【正文】 19 150 工藝設(shè)計(jì) 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(cè)》 363 頁(yè)，設(shè)計(jì) W6Mo5Cr4V2 的熱處理工藝參數(shù)如表 23。滾刀和銑刀都是較復(fù)雜的工件，淬火溫度選 1230℃，車刀選 1240℃。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。 爐冷速度一般為 10~20℃ /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 =（ 750550） /15= 上下料時(shí)間 t 上下 = 則，退火總時(shí)間 t 退火 =3+4+2++= ① 生產(chǎn)齒輪銑刀 a） 生產(chǎn) 規(guī)格的銑刀，由表 22 可知該銑刀的尺寸，則該銑刀每一個(gè)所占的空間為： 熱處理車間設(shè)計(jì)說明書 10 v =60 60 =29520 mm179。 則，每爐可裝該滾刀的個(gè)數(shù)為： n =V/v =≈ 362 個(gè) 則，裝料總重量為： M = =＜ 1200kg 所以， n 取 362 個(gè) RX3759型中溫箱式爐的生產(chǎn)率為 P =M/t 退火 =則，該設(shè)備處理φ 80 80滾刀的年負(fù)荷時(shí)數(shù)為 E1=Q/P =87500/= ③ 生產(chǎn)車刀 a） 車刀 8 8 63 同上，計(jì)算各參數(shù) 當(dāng) n=4286 時(shí)， M= P=E5=87500/= b） 車刀 19 19 150 當(dāng) n=1875 時(shí)， M=1200kg P=1200/=E5=87500/= 綜上所述， RX3759 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= 設(shè)備數(shù)量為 C=E/F 設(shè) =， C’ =3 設(shè)備負(fù)荷率為 K=C/C’ 100%=% 符合二班制設(shè)備負(fù)荷率 80%~90%的要求。加熱系數(shù)為 24s/mm。 由于銑刀外徑 D=60mm，則一橫排可以掛 1 個(gè)。及對(duì)應(yīng)工作空間尺寸，裝料的方式為 1 9 3。 計(jì)算該車刀預(yù)熱時(shí)間為 t= 360s 熱處理車間設(shè)計(jì)說明書 14 選用 RDM3513 型埋入式高溫鹽浴爐。 ② 二次預(yù)熱法第一次預(yù)熱 本次預(yù)熱初步選用 RDM— 758 型埋入式中溫鹽浴爐，爐膛尺寸為 350 450 665（單位： mm），額定溫度為 850℃，工作空間尺寸為 250 350 405（單位 :mm）。該銑刀的有效厚度為 ，則預(yù)熱中的加熱時(shí)間為 t 加熱 =24 = 保溫時(shí)間為 τ 保溫 = == 預(yù)熱工藝總時(shí)間為 t= t 加熱 +τ 保溫 = 1314s 由于該銑刀的尺寸太大， RDM3513 型埋入式高溫鹽浴爐已不適用，現(xiàn)選用RDM9013 型 埋入式高溫鹽浴爐（熱處理手冊(cè)第三版第三卷 228 頁(yè)），爐膛尺寸為 450 350 700（單位： 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 = 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 RDM9013 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= ， L2= 綜上，一次裝載個(gè)數(shù)為 n=162 一次裝料量為 M== 生產(chǎn)率為 P=M/t= 設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù) E4=87500/P= 綜上所述，使用 RDM9013 型埋入式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= 設(shè)備臺(tái)數(shù) C=,C’ =2 設(shè)備負(fù)荷率為 K=% 符合二班制設(shè)備負(fù)荷率 80%~90%的要求。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。對(duì)應(yīng)該尺寸，裝料方式為 20 5 5。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= 生產(chǎn)率為 P= 設(shè)備年負(fù)荷時(shí)數(shù) E4= e） 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。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。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。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。 熱處理車間設(shè)計(jì)說明書 22 2．分級(jí)淬火鹽浴爐 分級(jí)溫度一般為 580~620℃。 分級(jí)淬火可分為一次、二次或多次分級(jí)淬火。 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。 初步選用 RJ2356 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。 熱處理車間設(shè)備計(jì)算表 熱處理車間設(shè)計(jì)說明書 23 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 1 2 3 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) 1 2 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 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。對(duì)車間外運(yùn)輸采用電瓶車、汽車。 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。為檢查零件內(nèi)部質(zhì)量，采用超聲波探傷儀。 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。 熱處理車間設(shè)計(jì)說明書 25 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。 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)生和溫度。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。 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。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(cāng)庫(kù)、中間倉(cāng) 庫(kù)、輔助材料庫(kù)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。具體布置由土建考慮。 表 32 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 70~80 2 輔助面積占總面積 10~15 3 主要通道占總面積 10~15 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 ㎡）。 d）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)，成品熱處理車間為 3~5 天，取 4 天 q—— 生產(chǎn)任務(wù)（ t/天）， H—— 每㎡倉(cāng)庫(kù)面積荷重，對(duì)成品件為 ~1t，取 1t。車間平面尺寸 以支柱軸線為基準(zhǔn)，兩行柱子之間的距離稱為跨度，一行中兩相鄰柱子之間的距離稱柱距，每一個(gè)跨度范圍稱為開間。 本設(shè)計(jì)車間跨度取 15米，柱距取 6米，參見表 33。自地面到車間吊車軌頂高的距離，可以用下面公式估算。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 ~。 h ④淬火加熱預(yù)熱，設(shè)備為 RDM9013 Q4=90 =/h. 該設(shè)計(jì)中有埋入式電極鹽浴爐 10臺(tái)，每臺(tái)鹽浴爐有兩根電極 .故 用于電極冷卻用水量 W2=2 鹽浴爐設(shè)備使用總時(shí)間 熱處理車間設(shè)計(jì)說明書 33 綜合計(jì)算得： W2=2 2852 10=11408t 綜上所述： 每年的平均用水量 W=W1+W2=16764t 參考文獻(xiàn) 【 1】《熱處理手冊(cè)》編委會(huì)，熱處理手冊(cè)第三分冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社； 【 2】《熱處理手冊(cè)》編委會(huì)，熱處理手冊(cè)第四分冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版 社； 【 3】應(yīng)啟唐，《熱處理車間設(shè)計(jì)》，重慶大學(xué)出版社， 1988； 【 4】王建石，《機(jī)械加工常用刀具數(shù)據(jù)速查手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx； 【 5】鳳儀，《金屬材料學(xué)》，國(guó)防工業(yè)出版社， 20xx. 熱處理車間設(shè)計(jì)說明書 34 附錄 1： 齒輪銑刀熱處理工藝卡 熱處理工藝卡片 產(chǎn)品 零件 零件號(hào) 高速鋼 齒輪銑刀 W6Mo5Cr4V2 材料 名稱 高速鋼 零件 有效厚度 標(biāo)準(zhǔn)代號(hào) W6Mo5Cr4V2 化學(xué)成分 C W Mo Cr V Co Si Mn S P － － － － ﹤= ﹤ = 零件技術(shù)要求 硬度 62~65HRC 工序號(hào) 工序及操作名稱 設(shè)備名稱 及型號(hào) 裝爐量/kg 熱處理規(guī)范 備注 加熱 冷卻 溫度