【正文】 1 編號 熱處理車間設(shè)計說明書 年產(chǎn) 500噸的熱處理車間設(shè)計說明書 熱處理車間設(shè)計說明書 2 目 錄 第一章 車間的任務(wù)和工作制度 ???????????????????? 3 車間的類別 ????????????????????????? 3 車間生產(chǎn)任務(wù) ????????????????????? ??? 3 車間的工作制度及年時基數(shù) ?????????????????? 3 第二章 工藝分析和設(shè)備選擇 ????????????????????? 4 產(chǎn)品技術(shù)要求的分析 ????????????????????? 4 工藝設(shè)計 ?????????????????????????? 5 熱處理設(shè)備選擇 ??????????????????????? 8 第三章 車間建筑物 ???????????????????????? 23 熱處理車間的位置 ????????????????????? 23 車間的要求????????????????????????? 24 熱處理車間面積指標(biāo)????????????????????? 25 車間建筑物的要求?????????????????????? 26 第四章 熱處理車間平面布置 ???????????????????? 28 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 生產(chǎn)組織 ???????????????????????? 29 基本工作人員 ?????????????????????? 29 其他人員 ???????????????????????? 31 第六章 車間用電與用水量的計算 ??????????????????? 31 車間用電量計算 ??????????????????? ??? 31 車間全年用水量的計算 ??????????????????? 32 參考文獻(xiàn) ????????????????????????????? 33 附表 1 ????????????????????????????? 34 附表 2 ????????????????????????????? 36 附表 3 ? ???????????????????????????? 38 熱處理車間設(shè)計說明書 3 第一章 車間的任務(wù)和工作制度 車間的類別 本次車間設(shè)計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)計的車間采用獨立設(shè)置，故也稱作獨立熱處理車間。 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%（包括熱處理報廢和運(yùn)輸報廢），達(dá) 15噸，故熱處理車間的實際生產(chǎn)任務(wù)為 515 噸 /年。則六種刀具各自的年產(chǎn)量為 噸，見表 11。 表 11 熱處理車間生產(chǎn)綱領(lǐng) 序號 產(chǎn)品名稱 規(guī)格 單重（ kg） 年熱處理件重量 /t 1 齒輪銑刀 M10 2 滾刀 Φ 80 80 Φ 115 115 3 車刀 A5 A6 車間的工作制度及年時基數(shù) 工作制度 熱處理車間常有長工藝周期的生產(chǎn)和熱處理爐空爐升溫時間長的情況，所以多數(shù)采用二班制或三班制。本設(shè)計采用二班制。 設(shè)備年時基數(shù) 設(shè)備年時基數(shù)為設(shè)備在全年內(nèi)的 總工時數(shù)，等于在全年工作日內(nèi)應(yīng)工作的時 熱處理車間設(shè)計說明書 4 數(shù)減去各種時間損失。根據(jù)文獻(xiàn)《熱處理車間設(shè)計》的公式計算，公式如下： F 設(shè) =D 設(shè) Nn（ 1b%） 式中 F 設(shè) —— 設(shè)備年時基數(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—— 每班工作時數(shù)，取 8h； b—— 損失率，時間損失包括設(shè)備檢修及事故損失，工人非全日缺勤而無法及時調(diào)度的損失，以及每班下班前設(shè)備和場地清 潔工作所需的停工損失，此處取 6%。 計算 F 設(shè) 的值， F 設(shè) =249 2 8（ 16%） =≈ 3745（ h） 工人年時基數(shù) 工人年時基數(shù)可依據(jù)下式計算： F 人 =D 人 n（ 1— b%） 式中 F 人 —— 工人年時基數(shù)（ h）； D 人 —— 工人全年工作日（ 249 天）； b—— 時間損失率，包括病假、事假、探親假、產(chǎn)假及哺乳、設(shè)備清掃、工間休息等工時損失，本設(shè)計取 4%。 計算 F 人 的值， F 人 =249 8（ 1— 4%） =≈ 1912（ h） 第二章 工藝分析和設(shè)備選擇 產(chǎn)品技術(shù)要求的分析 材料的選擇 本設(shè)計車間的生產(chǎn)產(chǎn)品為齒輪銑刀、滾刀、車刀。查熱處理手冊第三版第三冊可知三種刀具的可用鋼號。為了簡化工藝和生產(chǎn)成本，本設(shè)計中，三類產(chǎn)品都選用W6Mo5Cr4V2 鋼號，屬高速鋼類。 W6Mo5Cr4V2 的化學(xué)成分如表 21。 表 21 W6Mo5Cr4V2 的化學(xué)成分 牌號 化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） /% C W Mo Cr V Co Si Mn S P ≤ W6Mo5Cr4V2 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 熱處理車間設(shè)計說明書 5 技術(shù)分析 刀具在高速切削時，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》，齒輪銑刀的尺寸數(shù)據(jù)如表 22。 表 22 齒輪銑刀的尺寸數(shù)據(jù)（ 單位： mm） 品種 規(guī)格 D d B 齒輪銑刀 60 22 M10 120 32 齒輪銑刀的外形如圖 21所示。 品種 規(guī)格 滾刀 Φ 80 80 Φ 115 115 熱處理車間設(shè)計說明書 6 品種 規(guī)格 尺寸 車刀 A5 8 8 63 A6 19 19 150 工藝設(shè)計 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 詳細(xì)工藝參數(shù) 查《金屬材料手冊》 363 頁，設(shè)計 W6Mo5Cr4V2 的熱處理工藝參數(shù)如表 23。 表 23 W6Mo5Cr4V2 常規(guī)熱處理工藝參數(shù) 牌號 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/℃ 保溫時間/h 冷卻 硬度HBS 溫度/℃ 時間(s/mm) 介質(zhì) 溫度/℃ 時間(s/mm) W6Mo5Cr4V2 850 2 爐冷至750℃，保溫≤ 255 850 24 中 性 鹽 1200~ 1220① 6~15 油 560℃， 3次，≥ 62 1230② ≥ 63 熱處理車間設(shè)計說明書 7 4h，再爐冷至550℃，出爐空冷 浴 1240③ 每次1h，空冷 ≥ 64 1150~ 1200④ 20 ≥ 60 注：① 高強(qiáng)薄刃刀具淬火溫度 ② 復(fù)雜刀具淬火溫度 ③ 簡單刀具淬火溫度 ④ 冷作模具淬火溫度 對于不同的產(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 由于尺寸較 小，選用一次預(yù)熱法預(yù)熱；銑刀 M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 24。滾刀和銑刀都是較復(fù)雜的工件，淬火溫度選 1230℃，車刀選 1240℃。 表 24 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/℃ 加熱時間/(s/mm) 適用范圍 車刀（ 8 8 63）、齒輪銑刀 一次預(yù)熱法 鹽浴爐 850 24 適于形狀簡單，截面較小的工件 齒輪銑刀M滾刀、車刀（ 1919 150） 二次預(yù)熱法 第一次預(yù)熱 空氣爐 550 100 適于形狀復(fù)雜或截面較大的工件 鹽浴爐 650 40 第二次預(yù)熱 鹽浴爐 850 24 在淬火工藝中，油淬適用于簡單的刀具淬火，在油中冷卻至 300~400℃后空冷。對于形狀較復(fù)雜的刀具，為了減小刀具畸變和開裂的傾向，都采用分級淬火工藝。工業(yè)生產(chǎn)中幾乎 80%的刀具都采用一次分級淬火，將淬火加熱后的工件放入 580~620℃的中性鹽浴爐中，保持一段時間（相當(dāng)于淬火加熱時間），然后空冷至室溫。故本設(shè)計中車刀采用油淬，齒輪銑刀和滾刀采用一次分級淬火。 各刀具工藝曲線 各刀具工藝曲 線如圖 22所示。 熱處理車間設(shè)計說明書 8 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 熱處理車間設(shè)計說明書 9 C）滾刀和銑刀的熱處理工藝曲線 圖 22 銑刀、滾刀和車刀的工藝曲線 熱處理設(shè)備選擇 預(yù)備熱處理設(shè)備的選擇 初步選用 RX3759 型中溫箱式爐，爐膛尺寸為 1800 900 550（單位： mm），最大裝料量 1200kg，查《熱處理手冊》第三