车刀热处理车间设计.doc

车刀热处理车间 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 .doc 编号 热处理车间设计说明书 二级学院 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 科学与 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院 专 业 材料科学与工程 班 级 107090302 学生姓名骆江学号 10709030218 指导教师 刘成龙 职称 副教授 时 间 2010年12月XX日 热处理车间设计说明书 目 录 摘 要 ………………………………………………………………………………? Abstract……………………………………………………………………………? 1 绪论…………………………………………………………………………………1 2 货币市场的一般理论 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 …………………………………………………………2 2.1 货币市场的概念及其特征„„„„„„„„„„„„„„„„„„„…2 2.2 货币市场的功能和作用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„…3 2.3 国外货币市场发展的特征„„„„„„„„„„„„„„„„„„„…6 3 中国货币市场发展问题研究„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„…8 3.1 中国货币市场发展现状分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 3.2 中国货币市场发展中存在的问题„„„„„„„„„„„„„„„„„10 6 结论……………………………………………………………„„„„„„77 致谢…………………………………………………………………………78 参考文献…………………………………………………80 文献综述………………………………………………………83 热处理车间设计说明书 第一章 车间的任务和工作制度 1.1 车间的类别 本次车间设计的类别定为成品热处理车间，主要承担产品最终阶段的热处理任务，以达到产品最终技术要求。这类车间常独立设置，常与机加工车间相邻或设在机加工车间内。本次设计的车间采用独立设置，故也称作独立热处理车间。 1.2 车间生产任务 车间生产任务(或称生产纲领)是指车间承担的年产量。本次设计热处理车间的生产任务是年产500t，生产三类六种规格的刀具，各种规格刀具的年产量各占总年产量的1/6。详见《专业课程设计任务书》。 本热处理车间生产的废品率为3%(包括热处理报废和运输报废)，达15吨，故热处理车间的实际生产任务为515吨/年。则六种刀具各自的年产量为85.8吨，见表1-1。 表1-1 热处理车间生产纲领 年热处理件重量/t 序号 产品名称 规格 单重(kg) 1 齿轮铣刀 M10 1.41 85.8 M1 0.4 M2.25 0.1 M7 5.49 2 锥柄钻 φ11.8×85 0.105 Φ22.4×248 0.76 φ20×320 0.85 Φ16×227 0.36 3 车刀 A5 0.28 A6 0.64 1.3 车间的工作制度及年时基数 1.3.1 工作制度 热处理车间常有长 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 周期的生产和热处理炉空炉升温时间长的情况，所以 热处理车间设计说明书 多数采用二班制或三班制。本设计采用二班制。 1.3.2 设备年时基数 设备年时基数为设备在全年内的总工时数，等于在全年工作日内应工作的时数减去各种时间损失。根据文献《热处理车间设计》的公式计算，公式如下: F设 =D设Nn(1-b%) 式中 F设——设备年时基数(h); 设备全年工作日，等于全年日数(365天)-全年假日(10D设—— 天)-全年双修日(106天)=249天; ——每日工作班数; N n——每班工作时数，取8h; b——损失率，时间损失包括设备检修及事故损失，工人非全日缺 勤而无法及时调度的损失，以及每班下班前设备和场地清洁 工作所需的停工损失，此处取6%。 计算F设的值， F设 =249×2×8×(1-6%)=3744.96?3745(h) 1.3.3 工人年时基数 工人年时基数可依据下式计算: F人=D人n(1—b%) 式中 F人——工人年时基数(h); D人——工人全年工作日(249天); b——时间损失率，包括病假、事假、探亲假、产假及哺乳、设备 清扫、工间休息等工时损失，本设计取4%。 计算F人 的值， F人 =249×8×(1—4%)=1912.32?1912(h) 第二章 工艺分析和设备选择 2.1 产品技术要求的分析 2.1.1 材料的选择 本设计车间的生产产品为齿轮铣刀、锥柄钻、车刀。查《热处理手册》第3 版 第2卷可知三种刀具的可用钢号。为了简化工艺和生产成本，本设计中，三类产品都选用W6Mo5Cr4V2钢号，属高速钢类。W6Mo5Cr4V2的化学成分如表2-1。 热处理车间设计说明书 表2-1 W6Mo5Cr4V2的化学成分 化学成分(质量分数)/% 牌号 C W Mo Cr V Co Si Mn S P ? 0.80 5.50~4.50~3.80~1.75~0.20~0.15~0.030 0.030 W6Mo5Cr4V2 ~0.90 6.75 5.50 4.40 2.20 0.45 0.40 2.1.2 技术分析 刀具在高速切削时，其刃部的温度可达600?以上，而刀具硬度只有轻微的下降，要求有较高的红硬性。在这样的条件下，一般都选用高速钢。高速钢在650?是的实际硬度仍然高于50HRC。高速钢需要经过退火、淬火和回火处理，具体热处理工艺后面将有介绍。 查《机械加工常用刀具数据速查手册》，齿轮铣刀的尺寸数据如表2-2。 表2-2 齿轮铣刀的尺寸数据(单位:mm) 品种 规格 D d B 齿轮铣刀 M2.25 60 22 8.2 M10 120 32 31.0 齿轮铣刀的外形如图2-1所示。 热处理车间设计说明书 2.2 工艺设计 2.2.1 工艺路线 高速钢W6Mo5Cr4V2的热处理一般工艺路线如下: 预备热处理?淬火预热?淬火加热?淬火?三次回火 2.2.2 详细工艺参数 查《金属材料手册》，设计W6Mo5Cr4V2的热处理工艺参数如表2-3。 表2-3 W6Mo5Cr4V2常规热处理工艺参数 牌号 退火工艺 淬火和回火工艺 等温退火 淬火预热 淬火加热 淬回火回火 火制度 后硬加保冷却 硬温时间介温度时间 介度热温度度(s/mm) 质 /? (s/mm) 质 HRC 温时HBS /? 度间 /? /h W6Mo5Cr4V2 850 2 炉冷至? 850 24 中 1200~ 6~15 油 560?62 750?，255 性 1220? ?，3 保温盐 次，1230? ?63 4h，再浴 每次1240? ?64 炉冷至1h，1150~ 20 ?60 空冷 550?，1200? 出炉空 冷 注:? 高强薄刃刀具淬火温度 ? 复杂刀具淬火温度 ? 简单刀具淬火温度 ? 冷作模具淬火温度 对于不同的产品，由于规格尺寸的不同，则各种的热处理工艺参数略有不同。在预热阶段，车刀(规格8×8×63)和铣刀M2.25由于尺寸较小，选用一次预热法预热;铣刀M9、锥柄钻和车刀(规格19×19×150)由于尺寸较大，选用二次预热法预热。预热的具体工艺参数见表2-4。锥柄钻和铣刀都是较复杂的工件，淬火温度选1230?，车刀选1240?。 表2-4 各刀具采用的预热工艺参数 刀具 预热方法 炉型 加热温度加热时间适用范围 /? /(s/mm) 车刀(8×8一次预热法 盐浴炉 850 24 适于形状×63)、齿简单，截面轮铣刀较小的工 热处理车间设计说明书 M2.25 件 齿轮铣刀二次预热第一次预空气炉 550 100 适于形状M9、锥柄法 热 复杂或截盐浴炉 650 40 钻、车刀面较大的第二次预盐浴炉 850 24 (19×19工件 热 ×150) 在淬火工艺中，油淬适用于简单的刀具淬火，在油中冷却至300~400?后空冷。对于形状较复杂的刀具，为了减小刀具畸变和开裂的倾向，都采用分级淬火工艺。工业生产中几乎80%的刀具都采用一次分级淬火，将淬火加热后的工件放入580~620?的中性盐浴炉中，保持一段时间(相当于淬火加热时间)，然后空冷至室温。故本设计中车刀采用油淬，齿轮铣刀和锥柄钻采用一次分级淬火。 2.2.3 各刀具工艺曲线 各刀具工艺曲线如图2-2所示。 热处理车间设计说明书 图2-2 铣刀、锥柄钻和车刀的工艺曲线 2.3 热处理设备选择 2.3.1 预备热处理设备的选择 初步选用RX3-75-9型中温箱式炉，炉膛尺寸为1800×900×550(单位:mm)， 热处理车间设计说明书 最大装料量200kg，查《热处理手册》第三版第三卷表3-5知道炉温850?时空炉升温时间为3小时。 装料时，工件与电热元件或工件与炉膛之间应保持一定的距离，查《热处理炉》附表22，RX3-45-9型中温箱式炉的有效装料体积为: V =1430×770×500=550550000 mm? 炉冷速度一般为10~20?/h，此处取15?/h 则等温退火各阶段的时间:t升温 =3h，t保温=4+2h，t空冷=(750-550)/15 =13.8h 上下料时间t上下=0.5h 则，退火总时间 t退火=3+4+2+13.3+0.5=22.8h ? 生产齿轮铣刀 a) 生产M2.25规格的铣刀，由表2-2可知该铣刀的尺寸，则该铣刀每一个所占的空间为: v =60×60×8.2=29520 mm? 则，每炉可装该铣刀的个数为: n =V/v =18650.07?18650个 则，装料总重量为: M =0.17n =3170.5kg,1200kg 所以，n取7058时，M=1199.86kg,1200kg RX3-45-9型中温箱式炉的生产率为 P =M/t退火=52.63kg/h 则，该设备处理M2.25齿轮铣刀的年负荷时数为 E1=Q/P =87500/52.63=1662.55h b) 生产M9规格的铣刀，同理计算: v=115×115×29.2=386170 mm? n=14237 个 M=2.18n=31036.66kg,1200kg 当n=550时， M=1199kg 则，生产率为 P=52.59kg/h 热处理车间设计说明书 E2=87500/52.59=1663.81h ? 生产锥柄钻 a)锥柄钻φ10.6×195 同上，计算各参数 当n=8571时，M=1199.94kg,1200kg P=1199.94/22.8=52.63kg/h E3=87500/52.63=1662.55h b)锥柄钻φ20×254 当n=4444时，M=1199.88kg P=1199.88/22.8=52.63kg/h E4=87500/52.63=1662.55h ? 生产车刀 a)车刀8×8×63 当n=40000时，M=1200kg P=1200/22.8=52.63kg/h E5=87500/52.63=1662.55h b)车刀19×19×150 当n=2857时，M=1199.94kg P=1199.94/22.8=52.63 E6=87500/52.63=1662.55h 综上所述，RX3-75-9型中温箱式炉用做等温热处理炉适用于所有产品， 则该设备的年負荷時數為 E=E1+E2+„+E6=9975.56h 設備數量為 C=E/F=2.664，C’=3 設 設備負荷率為 K=C/C’×100%=88.79% 符合二班制设备负荷率80%~90%的要求。 2.3.2 预热处理设备的选择 预热时，分一次预热和二次预热两种工艺。各刀具采用的预热工艺见表2-4。 ? 一次预热法 热处理车间设计说明书 初步选用RDM-35-13型埋入式高温盐浴炉，炉膛尺寸200×200×500(单位:mm)，额定温度1300?，预热温度850?。加热系数为24s/mm。 a)生产齿轮铣刀M2.25 由于该刀具采用一次预热法，在预热中加热时间为 t加热=24×8.2=196.8s 查《热处理实用技术问答》，保温时间可按下列经验公式计算: τ=αKD 式中 τ——保温时间(min) α——保温时间系数(min/mm)，查《热处理实用技术问答》表3-4， 本设计选取0.35 K——工件装炉方式修正系数，根据《热处理实用技术问答》表3-5 选取1.0 D——工件有效厚度(mm) 则，M2.25的保温时间为 τ保温=0.35×1.0×8.2=2.87min= 172.2s 所以，该刀具预热工艺时间为 t= t加热+τ保温= 369s 该齿轮铣刀M2.25的装料设计: 埋入式盐浴炉炉膛尺寸的设计 如图2-3所示。工件距离熔盐表面的 距离一般不小于30mm，本设计a取 30mm;工件距离炉膛内壁的距离约为 50mm，本设计b取50mm;熔盐表面 与炉膛口的距离约为50~100mm，本 设计c取50mm;电极下端距离炉膛 底的距离一般为50~70mm，本设计取 50mm;电极高度65~235mm，本炉型 的电极高度e取113mm，则工件距离底部的距离大于163mm，本设计f取180mm。则，该盐浴炉工作空间尺寸大约为 热处理车间设计说明书 100×100×240(单位:mm)。 由于铣刀外径D=60mm，则一横排可以挂1个。铣刀有效厚度B=8.2mm，则一列排可以挂5个，所以工件间隙宽度L=59/4=14.75mm,符合零件间距要求。铣刀一纵排最多可以挂3个。3×60=180mm，则工件间隙L=60/2=30mm。及對應工作空間尺寸，裝料的方式為1×5×3。 所以，该铣刀的挂具可设计为横挂3行，竖挂5列的形状。 综上，RDM-35-13型盐浴炉，一炉可以挂的铣刀M2.25的个数为 n=1×5×3=15 个 则一炉装料量 M=0.17n=2.55kg 生产率 P=M/t=(2.55/369)×3600=24.88kg/h 设备年负荷时数 E=Q/P=87500/24.88=3516.88h 设备数量 C=E/F设=3516.88/3744.96=0.9391 C’=1 台 设备负荷率 K=C/C’×100%=93.91% 符合二班制设备负荷率80%~90%的要求。 b)生产车刀8×8×63 该车刀采用的是一次预热法。 计算该车刀预热时间为 t= 360s 选用RDM-35-13型埋入式高温盐浴炉。该盐浴炉工作空间尺寸大约为100×100×240(单位:mm)。 装料设计如下: 对应工作空间尺寸，装料方式为5×6×3 各方向工件之间的距离分别为 L= 15mm，L= 10.4mm，L= 25.5mm 123 综上，一次装载个数为 n=90 一次装料量为 M=0.03n= 2.7kg 生产率为 P=M/t= 27kg/h 设备年负荷时数 E=Q/P= 3240.74h 设备台数 C= 0.8654, C’=1 热处理车间设计说明书 设备负荷率 K=86.54% 符合二班制设备负荷率80%~90%的要求。 故，一次预热法需用RDM-35-13型盐浴炉2台，分別处理这两种刀具。 ? 二次预热法第一次预热 本次预热初步选用RDM—35-8型埋入式中温盐浴炉，炉膛尺寸为300×250×600(单位:mm)，额定温度为850?，工作空间尺寸为200×150×340(单位:mm)。由表2-4可知，预热温度为650?，加热时间是40s/mm。 a)生产齿轮铣刀M9 同上，计算铣刀的预热时间为 t= 613.2+ 1168= 1781.2s 使用RDM—35-8型盐浴炉，装料设计如下: 对应工作空间尺寸，装料方式为5×1×2 工件之间的距离分别为 L= 13.5mm ，L=110mm 12 综上，一次装载个数为 n=10 一次装料量为 M=2.18n=21.8kg 生产率为 P=M/t=44.06kg/h 设备年负荷时数 E=Q/P=1985.93h 1 b)生产锥柄钻φ10.6×195 计算该刀具的预热时间为 t= 222.6+ 424= 646.6s 装料设计如下: 对应工作空间尺寸，装料方式為13×9×1 工件之间的距离分别为 L= 5.18mm ，L= 6.825mm 12 综上，一次装载个数为 n=117 一次装料量为 M=0.14n=16.38kg 生产率为 P=M/t=91.2kg/h 设备年负荷时数 E=Q/P=959.43h 2 b)生产锥柄钻φ20×254 计算该刀具的预热时间为 热处理车间设计说明书 t=800+420=1220s 装料设计如下: 对应工作空间尺寸，装料方式为8×6×1 工件之间的距离分别为 L= 5.714mm ，L= 6mm 12 综上，一次装载个数为 n=48 一次装料量为 M=0.27n= 12.96kg 生产率为 P=M/t= 38.24kg/h 设备年负荷时数 E=Q/P= 2288.18h 3 c)生产车刀19×19×150 计算该刀具的预热时间为 t= 760 + 399 = 1159 s 装料设计如下: 对应工作空间尺寸，装料方式为7×6×2 工件之间的距离分别为 L= 11.17mm ，L= 7.2mm 12 综上，一次装载个数为 n=84 一次装料量为 M=0.42n= 35.28kg 生产率为 P=M/t= 109.58kg/h 设备年负荷时数 E=Q/P= 798.5h 綜上所述，以上四种刀具都选用RDM-35-8型盐浴炉，则盐浴炉处理各刀具所需年负荷时数的和为 E=E1+E2+E3+E4= 6032.04h 设备台数 C= 1.611， C’=2 设备负荷率 K=C/C’×100%=80.54% 符合二班制设备负荷率80%~90%的要求。 ? 二次预热法第二次预热 a)生产齿轮铣刀M9 该铣刀采用的是二次预热法，该方法的第二次预热温度为850?，加热系数为24s/mm。该铣刀的有效厚度为29.2mm，则预热中的加热时间为 t=24×29.2= 700.8s 加热 热处理车间设计说明书 保温时间为 τ=0.35×1.0×29.2=10.22min=613.2s 保温 预热工艺总时间为 t= t+τ= 1314s 加热保温 由于该铣刀的尺寸太大，RDM-35-13型埋入式高温盐浴炉已不适用，现选用RDM-50-13型埋入式高温盐浴炉，炉膛尺寸为300×250×500(单位:mm)。同理可估出该盐浴炉工作空间尺寸大约为200×150×240(单位:mm)。 装料设计如下: 铣刀外径为D=115mm 对应工作空间尺寸，装料方式为5×1×1 即，铣刀的排列方向与浴槽的宽平行。铣刀间的间隙为 L=(150-5×29.2)/3=13.5mm 综上，RDM-50-13型盐浴炉可以一次装载铣刀的个数为 n=5 则一次装料量为 M=2.18n=10.9kg 生产率为 P=M/t=29.86kg/h 设备年负荷时数 E=Q/P=2930.34h 1 b) 生产锥柄钻φ10.6×195 该锥柄钻采用二次预热法，该方法第二次预热的该方法的第二次预热温度为850?，加热系数为24s/mm。该锥柄钻的有效厚度为10.6mm，则预热中的加热时间为 t=24×10.6= 254.4s 加热 保温时间为 t=0.35×1.0×10.6= 3.71min= 222.6s 保温 预热工艺总时间为 t=t+t= 477s 加热保温 此刀具尺寸不大，可选用RDM-50-13型埋入式高温盐浴炉。前文已经算出该盐浴炉工作空间尺寸大约为200×150×240(单位:mm)。 装料设计如下: 热处理车间设计说明书 对应于工作空间尺寸，装料方式為13×9×1 则，锥柄钻之间的间距为 L=5.18mm，L=6.825mm 12 综上，该锥柄钻的一次装载个数为 n=117 一次装料量为 M=0.14n= 16.38kg 生产率为 P=M/t= 123.62kg/h 设备年负荷时数 E=Q/P= 707.81h 2 c)生产锥柄钻φ20×254 该锥柄钻采用的是二次预热法，同理可计算出该刀具的第二次预热时间为 t=900s 选用RDM-50-13型埋入式高温盐浴炉，炉膛尺寸为300×250×500(单位:mm)。同理可估出该盐浴炉工作空间尺寸大约为200×150×240(单位:mm)。 装料设计如下: 对应工作空间尺寸，装料方式为8×6×1 工件之间的距离分别为 L=5.71mm，L=6mm 12 综上，该锥柄钻的装载个数为 n=48 一次装料量为 M=0.27n= 12.96kg 生产率为 P=M/t= 51.84kg/h 设备年负荷时数 E=Q/P= 1687.89h 3 d)生产车刀19×19×150 该车刀采用的是二次预热法。 计算该车刀预热时间为 t= 456s+ 399s= 855s 选用RDM-50-13型埋入式高温盐浴炉。该盐浴炉工作空间尺寸大约为200×150×240(单位:mm)。 装料设计如下: 对应工作空间尺寸，装料方式为8×6×1 工件之间的距离为 L= 6.86mm，L=7.2mm 12 热处理车间设计说明书 综上，一次装载个数为 n=48 一次装料量为 M=0.42n= 20.16kg 生产率为 P=M/t= 84.88kg/h 设备年负荷时数 E=87500/P= 1030.87h 4 综上所述，使用RDM-50-13型埋入式高温盐浴炉处理以上刀具的年负荷时数之和为 E=E+E+E+E=6356.91h 1234 设备台数 C=1.697,C’=2 设备负荷率为 K=84.85% 符合二班制设备负荷率80%~90%的要求。 2.3.3 淬火加热设备的选择 高速钢的淬火加热在氯化钡盐浴中进行,加热前对盐浴进行脱氧,以防工件氧化和脱碳。 高速钢加热时碳化物的溶解主要取决于加热温度，但是在一定的加热温度下，有一个最合适的加热时间，超过这个时间，不但对提高钢的硬度和热硬性不起作用，反而会使钢的晶粒长大，力学性能下降，使冲击韧度和强度都降低。 在盐浴炉中加热时，各种高速钢刀具的加热系数一般为6~15s/mm。选取加热系数时，应考虑刀具的不同、装炉量、夹具等因素。一般大型刀具选用小的加热系数，小型刀具选用大的加热系数;小型刀具装炉量大时，由于碳化物的溶解需要一定的时间，因此，加热时间最小不得小于45s。 初步选用RDM-50-13型埋入式高温盐浴炉。 a) 加热齿轮铣刀M2.29 计算该刀具的加热时间: 由于该刀具的有效厚度只有8.2mm，则加热系数取15s/mm，则 t=15×8.2=123s 加热 计算该刀具的保温时间: t=αKD(α=0.17min/mm，K=1.0) 保温 所以 t=0.17×1.0×8.2=83.64s 保温 该刀具淬火加热总共时间为 热处理车间设计说明书 t=123+83.64=206.64s 装料方式设计: 由上文可知，该炉型的工作空间尺寸大约为200×150×240(单位:mm)。对应该尺寸，装料方式为15×2×3。 一次装载个数为 n=90 一次装料量为 M=15.3kg 生产率为 P=M/t=266.55kg/h 设备年负荷时数为 E=Q/P=328.27h 1 b)加热齿轮铣刀M9 同上，计算该刀具的淬火加热时间: 该刀具有效厚度29.2mm，加热系数取6s/mm。则 t=175.2+297.84=473.04s 装料方式设计: 对应工作空间尺寸，装料方式为5×1×1 一次装载个数为 n=5 一次装料量为 M=10.9kg 生产率为 P=82.95kg/h 设备年负荷时数为 E=1054.85h 2 c) 加热锥柄钻φ10.6×195 计算该刀具的加热时间: 取加热系数为15s/mm。则 t=159s+108.12s=267.12s 装料方式设计: 对应工作空间尺寸，装料方式为13×9×1 一次装载个数为 n=117 一次装料量为 M=0.14n= 16.38kg 生产率为 P= 220.75kg/h 设备年负荷时数 E= 396.38h 3 d)加热锥柄钻φ20×254 热处理车间设计说明书 计算该刀具的淬火加热时间: 取加热系数为6s/mm。则 t=120+204=324s 装料方式设计: 对应工作空间尺寸，装料方式为8×6×1 一次装载个数为 n=48 一次装料量为 M= 12.96kg 生产率为 P= 144kg/h 设备年负荷时数 E= 607.64h 4 e) 加热车刀8×8×63 计算该刀具的淬火加热时间: 取加热系数为15s/mm。则 t= 120+ 81.6= 201.6s 装料方式设计: 对应工作空间尺寸，装料方式为15×11×3 一次装载个数为 n= 495 一次装料量为 M= 14.85 生产率为 P= 265.18kg/h 设备年负荷时数 E= 329.96h 5 f) 加热车刀19×19×150 计算该刀具的淬火加热时间: 取加热系数为6s/mm。则 t= 114+ 193.8= 307.8s 装料方式设计: 对应工作空间尺寸，装料方式为8×6×1 一次装载个数为 n=48 一次装料量 M= 20.16kg 生产率为 P= 235.79kg/h 设备年负荷时数 E= 371.09h 6 热处理车间设计说明书 综上所述，使用RDM-50-13型盐浴炉处理各刀具的年负荷时数之和为 E=E+E+„+E= 3088.19 126 设备台数 C=E/F= 0.8246，C’=1 设 设备负荷率为 K=82.46% 符合二班制设备负荷率80%~90%的要求。 2.3.4 淬火冷却设备的选择 由于高速钢的合金含量高，因此具有很好的淬透性。高速钢淬火冷却方法主要有油冷、分级淬火、等温淬火三种，本设计主要采用油冷和分级淬火两种。 1(淬火油槽 将加热后的工件在油中冷却至300~400?后，取出空冷。这种方法简单易行，工件表面油迹烧尽后，可趁热校直。但冷速块，淬火应力大，容易引起畸变和开裂;同时，油燃烧时产生烟雾，污染工作环境。此法只适用于形状简单、尺寸较大的刀具淬火或单件的淬火。 由于车刀形状简单，故采用油冷淬火。淬火槽主要由槽体、搅动装置、控温装置组成。槽体选用3~5mm(小型槽)的钢板焊成，周围附以型钢为加强肋，以提高其强度和刚性;底座由型钢制成，便于安装和运输。为保证工件淬入槽中或淬火介质膨胀时，淬火介质不致溢出槽外，以及便于介质循环冷却，一般在槽口边缘外侧设有溢流槽。盐浴炉用的淬火槽多为立方体，槽的长宽尺寸应大于最大炉底长宽尺寸，深度大于最长垂直淬火零件的长度。搅动装置选用螺旋桨搅动。控温装置分加热装置和冷却装置，加热采用管状加热元件置于淬火槽内将淬火介质加热;冷却采用更换淬火介质的方法。 2(分级淬火盐浴炉 分级温度一般为580~620?。分级淬火可以大大减少畸变和开裂倾向。加热后的工件经分级停留后，工件表里温度都降低到分级温度，内外温差减小。随后，从分级温度在空气中冷却是，冷却速度比较缓慢，沿工件截面产生马氏体转变的不同时性减小，因而可显著减小组织应力和热应力，从而减小畸变可开裂倾向。 分级淬火可分为一次、二次或多次分级淬火。本设计采用一次分级淬火，将工件放入580~620?的中性盐浴中，保持一段时间(相当于淬火加热时间)，然后空冷至室温。一次分级淬火用于一般刀具，操作简单，能保证质量。 热处理车间设计说明书 初步选用RDM-35-8型埋入式中温盐浴炉，额定温度为850?，炉膛尺寸为300×250×600(单位:mm)，则工作空间尺寸大约为200×150×340(单位:mm)。 为了便于工人操作，减少不必要的麻烦，各刀具装料方式仍然采用淬火加热时对应的的装料方式。即除了温度不同，其它所有分级淬火工艺跟淬火加热相同。故，使用RDM-35-8型盐浴炉处理各刀具的年负荷时数之和仍然为 E=E+E+„+E= 3088.19 126 设备台数 C=E/F= 0.8246，C’=1 设 设备负荷率为 K=82.46% 符合二班制设备负荷率80%~90%的要求。 2.3.5 回火设备的选择 高速钢的回火温度一般为550~570?，保温时间通常为60min，回火次数不少于三次，每次回火冷却都要冷至室温。 初步选用RJ2-35-6型低温井式电阻炉，额定温度为650?，炉膛尺寸为500(直径)×650(高)，最大一次装料量250kg。设计一次装炉量为160kg，则生产率为160kg/h。该井式炉用于处理所有刀具，故其年产量为525t。 设备年负荷时数为 E=525000/160=3281.25h 设备台数 C=0.8762， C’=1 设备负荷率为 K=87.62% 符合二班制设备负荷率80%~90%的要求。 热处理车间设备计算表 序号 设备工件工序设备生产率年生产量设备年设备年设备数量 设备负 名称 名称 名称 (kg/h) (kg) 负荷时时基数荷率计算采用 数(h) (h) (%) 值 值 1 2 3 热处理车间设备明细表 序号 设备编号 规格用途 数量 外形尺寸 重量(t) 功率(kW) 价格 名称 型号 长 宽 高 每台 总重 每台 总计 1 2 热处理车间设备分类统计表 热处理车间设计说明书 序号 设备设备数 种类 量(台) 热处理高中 炉 频 2.3.6 热处理车间辅助设备的选择 a)起重运输设备 起重运输设备应根据所起吊零件的最大起重量，并考虑到零件吊具、吊架、垫盘及各种装料罐的重量，以及特殊设备的安装、维修等需要而进行选用。 简单机械化热处理车间，主要采用吊车起重运输，如桥式起重机、梁式起重机、单轨吊车(单轨气动或电动葫芦)。本设计车间属简单机械化车间，且生产中小零件，故采用梁式起重机(起重5t)，地面操作。 车间内部运输可用手推车、电瓶车、电动平车。对车间外运输采用电瓶车、汽车。 b)清洗清理设备 为清除零件淬油后油污垢，可采用清洗槽、室式清洗机或输送带式清洗机，选用碱性清洗液或合成洗涤剂。 为清理零件表面的氧化皮等，可采用喷砂机、喷丸机、清理滚筒、软砂轮机、风动砂轮机及酸洗槽等。如:可选用6GM-5M5R履带式抛丸机。 c)校直设备 矫正零件淬火后的变形，可采用手动螺旋压床、油压校直机或机械压床进行校直。 d)检查设备 为检查工件淬火或调质后的硬度，一般采用洛氏、肖氏、布氏硬度计。检查大型零件，采用悬臂式或龙门式布氏硬度计、手提式布氏硬度计。为检查零件表层裂纹，采用磁粉探伤仪、萤光探伤仪。为检查零件内部质量，采用超声波探伤仪。 e)刀具焊接设备 为切削工具焊接刀杆，用对焊机;镶焊刀头可用钎焊机或高频焊接设备。 f)存放工夹具的装置 热处理车间设计说明书 一般中小工具可用工具架;大型热处理件的各式装配吊具，应专设吊挂具的支架及卸吊具的卸料坑。 g)切取试样设备 为从零件上切取试样，可采用各种锯床或切割机。 h)其他设备 视车间的规模和工艺需要而定，有的车间专设快速试验室，配有日常生产需要的金相、化学分析、渗碳层检查、煤气、保护气等分析试验设备;机修间配有一定的各式机械加工车床、气焊、电焊及制造感应器的钳工设备;仪表修理间配有简单的仪表校正维修设备;维修组配有维护、修筑各种炉子、装置的设备。 第三章 车间建筑物 3.1 热处理车间的位置 根据工厂的生产性质和特点的不同，热处理车间可以单独建筑厂房，也可以与工序相邻的车间共用一幢厂房。 本设计车间采用独立的厂房建筑，与锻工车间邻近。热处理车间如锻工车间的位置关系如图3-1所示。 3.2 车间的要求 热处理车间设计说明书 热处理车间在生产过程中散发出大量的热、烟、蒸气以及其它有害气体。因此，对它有以下要求。 一、防火 根据“关于建筑设计防火的原则规定”，热处理建筑物耐火等级一般为二级，要求隔墙、墙、地面、顶棚等必须耐火。对改建厂的木结构厂房用作热处理车间时，应根据防火要求作相应的防火处理。 二、通风条件 厂房要有足够的高度，合理地开设天窗，使厂房有良好的自然通风条件，保证散热、逸出烟气和有害气体，确保厂房内的卫生和温度。 三、采光和消防 厂房的结构、构造应注意防火，故厂房至少有一侧靠外墙，墙上对外开有大门，以便运输和防火。还应保证有良好的采光条件。 3.3 热处理车间面积指标 3.3.1车间面积的组成 热处理车间面积大小决定于生产规模(生产任务的大小)、各种设备的型号及其数量、工艺操作的需要等因素。根据用途，将热处理车间所占用的面积划分为三类:生产面积、辅助面积和生活面积。 一、生产面积 是指进行各主要工序，辅助工序及与主要、辅助工序有关的操作所占用的面积。如退火、正火、淬火及回火、渗碳、氮化和感应加热小组中的炉子、加热装置及淬火槽(淬火机床)等。 本身所占用的面积，操作所需的面积及工人在操作时所需通路的面积等，均属于生产面积。 此外，与车间隔开的感应加热装置、喷砂(丸)、酸洗等室所占的面积也属于生产面积。校直、检查等工序的工作地也属于生产面积(检查也有放在辅助面积内的)。 二、辅助面积 辅助面积是指安设为生产服务的、不直接参与主要和辅助工序的机构所占的面积。其大小一般约占生产面积的30%~50%。辅助面积包括车间配电室、控制气 热处理车间设计说明书 体发生站、煤气发生站、油冷却装置(有时也可认为是主要设备)、修配室、仪表室、通风室、车间仓库、中间仓库、辅助材料库及车间总车道等所占的面积 三、生活面积 生活面积主要是设置一些与生活有关的处、所所占的面积。如办公室、会议室、更衣室、淋浴室、厕所等。为充分发挥工业建筑在生产上的作用、减少投资、不妨害生产起见，一般生活面积的位置设在车间外部较为合理，多半布置在车间外部的两侧或两端。但照顾到男女工人或工作人员的使用方便，又不能影响车间的将来发展。具体布置由土建考虑。 热处理车间面积除上述三部分外，设计时还应考虑到所设计的热处理车间的发展远景，在生产面积中应留有备用面积。 3.3.2 车间面积指标 a)半成品、成品热处理车间每平方米总面积生产指标见表3-1。 表3-1 半成品、成品热处理车间每平方米总面积生产指标 序号 车间类型 规模 指标(t/?) 1 成品、半成品热处理 小型 1.5~2.0 2 中型 1.8~2.5 3 大型 2.5~3.0 本设计热处理车间属中型规模，生产指标取2.0，则该车间的总面积为 S=525/2.0=262.5? b)车间总面积划分指标见表3-2。 表3-2 车间总面积划分指标 序号 面积划分 百分比(%) 1 生产面积占总面积 70~80 2 辅助面积占总面积 10~15 3 主要通道占总面积 10~15 本设计车间主要通道面积占总面积15%(39.4?)，辅助面积占总面积15%(39.4?)，生产面积占70%(183.7?)。 c)热处理设备占地单位车间面积处理量，小型淬火炉(间隙式)处理量取1.0t/(??月),小型回火炉(间隙式)处理量取2.0t/(??月)。 热处理车间设计说明书 d)成品仓库面积，成品仓库面积可根据生产任务下式计算 A=qd/H 式中 A——仓库面积(?) d——零件存放天数，成品热处理车间为3~5天，取4天 q——生产任务(t/天)，2.11t/天 H——每?仓库面积荷重，对成品件为0.8~1t，取1t。 则，成品仓库面积为 A=8.43? 3.4 车间建筑物的要求 由于热处理车间生产规模、产品特点、工艺特点、操作特点、设备及组织生产的特点、热处理车间与相邻车间的关系等因素不同，车间在生产过程中散发的热量、有害气体的影响不同和需要采暖、通风、照明等情况的差别，所以对厂房建筑的要求也不尽相同。一般来说，热处理车间厂房多为长方形，用单跨、双跨平行单层建筑。原则上应减少占地面积、减少外墙面积、减少柱基，以利于节约。车间平面尺寸以支柱轴线为基准，两行柱子之间的距离称为跨度，一行中两相邻柱子之间的距离称柱距，每一个跨度范围称为开间。 车间高度常以车间地面为基准，通常所称车间高度为自地面至房架下弦的距离。吊车高度为地面至吊车轨面的距离。 热处理车间厂房的主要组成部分为:柱子、外墙、基础、隔墙、地坪、门窗、梁架、天窗、房顶及地下室、地道、地沟等。 本设计车间跨度取15米，柱距取6米，参见表3-3。 表3-3 不同规模的热处理车间跨度和柱距 序号 跨度(m) 柱距(m) 适用车间类型 1 12 6 单件小批生产车间 2 15 6 成批生产的半成品热处理车间和有大型锻模 的辅助生产热处理车间 3 18 6 成批生产并有大型设备的热处理车间和大型 辅助生产热处理车间 4 18×2 6 大批量及流水作业生产的半成品热处理车间 5 24×2 12 大批量及流水作业生产的锻件热处理车间 则车间的长宽尺寸为17.5m×15m。 厂房高度决定于热处理设备及垂直起吊最大零件的长度。装有井式炉的车间高度，决定于井式炉平台标高、最长零件长度、吊具长度、吊车有关尺寸等。自地面到车间吊车轨顶高的距离，可以用下面公式估算。 热处理车间设计说明书 H=A+B+L+E+C 式中 H——厂房吊车轨顶高度 A——井式炉突出地面的高度 B——吊运的最长件离A得距离，一般不小于400~500mm L——最长件的长度(包括试样和吊头的长度) E——吊具的长度 C——吊钩中心与吊车轨面的最小极限距离(可从有关起重运输 设备查得) 9m。 一般情况下，没有吊车的成批生产的热处理车间的下弦高度为8~ 第四章 热处理车间平面布置 4.1 设备布置间距 炉子后端距墙柱的距离,一般箱式炉取1~2m;炉子之间的距离，小型炉0.8~1.2m;中型炉1.2~1.5m，大型炉1.5~2.0m，间隙式炉组成的生产线0.5~0.8m，连续炉3.0~4.0m;井式炉间的距离，小型炉0.8~1.2m，中型炉1.2~1.5m，大型炉2.5~4m。井式炉炉口距地面的距离，渗碳炉0.3m，正火、回火炉0.7~0.9m。 热处理车间设计说明书 炉子安装的高度，即炉口平面到地平的距离，工人操作时，一般为0.85~0.9m。 热处理车间设计说明书 热处理车间设计说明书