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1、本科毕业设计 题目 年产量3000 吨热处理车间的设计 学 院:材料与冶金学院 专 业:金属材料工程 学 号:6 学生姓名:唐郑磊 指导教师:从善海副教授 日 期:2008. 6.10 武汉科技大学本科毕业设计 I 摘 要 热处理是机械工业的一项重要基础技术，通常像轴、轴承、齿轮、连杆等重要的 机械零件和工模具都是要经过热处理的。热处理对于充分发挥金属材料的性能潜力， 提高产品的内在质量，节约材料，减少能耗，延长产品的使用寿命，提高经济效益都 具有十分重要的意义。正所谓“工欲善其事,必先利其器”，那么也就必须给热处理一个 良好的环境及先进设备，总的来说就是一个设计得当的热处理车间。 设计的主要
2、内容整个热处理车间的设计过程。从热处理车间的分类和特性、热处 理车间生产任务、工作制度及年时基数、工艺设计、热处理设备的选择与计算、车间 设备组织与布置、热处理车间建筑物与构筑物、车间动力和辅助材料消耗量计算、热 处理的生产安全与环境保护、热处理车间人员定额、热处理车间的建设投资及技术经 济指标等方面，对热处理车间进行设计。从热处理技术的现状和水平，掌握其发展趋 势，大力发展先进的热处理新技术、新工艺、新材料、新设备，用高新技术改造传统 的热处理技术，实现“优质、高效、节能、降耗、无污染、低成本、专业化生产”的方 向上设计热处理车间。 关键词关键词： 热处理车间； 热处理设备； 热处理工艺；
3、设计 武汉科技大学本科毕业设计 II Abstract Heat treatment is an important foundation for mechanical industrial technology, as is usually shaft, bearings, gears, mechanical linkage, and other important parts and molds were required to take the heat treatment. Heat Treatment for giving full play to the performance p
4、otential of metallic materials, the intrinsic quality of their products, material savings, and reduce power consumption, extend product life, and improving economic efficiency are of great significance. Is the so-called “Perfect tools are necessary for perfect jobs,“ then it must be a good the envir
5、onment and advanced equipment for heat treatment, the whole is designing a proper heat treatment workshop. Papers are the main contents of the heat treatment plant design process. From the classification and characteristics of heat treatment workshop, heat treatment workshop production tasks, the sy
6、stem of work and the base year, process design, equipment selection and heat treatment, the organization and layout of workshop equipment, heat treatment workshop buildings and structures, power plant and auxiliary materials consumption, heat- treated product safety and environmental protection, hea
7、t treatment workshop staff fixed, heat treatment plant construction investment and technical and economic indicators, designs the heat treatment shop. From the current situation and the level of Heat Treatment Technology control their development trend, develop vigorously advanced new technologies,
8、new processes, new materials and new equipment, use high technology to transform traditional heat treatment technology to achieve “high-quality, high efficiency, energy saving, energy, pollution-free, low-cost, specialized production “of the direction of heat treatment plant design. Key words: heat
9、treatment workshop, heat treatment equipment; heat treatment process; design 武汉科技大学本科毕业设计 III 目 录 1 绪论.1 1.1 选题背景及设计意义.1 1.1.1 选题背景1 1.1.2 设计意义1 1.2 热处理车间设计概述.1 1.3 设计思路.2 1.3.1 从车间规模的分析2 1.3.2 从技术发展与技术改造分析2 2 热处理车间设计纲领.2 2.1 车间任务.2 2.2 工作制度和年时基数.4 3 工艺分析及设备选用.5 3.1 工艺分析的基本原则.5 3.2 工艺路线.5 3.3 工艺方法的选
10、定.6 3.4 热处理设备选用.8 3.4.1 热处理炉8 3.4.2 感应加热设备11 3.4.3 淬火冷却设备11 3.4.4 可控气氛发生装置的选择12 3.4.5 辅助设备14 3.4.6 起重运输及机械化，自动化设备15 4 车间布置.17 4.1 车间在厂区内的位置.17 4.2 车间面积及面积指标.17 4.3 平面布置设计.18 4.3.1 平面布置设计基本原则18 4.3.2 设备布置间距18 4.3.3 设备区域布置19 5 热处理车间建筑物与构筑物.24 5.1 建筑物的设计.24 5.2 厂房建筑参数.24 武汉科技大学本科毕业设计 IV 5.3 厂房出入口.26 5.
11、4 地面载荷及地面材料.26 5.5 特殊构筑物及附属建筑物的设计.26 6 动力消耗及对公用系统设计.27 6.1 电力安装容量.27 6.2 压缩空气.27 6.3 蒸汽.27 6.4 氧、乙炔.27 6.5 生产用水.27 6.6 燃料.28 7 热处理车间的生产组织与人员.29 7.1 组织.29 7.2 工作人员.29 8 热处理的生产安全与环境保护.30 8.1 生产安全.30 8.2 环境保护.30 9 热处理车间的建设投资及成本.31 9.1 车间基本投资计算.31 9.2 热处理车间的技术经济指标.31 9.3 热处理生产的成本分析.32 10 结论.32 参考文献.33 致
12、 谢.35 武汉科技大学本科毕业设计 1 1 绪论 1.1 选题背景及设计意义 1.1.1 选题背景 新热处理车间，通常 采取“购买一批、自制一批、改造一批、淘汰一批”的调整思 路，全面实行设备升级。通过引进先进技术和对引进技术的消化吸收,使热处理生产技 术有突出的变化1。引进国外先进技术设备，对热处理车间进行设计。 1.1.2 设计意义 热处理生产技术必须迎头赶上,才能抓住机遇、迎接新的挑战2。从技术专业化与 协作来看，从产品生产专业化到工艺专业化，都是为了实现生产技术的现代化。组织 热处理生产工艺专业化协作，建立热处理专业工厂，将有力地促进我国热处理行业技 术的现代化发展。热处理工艺专业化
13、生产有利于采用新工艺、新设备，可以提高设备 利用率，提高热处理质量，提高生产率，节约能源消耗，降低生产成本。因此，在武 汉重型机床厂新建热处理车间时，必须特别重视并解决专业化与协作问题，确定车间 的专业化生产特点。 1.2 热处理车间设计概述 车间设计的主要内容，一般热处理车间的设计，应包括如下主要内容3： （1）车间任务和工作制度； （2）工艺分析和设备选择； （3）车间布置； （4）车间建筑物及构筑物； （5）对公共系统设计的要求； （6）生产组织与人员； （7）生产安全与环境保护； （8）投资概算； （9）工艺设备平面布置图与设备明晰表； 武汉科技大学本科毕业设计 2 1.3 设计思路
14、1.3.1 从车间规模的分析 热处理的规模，影响所采用的工艺方法和先进的工艺设备，因而影响其产品质量 和生产成本。过去，大小机械厂都各自建立自己独立的热处理车间和工段。但是，由 于生产规模通常较小，设备负荷率低，多数是低于合理经济规模的情况下进行生产的。 有些由于规模小，不利于选用先进的工艺和高效的设备，为使设备配套增加投资，由 于设备负荷率低，浪费能源与动力。这些都导致生产成本，经济效益很低。 热处理车间的规模问题中，任何工艺（包括常规工艺和先进工艺）在本车间都承 担是不现实的，应该以本企业生产任务为基础，解决本企业关键的，量大的生产工艺 的需要。所设车间，所选主要设备，应达到一定的生产规模
15、，有一定的设备负荷率。 如果设备负荷率过低，则不应该设立车间或采用某种单项设备。在设计之前，对于车 间任务应进行比较深入的分析，衡量其生产规模，确定建设是否合理。 1.3.2 从技术发展与技术改造分析 科学技术是不断发展的，决不会停留在一个水平上。根据我国热处理行业现在的 水平，今后相当长时间内的主要任务，是用先进技术改造现在仍存在的落后技术与生 产设备，对现有车间进行技术改造。 技术改造，设备更新，不仅可以扩大再生产，而且可以增加产品品种，提高质量， 节约能源，降低消耗，改善劳动条件，保护环境，全面提高生产经济效益和综合社会 效益。现有热处理车间的技术改造，是我国经济发展的一个重要措施。当然
16、，在热处 理车间新的设计中，仍然应为今后的技术发展和扩大再生产留有必要的余地。 2 热处理车间设计纲领 2.1 车间任务 一个热处理车间或工段所承担的生产任务，是设计热处理车间的基础。只有明确 了车间的任务，所确定的车间生产规模，所选定的工艺和设备才能符合实际需要。所 谓车间任务，首先是所承担本企业的生产产品的热处理零件年产量，也就是设计纲领。 以满足零件热处理新的技术要求为前提， “三创新”(即材料创新、工艺创新和工装创新) 的结果是行之有效的结果4。 热处理工艺设计是热处理车间设计的中心环节，是设备选择的主要依据。所确定 武汉科技大学本科毕业设计 3 的热处理工艺必须先进、可靠、经济合理，并与车间生产规模相适应。常规工艺应力 求工艺路线简化，运输量最小，工序较小，节省能源及劳动量。采用先进工艺应经过 技术经济论证或实验研究，取得可信的试用效果5。 企业机械产品热处理零件生产纲领，包括铸件，锻件毛坯的预备热处理和机械产 品零件的最终热处理。这些就是根据产品零件图纸所规定的技术所决定的。 热处理车间还应该承担本企业自制的切削工具、各类模具、机械修理备件、
