年產(chǎn)1000t熱處理車(chē)間--課程設(shè)計(jì).doc

一、車(chē)間的任務(wù)和工作制度1.1 車(chē)間生產(chǎn)任務(wù) 本次設(shè)計(jì)熱處理車(chē)間的生產(chǎn)任務(wù)是年產(chǎn)1000t，生產(chǎn)三類(lèi)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(jiàn)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。 本熱處理車(chē)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)30噸，故熱處理車(chē)間的實(shí)際生產(chǎn)任務(wù)為970噸/年。則六種刀具各自的年產(chǎn)量為161.7噸，見(jiàn)表1-1表1-1序號(hào)品種規(guī)格單重(kg)熱處理件重量 1齒輪銑刀M101.41161.7tM5.50.53 2車(chē)刀A100.002A120.004 3錐柄鉆11.8X850.10514.1X1920.3251.2 車(chē)間的工作制度及年時(shí)基數(shù) 1.2.1 工作制度 熱處理車(chē)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。 1.2.2 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(chē)間設(shè)計(jì)的公式計(jì)算，公式如下：F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(wú)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5%。 計(jì)算F設(shè)的值，F(xiàn)設(shè) =24928（1-5%）=3744.963783（h）1.2.3 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(xiàn)人 =2498（14%）=1912.321912（h）二、工藝分析和設(shè)備選擇2.1 材料選擇及刀具規(guī)格 2.1.1 材料的選擇 本設(shè)計(jì)車(chē)間的生產(chǎn)產(chǎn)品為齒輪銑刀、錐柄鉆、車(chē)刀。查查熱處理工藝規(guī)范數(shù)據(jù)手冊(cè)P94及熱處理工藝設(shè)計(jì)與選擇P194，可知三種刀具宜用高速鋼類(lèi)，最終材料的選擇是車(chē)刀選用w6mo5cr4v2，錐柄鉆選用w9mo3cr4v，齒輪銑刀選用w18cr4v。2.1.2 刀具規(guī)格尺寸 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(guò)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)，各刀具的尺寸數(shù)據(jù)如下： 表2-1品種規(guī)格DdB齒輪銑刀M101203231.0M5.5953217.3 表2-2品種規(guī)格尺寸車(chē)刀A1010 x6x4A1212x8x5 表2-3品種規(guī)格錐柄鉆11.88514.11922.2 工藝設(shè)計(jì) 2.2.1 工藝路線(xiàn) 高速鋼的熱處理一般工藝路線(xiàn)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) 查熱處理工藝與實(shí)踐P116-119，得三種材料工藝參數(shù)如下：表2-4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)回火制度備注加熱溫度/C保溫時(shí)間/h冷卻溫度/C時(shí)間（s/mm)介質(zhì)溫度C時(shí)間（s/mmW6Mo5Cr4V28502爐冷至750，保溫4h，再爐冷至550，出爐空冷85024中性鹽浴1200 12201215油560，3次，每次1h，空冷薄刃刀具1230復(fù)雜刀具1240簡(jiǎn)單刀具1150120020冷拉模具W18cr4v8702爐冷至750，保溫4h，再爐冷至550，出爐空冷85024126012801215560，3次，每次1h，空冷薄刃、復(fù)雜刀具128013001215簡(jiǎn)單刀具120012401520冷作模具W9mo3cr4v8502爐冷至750，保溫4h，再爐冷至550，出爐空冷85024121012501215560，3次，每次1h，空冷 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(chē)刀由于尺寸較小，選用一次預(yù)熱法預(yù)熱；銑刀及錐柄鉆由于尺寸較大，形狀復(fù)雜選用二次預(yù)熱法預(yù)熱。預(yù)熱的具體工藝參數(shù)下表。錐柄鉆淬火溫度選1250，車(chē)刀選1240，齒輪銑刀選1270。加熱時(shí)間都選擇12s/mm。表2-5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(chē)刀一次預(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、錐柄鉆二次預(yù)熱法第一次預(yù)熱65040適于形狀復(fù)雜或截面較大的工件第二次預(yù)熱 85024 在淬火工藝中，車(chē)刀形狀簡(jiǎn)單，直接使用油淬，即在油中冷卻至350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(kāi)裂的傾向，都采用分級(jí)淬火工藝。齒輪銑刀和錐柄鉆都采用一次分級(jí)淬火，將淬火加熱后的工件放入620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。2.2.3 各刀具工藝曲線(xiàn) 各刀具工藝曲線(xiàn)如圖所示(1)車(chē)刀工藝曲線(xiàn)（2）錐柄鉆工藝曲線(xiàn)（3）齒輪銑刀工藝曲線(xiàn)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 由熱處理設(shè)備可知工件退火一般選用箱式爐。本設(shè)計(jì)等溫退火溫度為850，故選用中溫箱式爐。查熱處理設(shè)備P67，初步選用RX3-75-9型中溫箱式爐，爐膛尺寸為1800900550（單位：mm），最大裝料量1200kg，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 =1430770500=550550000 mm 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 =3.5h，t保溫=4+2=6h；t隨爐冷=（750-550）/15=13.3h ；上下料時(shí)間t上下=0.5h ；退火總時(shí)間 t退火=3+4+2+13.3+0.5=23.3h (1)生產(chǎn)齒輪銑刀（a)生產(chǎn)M10規(guī)格的銑刀，由表2-1可知該銑刀的尺寸，則該銑刀每一個(gè)所占的空間為： v=12012031.0=446400mm n=V/v1233個(gè) M=1.41n=1738.35kg1200kg 當(dāng)n=851時(shí)M=1199.91kg1200kg 生產(chǎn)率為P=M/t退火=52.62kg/h E1=161700/52.62=3140.41h（b) 生產(chǎn)M5.5規(guī)格的銑刀，由表2-1可知該銑刀的尺寸，則該銑刀每一個(gè)所占的空間為： v=959517.3=156132.5mm 則，每爐可裝該銑刀的個(gè)數(shù)為：n=V/v3526個(gè) 裝料總重量為：M=0.1n=1868.78kg1200kg 所以，n取2264時(shí)，M=1199.92kg1200kg 生產(chǎn)率為P=M/t退火=51.49kg/h 年負(fù)荷時(shí)數(shù) E2=Q/P=3140.41h(2)生產(chǎn)車(chē)刀 (a)A10車(chē)刀 1064 同上，計(jì)算各參數(shù) v=240 mm 當(dāng)n=600000時(shí)，M=1200kg P=51.50kg/h E3=3139.81h (b)車(chē)刀A12 1285 v=480 mm 當(dāng)n=300000時(shí)，M=1200kg P=51.50kg/h E4=3139.81h (3) 生產(chǎn)錐柄鉆(a)生產(chǎn)11.885規(guī)格的錐柄鉆 錐柄鉆每一個(gè)所占的空間為： v =11.811.885=11835.4 mm 則，每爐可裝的個(gè)數(shù)為：n=V/v45617個(gè) 則，裝料總重量為：M=0.105n=4884.291200kg 可取n=11428 M=1199.94kg 生產(chǎn)率為P=M/t退火=51.5kg/h 年負(fù)荷時(shí)數(shù)為： E5=Q/P=3139.81h (b)滾刀14.1X192滾刀每一個(gè)所占的空間為： v=38171.5mm 每爐可裝的個(gè)數(shù)為：n=V/v14423個(gè) 裝料總重量為：M=0.325n=4687.47kg1200kg 所以n=3692時(shí) M=1199.9kg 生產(chǎn)率為P=51.5kg/h 年負(fù)荷時(shí)數(shù)為 E6=Q/P =3139.81h 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+E3+E4+E5+E6=18839.47h;設(shè)備數(shù)量為 C=E/F設(shè)=4.98，C=6 ;設(shè)備負(fù)荷率為 K=C/C100%=83% 符合二班制設(shè)備負(fù)荷率80%90%的要求的要求。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(jiàn)表2-5 一次預(yù)熱法 由熱處理手冊(cè)第四版第三冊(cè)P237243初步選用RDM-45-13型埋入式高溫鹽浴爐，爐膛尺寸350300700（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)車(chē)刀A10 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=244=96s查熱處理工藝參數(shù)手冊(cè)P21，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），查熱處理工藝參數(shù)手冊(cè)表1-18， 本設(shè)計(jì)選取0.35 K工件裝爐方式修正系數(shù)，通常取1.01.5本設(shè)計(jì)選取1.0 D工件有效厚度（mm） 則A10的保溫時(shí)間為 =0.351.04=1.4min= 84s 所以，該刀具預(yù)熱工藝時(shí)間為 t= t加熱+=180s 車(chē)刀A10的裝料設(shè)計(jì)埋入式鹽浴爐爐膛尺寸的設(shè)計(jì)如下圖 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d一般為5070mm，本設(shè)計(jì)取50mm；電極高度由爐型而定，本爐型的電極高度e取113mm，則工件距離 底部的距離大于163mm，本設(shè)計(jì)f取200mm。則，該鹽浴爐工作空間尺寸大約為250200500（單位：mm）車(chē)刀A10的尺寸為10X6X4，則裝料方式可設(shè)計(jì)為橫排10個(gè)，縱排15個(gè)，列排20個(gè)，即裝料的方式為10 x15x20。綜上，RDM-35-13型鹽浴爐，一爐可以放置的車(chē)刀A10的個(gè)數(shù)為 n=101520=3000個(gè) 則一爐裝料量 M=0.002n=6kg 生產(chǎn)率 P=M/t=（6/180）3600=120kg/h 設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù) E1=Q/P=161700/120=1347.5h (b)車(chē)刀A12 該車(chē)刀采用的是一次預(yù)熱法。 選用RDM-45-13型埋入式高溫鹽浴爐。該鹽浴爐工作空間尺寸大約為250200500（單位：mm）。 計(jì)算該車(chē)刀預(yù)熱時(shí)間為 t= 225s裝料設(shè)計(jì)如下： 對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為10 x10 x15 綜上，一次裝載個(gè)數(shù)為n=1500個(gè) 一次裝料量為 M=0.004n= 6kg 生產(chǎn)率為 P=M/t=96kg/h 設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù)E2=Q/P=1684.38 h E=E1+E2=3031.88h 設(shè)備數(shù)量 C=E/F設(shè)=3031.88/3783=0.801 C=1 臺(tái) 設(shè)備負(fù)荷率 K=C/C100%=80.1% 二次預(yù)熱法第一次預(yù)熱 本次預(yù)熱初步選用RDM-70-8型埋入式中溫鹽浴爐，爐膛尺寸為450350700（單位：mm），額定溫度為850，工作空間尺寸為350250500（單位:mm）。由表2-5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= 1891s 裝料設(shè)計(jì)如下： 對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為2213 綜上，一次裝載個(gè)數(shù)為n=52 一次裝料量為M=1.41n=73.32kg 生產(chǎn)率為P=M/t=139.58kg/h 設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù)E1=Q/P=1158.48h(b)生產(chǎn)齒輪銑刀M5.5計(jì)算該刀具的預(yù)熱時(shí)間為 t=1055.3s 對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為3215 綜上，一次裝載個(gè)數(shù)為 n=90 一次裝料量為 M=0.53n=47.7kg 生產(chǎn)率為P=M/t=162.72kg/h 設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù)E2=Q/P=993.73h(c)錐柄鉆11.885 計(jì)算該刀具的預(yù)熱時(shí)間為 t=719.8s 對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為31530 綜上，一次裝載個(gè)數(shù)為n=1350 一次裝料量為 M=0.105n=141.75kg 生產(chǎn)率為P=M/t= 708kg/h 設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù)E3=Q/P=228.39h(d)錐柄鉆14.1192 計(jì)算該刀具的預(yù)熱時(shí)間為 t= 860.1 s 對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為15x10 x2綜上，一次裝載個(gè)數(shù)為n=300 一次裝料量為 M=0.325n= 97.5kg 生產(chǎn)率為P=M/t=408kg/h 設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù)E=Q/P=396.32h 綜上所述，以上四種刀具都選用RDM-70-8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=2776.92h 設(shè)備臺(tái)數(shù)C= 0.734， C=1 設(shè)備負(fù)荷率 K=C/C100%=73.4% 。第二次預(yù)熱 初步選用RDM-45-13型埋入式高溫鹽浴爐，爐膛尺寸為350300700（單位：mm），額定溫度為1300，工作空間尺寸為250200500（單位:mm）。由表2-5可知，預(yù)熱溫度為850，加熱時(shí)間是24s/mm。（a）生產(chǎn)齒輪銑刀M10 預(yù)熱工藝總時(shí)間為 t= 1395s對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為串掛253 鹽浴爐可以一次裝載銑刀的個(gè)數(shù)為 n=30 則一次裝料量為M=1.41n=34.2kg 生產(chǎn)率為P=M/t=88.26kg/h 設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù)E1=Q/P=1832.09h（b）生產(chǎn)齒輪銑刀M5.5 同理可計(jì)算出該刀具的第二次預(yù)熱時(shí)間為t=778.5s 對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為串掛284裝載個(gè)數(shù)為n=64一次裝料量為M=0.53n= 33.92kg 生產(chǎn)率為 P=M/t= 156.86kg/h設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù)E2=Q/P=1030.86h（c）生產(chǎn)錐柄鉆11.885 預(yù)熱工藝總時(shí)間為 t=531s 對(duì)應(yīng)于工作空間尺寸，裝料方式為豎放15104 綜上，一次裝載個(gè)數(shù)為 n=600 一次裝料量為M=0.105n= 63kg 生產(chǎn)率為P=M/t= 427.12kg/h 設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù)E3=Q/P= 378.58h（d）生產(chǎn)錐柄鉆14.1192 預(yù)熱時(shí)間為t= 634.5s 對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為1292 一次裝載個(gè)數(shù)為 n=216 一次裝料量為M=0.325n= 70.2kg 生產(chǎn)率為P=M/t=398.3kg/h 設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù)E4=Q/P= 405.98h綜上所述，現(xiàn)選用RDM-45-13型埋入式高溫高溫鹽浴爐處理以上刀具的年負(fù)荷時(shí)數(shù)之和為 E=E1+E2+E3+E4=3647.51h 設(shè)備臺(tái)數(shù) C=0.964,C=1設(shè)備負(fù)荷率為 K=96.4%，符合要求。2.3.3 淬火加熱設(shè)備的選擇 淬火設(shè)備初步選用RDM-90-13型埋入式高溫鹽浴爐，爐膛尺寸為450350700（單位：mm），額定溫度為1300，工作空間尺寸為350250500（單位:mm）。加熱時(shí)間取12s/mm。（a）車(chē)刀A10t加熱=48s查熱處理工藝參數(shù)手冊(cè)P21，保溫時(shí)間可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： =KD 其中查表1-18取0.17，以下相同 =（0.17x1.0 x4）x60=40.8s則預(yù)熱總時(shí)間t=48+40.8=88.8s對(duì)應(yīng)于工作空間尺寸，裝料方式為172030一次裝載個(gè)數(shù)為 n=10200則一爐裝料量 M=0.002n=20.4kg 生產(chǎn)率 P=M/t=827.03kg/h設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù) E1=Q/P=195.52h （b）車(chē)刀A12 t=111s對(duì)應(yīng)于工作空間尺寸，裝料方式為151525一次裝載個(gè)數(shù)為n=5625個(gè)則一爐裝料量 M= 0.004n=22.5kg生產(chǎn)率 P=M/t=729.73kg/h設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù) E2=Q/P=221.58h（c）齒輪銑刀M10 t=688.2s 對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為串掛233一次裝載個(gè)數(shù)為n=18 一次裝料量為M=1.41n= 25.38kg 生產(chǎn)率為P=132.77kg/h 設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù)E3= 1217.94h（d）齒輪銑刀M5.5 t=384.06s 對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為串掛3102 一次裝載個(gè)數(shù)為n=60一次裝料量為M=0.53n= 31.8kg 生產(chǎn)率為P=298.08kg/h 設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù)E4= 542.48h（e）錐柄鉆11.885t=261.96s 對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為豎放10 x10 x5 一次裝載個(gè)數(shù)為n=500 一次裝料量為M=0.105n=52.5kg 生產(chǎn)率為P=721.49kg/h 設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù)E5= 224.12h（f）錐柄鉆14.1192 t=313.02s 對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為豎放7x10 x2 一次裝載個(gè)數(shù)為n=140 一次裝料量為M=0.325n=45.5kg 生產(chǎn)率為P=523.29kg/h 設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù)E6= 309h年負(fù)荷時(shí)數(shù)之和為 E=E1+E2+E3+E4+E5+E6=2710.64h設(shè)備臺(tái)數(shù) C=0.717 C=1設(shè)備負(fù)荷率為 K=71.7%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(kāi)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(chē)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?chē)揭孕弯摓榧訌?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.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(kāi)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(kāi)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。 選用RDM-35-6型埋入式低溫溫鹽浴爐，額定溫度為680，爐膛尺寸為350450665(單位：mm)，則工作空間尺寸大約為350300600（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-35-6型鹽浴爐處理各刀具的年負(fù)荷時(shí)數(shù)之和仍然E=E1+E2+E3+E4+E5+E6=2710.64h設(shè)備臺(tái)數(shù) C=0.717 C=1設(shè)備負(fù)荷率為 K=71.7%2.3.5回火設(shè)備的選擇 高速鋼的回火溫度一般為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。 選用RJ2-55-6型低溫井式電阻爐 額定溫度為650，外形尺寸1967X1470X2485爐膛尺寸為700（直徑）900（高），最大一次裝料量750kg。設(shè)計(jì)一次裝爐量為300kg，則生產(chǎn)率為300kg/h。該井式爐用于處理所有刀具，故其年產(chǎn)量為970t。 設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù)為E=970000/300=3233.3h 設(shè)備臺(tái)數(shù)C=0.855 C=1 設(shè)備負(fù)荷率為K=85.5%全部所要的爐子等溫退火的爐子:RX3-75-9型中溫箱式爐X6預(yù)熱爐:一次預(yù)熱法RDM-45-13型埋入式高溫鹽浴爐X1二次預(yù)熱法第一次預(yù)熱：RDM-70-8型埋入式鹽浴爐X1第二次預(yù)熱：RDM-45-13型埋入式中溫鹽浴爐X1淬火爐：RDM-90-13型高溫鹽浴爐X1分級(jí)淬火鹽浴爐：RDM-35-6型埋入式低溫溫鹽浴爐X1回火爐:RJ2-5-6型低溫井式電阻爐X12.3.6 熱處理車(chē)間輔助設(shè)備的選擇 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(pán)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(chē)間，主要采用吊車(chē)起重運(yùn)輸，如橋式起重機(jī)、梁式起重機(jī)、單軌吊車(chē)（單軌氣動(dòng)或電動(dòng)葫蘆）。本設(shè)計(jì)車(chē)間屬簡(jiǎn)單機(jī)械化車(chē)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。 車(chē)間內(nèi)部運(yùn)輸可用手推車(chē)、電瓶車(chē)、電動(dòng)平車(chē)。對(duì)車(chē)間外運(yùn)輸采用電瓶車(chē)、汽車(chē)。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)。 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(mén)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)量，采用超聲波探傷儀。 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。 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(zhuān)設(shè)吊掛具的支架及卸吊具的卸料坑。 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)。 其他設(shè)備 視車(chē)間的規(guī)模和工藝需要而定，有的車(chē)間專(zhuān)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(chē)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。三、車(chē)間建筑物 3.1 熱處理車(chē)間的位置 根據(jù)工廠(chǎng)的生產(chǎn)性質(zhì)和特點(diǎn)的不同，熱處理車(chē)間可以單獨(dú)建筑廠(chǎng)房，也可以與工序相鄰的車(chē)間共用一幢廠(chǎng)房。 本設(shè)計(jì)車(chē)間采用獨(dú)立的廠(chǎng)房建筑，與鍛工車(chē)間鄰近。熱處理車(chē)間如鍛工車(chē)間的位置關(guān)系如圖3-1所示。3.2 車(chē)間的要求 熱處理車(chē)間在生產(chǎn)過(guò)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。 1、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(chǎng)的木結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房用作熱處理車(chē)間時(shí)，應(yīng)根據(jù)防火要求作相應(yīng)的防火處理。 2、通風(fēng)條件 廠(chǎng)房要有足夠的高度，合理地開(kāi)設(shè)天窗，使廠(chǎng)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(chǎng)房?jī)?nèi)的衛(wèi)生和溫度。 3、采光和消防 廠(chǎng)房的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造應(yīng)注意防火，故廠(chǎng)房至少有一側(cè)靠外墻，墻上對(duì)外開(kāi)有大門(mén)，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(chē)間面積指標(biāo) 3.3.1車(chē)間面積的組成 熱處理車(chē)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(chē)間所占用的面積劃分為三類(lèi)：生產(chǎn)面積、輔助面積和生活面積。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，均屬于生產(chǎn)面積。 此外，與車(chē)間隔開(kāi)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）。 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(chē)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(chē)間倉(cāng)庫(kù)、中間倉(cāng)庫(kù)、輔助材料庫(kù)及車(chē)間總車(chē)道等所占的面積 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、不妨害生產(chǎn)起見(jiàn)，一般生活面積的位置設(shè)在車(chē)間外部較為合理，多半布置在車(chē)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(chē)間的將來(lái)發(fā)展。具體布置由土建考慮。 熱處理車(chē)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(chē)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(chē)間面積指標(biāo) 半成品、成品熱處理車(chē)間每平方米總面積生產(chǎn)指標(biāo)見(jiàn)表3-1。 表3-1 半成品、成品熱處理車(chē)間每平方米總面積生產(chǎn)指標(biāo)序號(hào)車(chē)間類(lèi)型規(guī)模指標(biāo)1半成品熱處理 小 中 大1.5-2.01.8-2.52.5-3.02綜合性熱處理 小 中 大0.8-1.21.0-1.21.7-2.13標(biāo)準(zhǔn)件熱處理 小 中 大3.0-4.04齒輪熱處理 小 中 大1.0-2.0序號(hào)年生產(chǎn)綱領(lǐng)(t)指標(biāo)t/m21 300以下0.5-0.62 300-5000.7-0.83 500-10001.0-1.2設(shè)計(jì)熱處理車(chē)間屬大型規(guī)模，生產(chǎn)指標(biāo)取1.2，則該車(chē)間的生產(chǎn)面積為 S1=970/1.2=808.3 ，取810輔助面積計(jì)算機(jī)修站 50電工、鉗工、管道值班室 25金相檢驗(yàn)室 20化學(xué)檢驗(yàn)室 20取樣室 20儀表室 20輔助總面積s2=155 成品倉(cāng)庫(kù)面積，成品倉(cāng)庫(kù)面積可根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)下式計(jì)算 A=qd/H 式中 A倉(cāng)庫(kù)面積（） d零件存放天數(shù)，成品熱處理車(chē)間為35天，取5天 q生產(chǎn)任務(wù)（t/天），3.90t/天 H每倉(cāng)庫(kù)面積荷重，對(duì)成品件為0.81t，取0.9t。 則，成品倉(cāng)庫(kù)面積為 A=21.67 為了為了夠用取25則車(chē)間總面積S=S1+S2+A=9903.4 車(chē)間建筑物的要求 由于熱處理車(chē)間生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品特點(diǎn)、工藝特點(diǎn)、操作特點(diǎn)、設(shè)備及組織生產(chǎn)的特點(diǎn)、熱處理車(chē)間與相鄰車(chē)間的關(guān)系等因素不同，車(chē)間在生產(chǎn)過(guò)程中散發(fā)的熱量、有害氣體的影響不同和需要采暖、通風(fēng)、照明等情況的差別，所以對(duì)廠(chǎng)房建筑的要求也不盡相同。一般來(lái)說(shuō)，熱處理車(chē)間廠(chǎng)房多為長(zhǎng)方形，用單跨、雙跨平行單層建筑。原則上應(yīng)減少占地面積、減少外墻面積、減少柱基，以利于節(jié)約。車(chē)間平面尺寸以支柱軸線(xiàn)為基準(zhǔn)，兩行柱子之間的距離稱(chēng)為跨度，一行中兩相鄰柱子之間的距離稱(chēng)柱距，每一個(gè)跨度范圍稱(chēng)為開(kāi)間。 車(chē)間高度常以車(chē)間地面為基準(zhǔn)，通常所稱(chēng)車(chē)間高度為自地面至房架下弦的距離。吊車(chē)高度為地面至吊車(chē)軌面的距離 熱處理車(chē)間廠(chǎng)房的主要組成部分為：柱子、外墻、基礎(chǔ)、隔墻、地坪、門(mén)窗、梁架、天窗、房頂及地下室、地道、地溝等。不同規(guī)模的熱處理車(chē)間跨度和柱距本設(shè)計(jì)車(chē)間跨度取24米，柱距取6米則車(chē)間的長(zhǎng)寬尺寸為24X41.25m。 廠(chǎng)房高度決定于熱處理設(shè)備及垂直起吊最大零件的長(zhǎng)度。裝有井式爐的車(chē)間高度，決定于井式爐平臺(tái)標(biāo)高、最長(zhǎng)零件長(zhǎng)度、吊具長(zhǎng)度、吊車(chē)有關(guān)尺寸等。自地面到車(chē)間吊車(chē)軌頂高的距離，可以用下面公式估算。 H=A+B+L+E+C 式中 H廠(chǎng)房吊車(chē)軌頂高度 A井式爐突出地面的高度 B吊運(yùn)的最長(zhǎng)件離A得距離，一般不小于400500mm L最長(zhǎng)件的長(zhǎng)度（包括試樣和吊頭的長(zhǎng)度） E吊具的長(zhǎng)度 C吊鉤中心與吊車(chē)軌面的最小極限距離（可從有關(guān)起重運(yùn)輸 設(shè)備查得） 一般情況下，沒(méi)有吊車(chē)的成批生產(chǎn)的熱處理車(chē)間的下弦高度為89m 廠(chǎng)房一般人行出口寬1.2m、1.5m或1.8m，高2.4m，主要物流出入口應(yīng)根據(jù)所通過(guò)的車(chē)輛種類(lèi)以及所需進(jìn)入設(shè)備的需要確定四、熱處理車(chē)間平面布置； 4.1 設(shè)備布置間距 爐子后端距墻柱的距離,一般箱式爐取12m；爐子之間的距離，小型爐0.81.2m；中型爐1.21.5m，大型爐1.52.0m，間隙式爐組成的生產(chǎn)線(xiàn)0.50.8m，連續(xù)爐3.04.0m；井式爐間的距離，小型爐0.81.2m，中型爐1.21.5m，大型爐2.54m。井式爐爐口距地面的距離，滲碳爐0.3m，正火、回火爐0.70.9m。爐子安裝的高度，即爐口平面到地平的距離，工人操作時(shí)，一般為0.850.9m五、熱處理車(chē)間的生產(chǎn)組織與人員 5.1生產(chǎn)組織 為適應(yīng)熱處理生產(chǎn)管理與調(diào)度方便，除一些規(guī)模較小的工段、小組和流水線(xiàn)上的熱處理部分，如鑄、鍛車(chē)間小型毛坯熱處理工段，機(jī)械加工生產(chǎn)線(xiàn)上的感應(yīng)加熱淬火部分，可分屬各有關(guān)車(chē)間外，熱處理通常宜作為獨(dú)立的車(chē)間，以利生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展、產(chǎn)品質(zhì)量的提高和進(jìn)行成本核算. 5.2基本工作人員 在規(guī)劃設(shè)計(jì)中，基本工人數(shù)量的確定是按指標(biāo)進(jìn)行估算，每一基本工人的產(chǎn)量參考指標(biāo)如下表格.在初步設(shè)計(jì)階段則要根據(jù)加熱設(shè)備及其他生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際定員數(shù)和負(fù)荷率計(jì)算確定： 基本工人數(shù)=計(jì)算設(shè)備的年負(fù)荷時(shí)數(shù)*設(shè)備定員數(shù)/工人年時(shí)基數(shù). 設(shè)備定員數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要，盡量考慮多機(jī)臺(tái)管理，減少設(shè)備定員，使工人滿(mǎn)負(fù)荷工作，提高勞動(dòng)成產(chǎn)率. 序號(hào)設(shè)備類(lèi)型熱處理工序每臺(tái)設(shè)備所需人數(shù)1RX3-75-9型中溫箱式爐X6等溫退火12RDM-45-13型埋入式高溫鹽浴爐X1一次預(yù)熱所用的爐子13RDM-70-8型埋入式中溫鹽浴爐X1二次預(yù)熱中的第一次預(yù)熱 14RDM-45-13型埋入式高溫鹽浴爐X1第二次預(yù)熱15RDM-90-13型高溫鹽浴爐X1淬火16RDM-35-6型埋入式低溫溫鹽浴爐X1分級(jí)淬火17RJ2-55-6型低溫井式電阻爐X1回火18噴砂（丸）機(jī)X1清理19清洗機(jī)X1清洗1105名輔助+2名工程技術(shù)人員+1名管理人員+1名服務(wù)人員+1名電工10合計(jì)24六、車(chē)間用電與用水量的計(jì)算 6.1車(chē)間用電量的計(jì)算 工藝用電是指熱處理各工序加熱金屬用的電能. 每年的平均耗電量Q年= PKk1（公式7-1） 式中 Q年年平均耗電量 P 爐子的功率 爐子的年時(shí)基數(shù) K爐子的負(fù)荷率 k1爐子的功率利用系數(shù)，一般不超過(guò)0.5，這里取0.5. 表6-1熱處理車(chē)間設(shè)備明細(xì)表等溫退火，使用的設(shè)備是RX3-75-9，功率75kw，年時(shí)基數(shù)共18839.47h， 備負(fù)荷率為0.83，故： Q1=7518839.470.830.5=586378.5kwh 同理可得預(yù)熱，設(shè)備為RDM-45-13 Q2=355926.080.79140.5=82073.24kwh 淬火冷卻預(yù)熱，使用設(shè)備為RDM-90-13 Q3=757139.380.84230.5=225506.24kwh 淬火加熱預(yù)熱，設(shè)備為RDM-35-6 Q4=9072690.74460.5=260469.01kwh 回火，設(shè)備為RJ2-55-6 Q5=5530900.8250.5=70104.38kwh 綜上所述： 每年的平均耗電量 Q年=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=1044606.96kwh6.2車(chē)間全年用水量的計(jì)算 根據(jù)文獻(xiàn)熱處理車(chē)間設(shè)計(jì)第八章內(nèi)容，熱處理車(chē)間全年生產(chǎn)用水包括如下幾個(gè)方面： 淬火、回火冷卻、法藍(lán)、清洗、酸洗等工藝用水 W1=Ae（m3/年） 式中 W1某種工藝年用水量（m3/年） A工藝年生產(chǎn)綱領(lǐng)（t/年） e工藝用水指標(biāo)（m3/t） 查熱處理車(chē)間設(shè)計(jì)表8-9b，得知鋼號(hào)零件在淬火槽中冷卻e為6-8，這里e取7；高溫回火冷卻，e為3-4，這里e取