的個(gè)數(shù)為n=60則一次裝料量為

29、m=1.41n=84.6kg生產(chǎn)率為 p=m/t=231.78kg/h設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù) e1=q/p=377.51hb) 滾刀80×80該滾刀采用二次預(yù)熱法，該方法第二次預(yù)熱的該方法的第二次預(yù)熱溫度為850，加熱系數(shù)為24s/mm。該滾刀的有效厚度為80mm，則預(yù)熱中的加熱時(shí)間為t加熱=24×80= 1920s保溫時(shí)間為 t保溫=0.35×1.0×80= 28min= 1680s預(yù)熱工藝總時(shí)間為t=t加熱+t保溫= 3600s同上，此刀具尺寸大，選用rdm-90-13型埋入式高溫鹽浴爐。裝料設(shè)計(jì)如下：對(duì)應(yīng)于工作空間尺寸，裝料方式為4×3×

30、;5則，滾刀之間的間距為l1=10mm，l2=5mm綜上，該滾刀的一次裝載個(gè)數(shù)為 n=60一次裝料量為 m=0.85n= 51kg生產(chǎn)率為 p=m/t= 51kg/h設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù) e2=q/p= 1715.68hc）滾刀115×115該滾刀采用的是二次預(yù)熱法，同理可計(jì)算出該刀具的第二次預(yù)熱時(shí)間為t=5175s同上，選用rdm-90-13型埋入式高溫鹽浴爐。裝料設(shè)計(jì)如下：對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為3×2×3工件之間的距離分別為l1=10mm，l2=2.5mm綜上，該錐柄鉆的裝載個(gè)數(shù)為 n=18一次裝料量為 m=3.1n= 55.8g生產(chǎn)率為 p=m/t= 38.

31、82kg/h設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù) e3=q/p= 2253.99hd）生產(chǎn)車刀19×19×150該車刀采用的是二次預(yù)熱法。計(jì)算該車刀預(yù)熱時(shí)間為 t= 456s+ 399s= 855s選用rdm-90-13型埋入式高溫鹽浴爐。裝料設(shè)計(jì)如下：對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為9×9×2工件之間的距離為 l1= 9.7mm，l2=17.8mm綜上，一次裝載個(gè)數(shù)為 n=162一次裝料量為 m=0.64n= 103.68kg生產(chǎn)率為 p=m/t= 436.5kg/h設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù) e4=87500/p= 200.7h綜上所述，使用rdm-90-13型埋入式高溫鹽浴爐處理以上刀

32、具的年負(fù)荷時(shí)數(shù)之和為e=e1+e2+e3+e4=4547.88h設(shè)備臺(tái)數(shù) c=1.297,c=2設(shè)備負(fù)荷率為 k=70.85%符合二班制設(shè)備負(fù)荷率80%90%的要求。2.3.3 淬火加熱設(shè)備的選擇高速鋼的淬火加熱在氯化鋇鹽浴中進(jìn)行,加熱前對(duì)鹽浴進(jìn)行脫氧,以防工件氧化和脫碳。高速鋼加熱時(shí)碳化物的溶解主要取決于加熱溫度，但是在一定的加熱溫度下，有一個(gè)最合適的加熱時(shí)間，超過這個(gè)時(shí)間，不但對(duì)提高鋼的硬度和熱硬性不起作用，反而會(huì)使鋼的晶粒長(zhǎng)大，力學(xué)性能下降，使沖擊韌度和強(qiáng)度都降低。在鹽浴爐中加熱時(shí)，各種高速鋼刀具的加熱系數(shù)一般為615s/mm。選取加熱系數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮刀具的不同、裝爐量、夾具等因素。一般大

33、型刀具選用小的加熱系數(shù)，小型刀具選用大的加熱系數(shù)；小型刀具裝爐量大時(shí)，由于碳化物的溶解需要一定的時(shí)間，因此，加熱時(shí)間最小不得小于45s。初步選用rdm-90-13型埋入式高溫鹽浴爐。a） 加熱齒輪銑刀m2.25 計(jì)算該刀具的加熱時(shí)間：由于該刀具的有效厚度只有8.2mm，則加熱系數(shù)取15s/mm，則t加熱=15×8.2=123s計(jì)算該刀具的保溫時(shí)間：t保溫=kd（=0.17min/mm，k=1.0）所以 t保溫=0.17×1.0×8.2=83.64s該刀具淬火加熱總共時(shí)間為t=123+83.64=206.64s裝料方式設(shè)計(jì)：由上文可知，該爐型的工作空間尺寸大約為35

34、0×250×440（單位：mm）。對(duì)應(yīng)該尺寸，裝料方式為20×5×5。一次裝載個(gè)數(shù)為 n=500 一次裝料量為 m=50kg生產(chǎn)率為 p=m/t=871.25kg/h設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù)為 e1=q/p=100.43hb） 加熱齒輪銑刀m10同上，計(jì)算該刀具的淬火加熱時(shí)間：該刀具有效厚度31mm，加熱系數(shù)取6s/mm。則t=186+316.2=502.2s裝料方式設(shè)計(jì)：對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為3×10×2一次裝載個(gè)數(shù)為 n=60一次裝料量為 m=76.14kg生產(chǎn)率為 p=545.81kg/h設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù)為 e2=160.31hc）

35、加熱滾刀80×80計(jì)算該刀具的加熱時(shí)間：取加熱系數(shù)為6s/mm。則t=1200s+816s=1296s裝料方式設(shè)計(jì)：對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為3×4×5一次裝載個(gè)數(shù)為 n=60一次裝料量為 m=0.85n= 51kg生產(chǎn)率為 p= 141.6kg/h設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù) e3= 617.94hd） 加熱滾刀115×115計(jì)算該刀具的淬火加熱時(shí)間：取加熱系數(shù)為6s/mm。則t=690+1173=1863s裝料方式設(shè)計(jì)：對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為2×3×3一次裝載個(gè)數(shù)為 n=18一次裝料量為 m= 55.8g生產(chǎn)率為 p= 107.82kg

36、/h設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù) e4= 811.54he） 加熱車刀8×8×63計(jì)算該刀具的淬火加熱時(shí)間：取加熱系數(shù)為15s/mm。則t= 120+ 81.6= 201.6s裝料方式設(shè)計(jì)：對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為15×11×3一次裝載個(gè)數(shù)為 n= 495一次裝料量為 m= 14.85生產(chǎn)率為 p= 265.18kg/h設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù) e5= 329.96hf） 加熱車刀19×19×150計(jì)算該刀具的淬火加熱時(shí)間：取加熱系數(shù)為6s/mm。則t= 114+ 193.8= 307.8s裝料方式設(shè)計(jì)：對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為8×6

37、15;1一次裝載個(gè)數(shù)為 n=48一次裝料量 m= 20.16kg生產(chǎn)率為 p= 235.79kg/h設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù) e6= 371.09h綜上所述，使用rdm-90-13型鹽浴爐處理各刀具的年負(fù)荷時(shí)數(shù)之和為e=e1+e2+e6= 2591.19設(shè)備臺(tái)數(shù) c=e/f設(shè)= 0.7446，c=1設(shè)備負(fù)荷率為 k=74.46%符合二班制設(shè)備負(fù)荷率80%90%的要求。2.3.4 淬火冷卻設(shè)備的選擇由于高速鋼的合金含量高，因此具有很好的淬透性。高速鋼淬火冷卻方法主要有油冷、分級(jí)淬火、等溫淬火三種，本設(shè)計(jì)主要采用油冷和分級(jí)淬火兩種。1 淬火油槽將加熱后的工件在油中冷卻至300400后，取出空冷。這種方法簡(jiǎn)單

38、易行，工件表面油跡燒盡后，可趁熱校直。但冷速塊，淬火應(yīng)力大，容易引起畸變和開裂；同時(shí)，油燃燒時(shí)產(chǎn)生煙霧，污染工作環(huán)境。此法只適用于形狀簡(jiǎn)單、尺寸較大的刀具淬火或單件的淬火。由于車刀形狀簡(jiǎn)單，故采用油冷淬火。淬火槽主要由槽體、攪動(dòng)裝置、控溫裝置組成。槽體選用35mm（小型槽）的鋼板焊成，周圍附以型鋼為加強(qiáng)肋，以提高其強(qiáng)度和剛性；底座由型鋼制成，便于安裝和運(yùn)輸。為保證工件淬入槽中或淬火介質(zhì)膨脹時(shí)，淬火介質(zhì)不致溢出槽外，以及便于介質(zhì)循環(huán)冷卻，一般在槽口邊緣外側(cè)設(shè)有溢流槽。鹽浴爐用的淬火槽多為立方體，槽的長(zhǎng)寬尺寸應(yīng)大于最大爐底長(zhǎng)寬尺寸，深度大于最長(zhǎng)垂直淬火零件的長(zhǎng)度。攪動(dòng)裝置選用螺旋槳攪動(dòng)?？販匮b置分

39、加熱裝置和冷卻裝置，加熱采用管狀加熱元件置于淬火槽內(nèi)將淬火介質(zhì)加熱；冷卻采用更換淬火介質(zhì)的方法。2分級(jí)淬火鹽浴爐分級(jí)溫度一般為580620。分級(jí)淬火可以大大減少畸變和開裂傾向。加熱后的工件經(jīng)分級(jí)停留后，工件表里溫度都降低到分級(jí)溫度，內(nèi)外溫差減小。隨后，從分級(jí)溫度在空氣中冷卻是，冷卻速度比較緩慢，沿工件截面產(chǎn)生馬氏體轉(zhuǎn)變的不同時(shí)性減小，因而可顯著減小組織應(yīng)力和熱應(yīng)力，從而減小畸變可開裂傾向。分級(jí)淬火可分為一次、二次或多次分級(jí)淬火。本設(shè)計(jì)采用一次分級(jí)淬火，將工件放入580620的中性鹽浴中，保持一段時(shí)間（相當(dāng)于淬火加熱時(shí)間），然后空冷至室溫。一次分級(jí)淬火用于一般刀具，操作簡(jiǎn)單，能保證質(zhì)量。初步選用

40、rdm-75-8型埋入式中溫鹽浴爐，額定溫度為850，爐膛尺寸為350×450×665(單位：mm)，則工作空間尺寸大約為250×350×405（單位：mm）。為了便于工人操作，減少不必要的麻煩，各刀具裝料方式仍然采用淬火加熱時(shí)對(duì)應(yīng)的的裝料方式。即除了溫度不同，其它所有分級(jí)淬火工藝跟淬火加熱相同。故，使用rdm-75-8型鹽浴爐處理各刀具的年負(fù)荷時(shí)數(shù)之和仍然為e=e1+e2+e6= 2591.4設(shè)備臺(tái)數(shù) c=e/f設(shè)= 0.7446，c=1設(shè)備負(fù)荷率為 k=74.46%符合二班制設(shè)備負(fù)荷率80%90%的要求。2.3.5 回火設(shè)備的選擇高速鋼的回火溫度一般

41、為550570，保溫時(shí)間通常為60min，回火次數(shù)不少于三次，每次回火冷卻都要冷至室溫。初步選用rj2-35-6型低溫井式電阻爐，額定溫度為650，爐膛尺寸為500（直徑）×650（高），最大一次裝料量250kg。設(shè)計(jì)一次裝爐量為160kg，則生產(chǎn)率為160kg/h。該井式爐用于處理所有刀具，故其年產(chǎn)量為525t。設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù)為 e=525000/160=3281.25h設(shè)備臺(tái)數(shù) c=1.762， c=2設(shè)備負(fù)荷率為 k=87.62%符合二班制設(shè)備負(fù)荷率80%90%的要求。熱處理車間設(shè)備計(jì)算表序號(hào)設(shè)備名稱工件名稱工序名稱設(shè)備生產(chǎn)率（kg/h）年生產(chǎn)量（kg）設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù)（h）設(shè)備

42、年時(shí)基數(shù)（h）設(shè)備數(shù)量設(shè)備負(fù)荷率（%）計(jì)算值采用值123熱處理車間設(shè)備明細(xì)表序號(hào)設(shè)備名稱編號(hào)規(guī)格型號(hào)用途數(shù)量外形尺寸重量（t）功率（kw）價(jià)格長(zhǎng)寬高每臺(tái)總重每臺(tái)總計(jì)12熱處理車間設(shè)備分類統(tǒng)計(jì)表序號(hào)設(shè)備種類設(shè)備數(shù)量（臺(tái)）熱處理爐高中頻2.3.6 熱處理車間輔助設(shè)備的選擇a）起重運(yùn)輸設(shè)備起重運(yùn)輸設(shè)備應(yīng)根據(jù)所起吊零件的最大起重量，并考慮到零件吊具、吊架、墊盤及各種裝料罐的重量，以及特殊設(shè)備的安裝、維修等需要而進(jìn)行選用。簡(jiǎn)單機(jī)械化熱處理車間，主要采用吊車起重運(yùn)輸，如橋式起重機(jī)、梁式起重機(jī)、單軌吊車（單軌氣動(dòng)或電動(dòng)葫蘆）。本設(shè)計(jì)車間屬簡(jiǎn)單機(jī)械化車間，且生產(chǎn)中小零件，故采用梁式起重機(jī)（起重5t），地面操作

43、。車間內(nèi)部運(yùn)輸可用手推車、電瓶車、電動(dòng)平車。對(duì)車間外運(yùn)輸采用電瓶車、汽車。b）清洗清理設(shè)備為清除零件淬油后油污垢，可采用清洗槽、室式清洗機(jī)或輸送帶式清洗機(jī)，選用堿性清洗液或合成洗滌劑。為清理零件表面的氧化皮等，可采用噴砂機(jī)、噴丸機(jī)、清理滾筒、軟砂輪機(jī)、風(fēng)動(dòng)砂輪機(jī)及酸洗槽等。如：可選用6gm-5m5r履帶式拋丸機(jī)。c）校直設(shè)備矯正零件淬火后的變形，可采用手動(dòng)螺旋壓床、油壓校直機(jī)或機(jī)械壓床進(jìn)行校直。d） 檢查設(shè)備為檢查工件淬火或調(diào)質(zhì)后的硬度，一般采用洛氏、肖氏、布氏硬度計(jì)。檢查大型零件，采用懸臂式或龍門式布氏硬度計(jì)、手提式布氏硬度計(jì)。為檢查零件表層裂紋，采用磁粉探傷儀、螢光探傷儀。為檢查零件內(nèi)部質(zhì)

44、量，采用超聲波探傷儀。e） 刀具焊接設(shè)備為切削工具焊接刀桿，用對(duì)焊機(jī)；鑲焊刀頭可用釬焊機(jī)或高頻焊接設(shè)備。f） 存放工夾具的裝置一般中小工具可用工具架；大型熱處理件的各式裝配吊具，應(yīng)專設(shè)吊掛具的支架及卸吊具的卸料坑。g）切取試樣設(shè)備為從零件上切取試樣，可采用各種鋸床或切割機(jī)。h）其他設(shè)備視車間的規(guī)模和工藝需要而定，有的車間專設(shè)快速試驗(yàn)室，配有日常生產(chǎn)需要的金相、化學(xué)分析、滲碳層檢查、煤氣、保護(hù)氣等分析試驗(yàn)設(shè)備；機(jī)修間配有一定的各式機(jī)械加工車床、氣焊、電焊及制造感應(yīng)器的鉗工設(shè)備；儀表修理間配有簡(jiǎn)單的儀表校正維修設(shè)備；維修組配有維護(hù)、修筑各種爐子、裝置的設(shè)備。第三章 車間建筑物3.1 熱處理車間的位

45、置根據(jù)工廠的生產(chǎn)性質(zhì)和特點(diǎn)的不同，熱處理車間可以單獨(dú)建筑廠房，也可以與工序相鄰的車間共用一幢廠房。本設(shè)計(jì)車間采用獨(dú)立的廠房建筑，與鍛工車間鄰近。熱處理車間如鍛工車間的位置關(guān)系如圖3-1所示。3.2 車間的要求熱處理車間在生產(chǎn)過程中散發(fā)出大量的熱、煙、蒸氣以及其它有害氣體。因此，對(duì)它有以下要求。一、 防火根據(jù)“關(guān)于建筑設(shè)計(jì)防火的原則規(guī)定”，熱處理建筑物耐火等級(jí)一般為二級(jí)，要求隔墻、墻、地面、頂棚等必須耐火。對(duì)改建廠的木結(jié)構(gòu)廠房用作熱處理車間時(shí)，應(yīng)根據(jù)防火要求作相應(yīng)的防火處理。二、通風(fēng)條件廠房要有足夠的高度，合理地開設(shè)天窗，使廠房有良好的自然通風(fēng)條件，保證散熱、逸出煙氣和有害氣體，確保廠房?jī)?nèi)的衛(wèi)生

46、和溫度。三、采光和消防廠房的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造應(yīng)注意防火，故廠房至少有一側(cè)靠外墻，墻上對(duì)外開有大門，以便運(yùn)輸和防火。還應(yīng)保證有良好的采光條件。3.3 熱處理車間面積指標(biāo)3.3.1車間面積的組成熱處理車間面積大小決定于生產(chǎn)規(guī)模（生產(chǎn)任務(wù)的大?。?、各種設(shè)備的型號(hào)及其數(shù)量、工藝操作的需要等因素。根據(jù)用途，將熱處理車間所占用的面積劃分為三類：生產(chǎn)面積、輔助面積和生活面積。一、生產(chǎn)面積是指進(jìn)行各主要工序，輔助工序及與主要、輔助工序有關(guān)的操作所占用的面積。如退火、正火、淬火及回火、滲碳、氮化和感應(yīng)加熱小組中的爐子、加熱裝置及淬火槽（淬火機(jī)床）等。本身所占用的面積，操作所需的面積及工人在操作時(shí)所需通路的面積等，均屬

47、于生產(chǎn)面積。此外，與車間隔開的感應(yīng)加熱裝置、噴砂（丸）、酸洗等室所占的面積也屬于生產(chǎn)面積。校直、檢查等工序的工作地也屬于生產(chǎn)面積（檢查也有放在輔助面積內(nèi)的）。二、輔助面積輔助面積是指安設(shè)為生產(chǎn)服務(wù)的、不直接參與主要和輔助工序的機(jī)構(gòu)所占的面積。其大小一般約占生產(chǎn)面積的30%50%。輔助面積包括車間配電室、控制氣體發(fā)生站、煤氣發(fā)生站、油冷卻裝置（有時(shí)也可認(rèn)為是主要設(shè)備）、修配室、儀表室、通風(fēng)室、車間倉庫、中間倉庫、輔助材料庫及車間總車道等所占的面積三、生活面積生活面積主要是設(shè)置一些與生活有關(guān)的處、所所占的面積。如辦公室、會(huì)議室、更衣室、淋浴室、廁所等。為充分發(fā)揮工業(yè)建筑在生產(chǎn)上的作用、減少投資、不

48、妨害生產(chǎn)起見，一般生活面積的位置設(shè)在車間外部較為合理，多半布置在車間外部的兩側(cè)或兩端。但照顧到男女工人或工作人員的使用方便，又不能影響車間的將來發(fā)展。具體布置由土建考慮。熱處理車間面積除上述三部分外，設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮到所設(shè)計(jì)的熱處理車間的發(fā)展遠(yuǎn)景，在生產(chǎn)面積中應(yīng)留有備用面積。3.3.2 車間面積指標(biāo)a）半成品、成品熱處理車間每平方米總面積生產(chǎn)指標(biāo)見表3-1。表3-1 半成品、成品熱處理車間每平方米總面積生產(chǎn)指標(biāo)序號(hào)車間類型規(guī)模指標(biāo)（t/）1成品、半成品熱處理小型1.52.02中型1.82.53大型2.53.0本設(shè)計(jì)熱處理車間屬大型規(guī)模，生產(chǎn)指標(biāo)取2.0，則該車間的總面積為s=720/2.0=360b）車間總面積劃分指標(biāo)見表3-2。表3-2 車間總面積劃分指標(biāo)序號(hào)面積劃分百分比（%）1生產(chǎn)面積占總面積70802輔助面積占總面積10153主要通道占總面積1015本設(shè)計(jì)車間主要通道面積占總面積15%（54），輔助面積占總面積15%（54），生產(chǎn)面積占70%（252）。c）熱處理設(shè)備占地單位車間面積處理量，小型淬火爐（間隙式）處理量取1.0t/（·月）,小型回火爐（間隙式）處理量取2.0t/（·月）。d）成品