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1、 热处理车间设计说明书 编号 热处理车间设计说明书 二级学院 材料科学与工程学院 专 业 材料科学与工程 班 级 学生姓名 指导教师 时 间目 录第一章 车间的任务和工作制度 3 1.1 车间的类别 3 1.2 车间生产任务 3 1.3 车间的工作制度及年时基数 3第二章 工艺分析和设备选择 4 2.1 产品技术要求的分析 4 2.2 工艺设计 5 2.3 热处理设备选择 8第三章 车间建筑物 23 3.1 热处理车间的位置 23 3.2 车间的要求24 3.3 热处理车间面积指标25 3.4 车间建筑物的要求26第4章 热处理车间平面布置 28 4.1 设备布置间距 28第五章 热处理车间的
2、生产组织与人员 29 5.1 生产组织 29 5.2 基本工作人员 29 5.3 其他人员 31第6章 车间用电与用水量的计算31 6.1 车间用电量计算 31 6.2 车间全年用水量的计算 32参考文献 33附表1 34附表2 36附表3 3839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
3、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序号产品名称规格单重（kg）年热处理件重量/t1齿轮铣刀M2.25M100.11.4185.82滚刀80800.851151153.13车刀A50.28A60.641.3 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周期的生产和热处理炉空炉升温时间长的情况，所以多数采用二班制或三班制。
4、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）； D设设备全年工作日，等于全年日数（365天）-全年假日（10天）-全年双修日（106天）=249天； N每日工作班数； 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 =24928（1-6%）=3744.963745（h）1.3.
5、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（1b%）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 =2498（14%）=1912.321912（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、滚刀、车刀。查热处理手册第三版第三册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。表2-
6、1 W6Mo5Cr4V2的化学成分牌号化学成分（质量分数）/%CWMoCrVCoSiMnSPW6Mo5Cr4V20.80 0.905.506.754.505.503.804.401.752.200.200.450.150.400.0300.0302.1.2 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：
7、mm）品种规格DdB齿轮铣刀M2.2560228.2M101203231.0齿轮铣刀的外形如图2-1所示。 品种规格滚刀8080115115品种规格尺寸车刀A58863A61919150 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363页，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火介质回火制度回火后硬度HRC加热温度/保温时间/h冷却硬度HBS温度/时间(s/m
8、m)介质温度/时间(s/mm)W6Mo5Cr4V28502炉冷至750，保温4h，再炉冷至550，出炉空冷25585024中性盐浴12001220615油560，3次，每次1h，空冷62123063124064115012002060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8863）和铣刀M2.25由于尺寸较小，选用一次预热法预热；铣刀M10、滚刀和车刀（规格1919150）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。滚刀和铣刀都是较复杂的工件，
9、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/(s/mm)适用范围车刀（8863）、齿轮铣刀M2.25一次预热法盐浴炉85024适于形状简单，截面较小的工件齿轮铣刀M10、滚刀、车刀（1919150）二次预热法第一次预热空气炉550100适于形状复杂或截面较大的工件盐浴炉65040第二次预热盐浴炉85024在淬火工艺中，油淬适用于简单的刀具淬火，在油中冷却至300400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580620的中性盐
10、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，齿轮铣刀和滚刀采用一次分级淬火。2.2.3 各刀具工艺曲线各刀具工艺曲线如图2-2所示。 A） 车刀8863的热处理工艺曲线 B） 车刀1919150的热处理工艺曲线 C）滚刀和铣刀的热处理工艺曲线 图2-2 铣刀、滚刀和车刀的工艺曲线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1800900550（单位：mm），最大装料量1200kg，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3.5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，RX3-75-9型中温箱式炉的有效装料体积为：V =1430770500=550550000 mm炉冷速度一般为1020/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=13.3h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）
