一、車間的任務(wù)和工作制度

1.1車間生產(chǎn)任務(wù)

本次設(shè)計熱處理車間的生產(chǎn)任務(wù)是年產(chǎn)looot,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l/6o詳見《專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書》。木

熱處理車間生產(chǎn)的廢品率為3%（包括熱處理報廢和運輸報廢），達30噸，故熱

處理車間的實際生產(chǎn)任務(wù)為970噸/年。則六種刀具各自的年產(chǎn)量為161.7噸，

見表1T

表1-1

序號品種規(guī)格單重（kg）熱處理件分量

1齒輪銃刀M101.41161.7t

M5.50.53

2車刀A100.002

A120.004

132車間的H二侔粉度及年賬?基數(shù)1.8X850.105

中14.1X1920.325

?1.2.1工作制M

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)采用二班制或者三班制。本設(shè)計采用二班制。

1.2.2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

數(shù)減去各種時間損失。

根據(jù)文獻《熱處理車間設(shè)計》的公式計算，公式如下：

F設(shè)印設(shè)Nn（1-b%）

式中

F設(shè)一一設(shè)備年時基數(shù)（h）；

D設(shè)一一設(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一一每日工作班數(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

5%o

計算F設(shè)的值,F設(shè)=249X2X8X（1-5%）=3744.96*3783（h）

1.2.3工人年時基數(shù)

工人年時基數(shù)可依據(jù)下式計算：

F人二D人n（1—b%）

式中

F人——工人年時基數(shù)（h）；

D人一一工人全年工作日（249天）；

b一一時間損失率，包括病假、事假、探親假、產(chǎn)假及哺乳、設(shè)備清掃、工

間歇息等工時損失，本設(shè)“取4%o

計算F人的值，F(xiàn)人=249X8X(1—4%)=1912.32^1912(h)

二、工藝分析和設(shè)備選擇

2.1材料選擇及刀具規(guī)格

2.1.1材料的選擇

本設(shè)計車間的生產(chǎn)產(chǎn)品為齒輪銃刀、錐柄鉆、車刀。查查《熱處理工藝規(guī)范

數(shù)據(jù)手冊》P94及《熱處理工藝設(shè)計與選擇》P194,可知三種刀具宜用高速鋼類，

最終材料的選擇是車刀選用w6mo5cr4v2,錐柄鉆選用w9mo3cr4v,齒輪銃刀選用

wl8cr4vo

2.1.2刀具規(guī)格尺寸

刀具在高速切削時，其刃部的溫度可達600c以上，而刀具硬度惟獨輕微的

下降，要求有較高的紅硬性。在這樣的條件下，普通都選用高速鋼。高速鋼在

650C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《機械加工常用刀具數(shù)據(jù)速查手冊》，各刀具的尺寸數(shù)據(jù)如下：

表2-1

品種規(guī)格DdB

齒輪銃刀M101203231.0

M5.5953217.3

2

表2-2

品種規(guī)格尺寸

車刀A1010x6x4

A1212x8x5

表2-3

品種規(guī)格

錐柄鉆4)11.8X85

<1)14.1X192

2.2工藝設(shè)計

2.2.1工藝路線

高速鋼的熱處理普通工藝路線如下：豫名熱處理一淬火預熱一淬火加熱一

淬火三次回火

2.2.2詳細工藝參數(shù)

查《熱處理工藝與實踐》P116-119,得三種材料工藝參數(shù)如下：

3

表2-4

牌號退火工藝淬火和回火工藝

等溫退火淬火預熱淬,k■加熱淬回備注

加熱保冷卻溫度時間介溫度。時間火火

介

溫度溫rc(s/mm質(zhì)C(s/制

質(zhì)

/°c時)mm度

間

/h

W6Mo8502爐冷至850241200~12?560薄刃刀具

5Cr4V2750℃122015℃,

，保12303復雜刀具

溫4h,1240次，簡單刀具

再爐冷1150?20每冷拉模具

至1200次

550℃lh,

,出爐空

空冷冷

W18cr8702爐冷至850241260-12?560薄刃、復

4v750℃中128015℃,雜刀具

，保性3

1280~12?簡單刀具

次，

溫4h,鹽油

130015

每

再爐冷浴

至次

550℃1200?15?lh,冷作模具

,出爐124020空

空冷冷

W9mo8502爐冷至850241210-12?560

3cr4v乃。℃125015℃,

，保3

溫4h?次，

再爐冷每

至次

550℃lh,

,出爐空

空冷冷

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。

4

在預熱階段，軍刀由于尺寸較小，選用一次預熱法預熱；銃刀及錐柄鉆由于尺寸

較大，形狀復雜選用二次預熱法預熱。預熱的具體工藝參數(shù)下表。錐柄鉆淬火溫

度選1250℃,車刀選1240℃,齒輪銃刀選1270℃o加熱時間都選擇12s/ninio

表2-5

刀具預熱方法爐型加熱溫度/℃加熱時間合用范圍

/(s/mm)

車刀一次預熱法85024適于形狀簡

單，截面較小

的工件

齒輪銃刀、第一65040適于形狀復

錐柄鉆次次預鹽浴爐雜或者截面

預熱較大的工件

熱

第二85024

法

次預

熱

在淬火工藝中，車刀形狀簡單，直接使用油淬，即在油中冷卻至350C后空

冷。對于形狀較復雜的刀具，為了減小刀具畸變和開裂的傾向，都采用分級淬火

工藝。齒輪銃刀和錐柄鉆都采用一次分級淬火，將淬火加熱后的工件放入620℃

的中性鹽浴爐中，保持一段時間(相當于淬火加熱時間)，然后空冷至室溫。

2.2.3各刀具工藝曲線

各刀具工藝曲線如圖所示

(1)車刀工藝曲線

(2)錐柄鉆工藝曲線

5

(3)齒輪銃刀工藝曲線

2.3熱處理設(shè)備選擇

2.3.1豫備熱處理設(shè)備的選擇

由《熱處理設(shè)備》可知工件退火普通選用箱式爐。本設(shè)計等溫退火溫度為

850℃,故選用中溫箱式爐。查《熱處理設(shè)備》P67,初步選用RX3-75-9型中溫

箱式爐，爐膛尺寸為1800X900X550(單位：mm),最大裝料量1200kg,查

《熱處理手冊》第三版第三卷表3-5知道爐溫850c時空爐升溫時間為3.5小時。

裝料時，工件與電熱元件或者工件與爐膛之間應(yīng)保持一定的距離，查《熱處

理爐》附表22,RX3-75-9型中溫箱式爐的有效裝料體積為：

V=1430X770X500=550550000mm3

爐冷速度普通為10-20℃/h,此處取15℃/h

則等溫退火各階段的時間：

t升溫=3.5h,t俁溫=4+2=6h：t隨爐冷二(750-550)/15=13.3h：

上下料時間t上下=0.5h；退火總時間t退火=3+4+2+13.3+0.5=23.3h

⑴生產(chǎn)齒輪銃刀

(a)生產(chǎn)M10規(guī)格的銃刀，由表2-1可知該銃刀的尺寸，則該銃刀每一個所占的

空間為：

v=120X120X31.0=446400mm3

n=V/v^l233個

M=l.41n=1738.35kg>1200kg

當n=851時M=1199.91kg^l200kg

6

生產(chǎn)率為P二M/l退火=52.62kg/h

El=161700/52.62=3140.41h

(b)生產(chǎn)M5.5規(guī)格的銃刀，由表2-1可知該銃刀的尺寸，則該銃刀每一個所占

的空間為：

v=95X95X17.3=156132.5mm3

則，每爐可裝該銃刀的個數(shù)為：n=V/v^3526個

裝料總分量為：M=0.In=1868.78kg>1200kg

所以，n取2264時，M=1199.92kgW1200kg

生產(chǎn)率為P=M/t退火二51.49kg/h

年負荷時數(shù)E2=Q/P=3140.41h

⑵生產(chǎn)車刀

(a)A10車刀10X6X4

同上，計算各參數(shù)

v=240mm3

當"600000時，上1200kg

P=51.50kg/h

E3=3139.81h

(b)車刀A1212X8X5

v=480mm3

當n二300000時，M=1200kg

P=51.50kg/h

E4=3139.81h

⑶生產(chǎn)錐柄鉆

(a)生產(chǎn)611.8X85規(guī)格的錐柄鉆

錐柄鉆每一個所占的空間為：v=11.8X11.8X85=11835.4mm3

則，每爐可裝的個數(shù)為：n=V/v^45617個

則，裝料總分量為：M=0.105n=4884.29>1200kg

可取n=11428M=1199.94kg

生產(chǎn)率為P二M/t退火=51.5kg/h

年負荷時數(shù)為：

E5=Q/P=3139.81h

(b)滾刀614.1X192滾刀每一個所占的空間為：

v=38171.5mm3

每爐可裝的個數(shù)為：n=V/v^14423個

裝料總分量為：M=0.325n=4687.47kg>1200kg

所以n=3692時M=1199.9kg

生產(chǎn)率為P=51.5kg/h

年負荷時數(shù)為

E6=Q/P=3139.81h

綜上所述，RX3-75-9型中溫箱式爐用做等溫熱處理爐合用于所有產(chǎn)品，則該設(shè)

備的年負荷時數(shù)為E=E1+E2+E3+E4+E5+E6=18839.47h;

設(shè)備數(shù)量為OE/F設(shè)E.98,U=6;

設(shè)備負荷率為K=C/C'X100%=83%符合一班制設(shè)備負荷率80%?90%的要求的

要求。

2.3.2預熱處理設(shè)備的選擇

預熱時，分一次預熱和二次預熱兩種工藝。各刀具采用的預熱工藝見表2-5

①一次預熱法

由《熱處理手冊第四版第三冊》P237?243初步選用RDM-45-13型埋入式高

溫鹽浴爐，爐膛尺寸350X300X700（單位：mm）,額定溫度1300℃,預熱溫

度850℃o加熱系數(shù)為24s/mm。

a）生產(chǎn)車刀A10由于該刀具采用一次預熱法，在預熱中加熱時間為

t力口熱=24X4=96s

查《熱處理工藝參數(shù)手冊》P21，保溫時間可按下列經(jīng)驗公式計算：

T=aKD

式中

T一一保溫時間（min）

a一一保溫時間系數(shù)（min/mm）,查《熱處理工藝參數(shù)手冊》表1-18,本設(shè)

計選取0.35

K——工件裝爐方式修正系數(shù)，，通常取1.0?1.5本設(shè)計選取1.0

D一一工件有效厚度（mm）

則A10的保溫時間為

T=0.35X1.0X4=1.4min=84s

所以，該刀具預熱工藝時間為t=t加熱+T=180S

車刀A10的裝料設(shè)計

埋入式鹽浴爐爐膛尺寸的設(shè)計如下圖

8

工件距離熔鹽表面的距離普通不小于30mm,本設(shè)計a取30mm；工件距離

爐膛內(nèi)壁的距離約為50mm,本設(shè)計b取50mm；熔鹽表面與爐膛口的距離約為

50~100mm,本設(shè)計c取50mm；電極卜端距離爐膛底的距離d普通為50~70mm,

本設(shè)計取50mm；電極高度由爐型而定，本爐型的電極高度e取113mm,則工

件距離底部的距離大于163mm,本設(shè)計f取200mm0則，該鹽浴爐工作空間尺

寸大約為250X200X500（單位：mm）

車刀A10的尺寸為10X6X4,則裝料方式可設(shè)計為橫排10個，縱排15個，

列排20個，即裝料的方式為10xl5x20o

綜上，RDM-35-13型鹽浴爐，一爐可以放置的車刀A10的個數(shù)為

n=10X15X20=3000個

則一爐裝料量M=0.002n=6kg

生產(chǎn)率p=M/t=（6/180）X3600=120kg/h

設(shè)備年負荷時數(shù)El=Q/P=161700/120=1347.5h

（b）車刀A12

該車刀采用的是一次預熱法。

選用RDM-45-13型埋入式高溫鹽浴爐。該鹽浴爐工作空間尺寸大約為250

X200X500（單位：mm）o

計算該車刀預熱時間為t=225s

裝料設(shè)計如下：對應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為10x10x15

綜上，一次裝載個數(shù)為n=1500個

一次裝料最為M=0.004n=6kg

生產(chǎn)率為P=M/t=96kg/h

設(shè)備年負荷時數(shù)E2=Q/P=1684.38h

E=El+E2=3031.88h

設(shè)備數(shù)量C=E/F設(shè)=3031.88/3783=0.801

C'=1臺

設(shè)備負荷率

K二C/C'X100%=80.1%

②二次預熱法

第一次預熱

本次預熱初步選用RDM-70-8型埋入式中溫鹽浴爐，爐膛尺寸為450X350

X700（單位：mm）.額定溫度為850℃,T作空間尺寸為350X250X500（單

位:mm）。由表2-5可知，預熱溫度為650℃,加熱時間是40s/mm。

⑶生產(chǎn)齒輪銃刀M10

同上，計算銃刀的預熱時間為t=1891s

裝料設(shè)計如下：

對應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為2X2X13

綜上，一次裝載個數(shù)為n=52

一次裝料量為M=1.41n=73.32kg

生產(chǎn)率為P=M/t=139.58kg/h

9

設(shè)備年負荷時數(shù)El=Q/P=H58.48h

(b)生產(chǎn)齒輪銃刀M5.5

計算該刀具的預熱時間為

t=1055.3s

對應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為3X2X15

綜上，一次裝載個數(shù)為n=90

一次裝料量為M=0.53n=47.7kg

生產(chǎn)率為P=M/t=162.72kg/h

設(shè)備年負荷時數(shù)E2=Q/P=993.73h

(c)錐柄鉆011.8X85

計算該刀具的預熱時間為t=719.8s

對應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為3X15X30

綜上，一次裝載個數(shù)為n=1350

?次裝料量為M=0.105n=141.75kg

生產(chǎn)率為p=M/t=708kg/h

設(shè)備年負荷時數(shù)E3=Q/P=228.39h

(d)銖柄鉆614.1X192

計算該刀具的預熱時間為t=860.1s

對應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為15x10x2

綜上，一次裝載個數(shù)為n=300

一次裝料量為M=0.325n=97.5kg

生產(chǎn)率為p=M/t=408kg/h

設(shè)備年負荷時數(shù)E=Q/P=396.32h

粽上所述，以上四種刀具都選用RDM-70-8型鹽浴爐，則鹽浴爐處理各刀

具所需年負荷時數(shù)的和為

E=E1+E2+E3+E4=2776.92h設(shè)備臺數(shù)C=0.734,C'=l

設(shè)備負荷率K=C/C，X100%=73.4%

第二次預熱

初步選用RDM-45-13型埋入式高溫鹽浴爐，爐膛尺寸為350X300X700(單位：

mm),額定溫度為1300℃,工作空間尺寸為250X200X500(單位:mm)。由

表2-5可知，預熱溫度為850℃,加熱時間是24s/mmo

(a)生產(chǎn)齒輪銃刀M10

預熱工藝總時間為t=1395s

對應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為串掛2X5X3

鹽浴爐可以一次裝載鐵刀的個數(shù)為n=30

則一次裝料量為M=1.41n=34.2kg

生產(chǎn)率為P=M/t=88.26kg/h

設(shè)備年負荷時數(shù)El=Q/P=1832.09h

(b)生產(chǎn)齒輪銃刀M5.5

同理可計算出該刀具的第二次預熱時間為t=778.5s

對應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為串掛2X8X4

裝載個數(shù)為n=64

一次裝料量為M=0.53n=33.92kg

io

生產(chǎn)率為P=M/t=156.86kg/h

設(shè)備年負荷時數(shù)E2=Cb,P=1030.86h

(c)生產(chǎn)錐柄鉆611.8X85

預熱工藝總時間為t=531s

對應(yīng)于工作空間尺寸，裝料方式為豎放15X10X4

綜上，一次裝載個數(shù)為n=600

一次裝料量為M=0.105n=63kg

生產(chǎn)率為p=M/t=427.12kg/h

設(shè)備年負荷時數(shù)E3=Q/P=378.58h

(d)生產(chǎn)錐柄鉆614.1X192

預熱時間為t=634.5s

對應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為12X9X2

一次裝載個數(shù)為n=216

一次裝料量為M=0.325n=70.2kg

生產(chǎn)率為P=M/t=398.3kg/h

設(shè)備年負荷時數(shù)E4=Q/P=405.98h

綜上所述，現(xiàn)選用RDM-45-13型埋入式高溫高溫鹽浴爐處理以上刀具的年

負荷時數(shù)之和為

E=E1+E2+E3+E4=3647.51h

，

設(shè)備臺數(shù)C=0.964/C=1

設(shè)備負荷率為K=96.4%,符合要求。

2.3.3淬火加熱設(shè)備的選擇

淬火設(shè)備初步選用RDM-90-13型埋入式高溫鹽浴爐，爐膛尺寸為450X350

X700(單位：nun),額定溫度為1300℃,工作空間尺寸為350X250X500(單

位:mm)。加熱時間取12s/mmo

(a)車刀A10

t加熱=48s

查《熱處理工藝參數(shù)手冊》P21，保溫時間可按下列經(jīng)驗公式計算：

T=aKD其中Q查表1-18取0.17,以下相同

T=(0.17x1.0x4)x60=40.8s

則預熱總時間t=48+40.8=88.8s

對應(yīng)于工作空間尺寸，裝料方式為17X20X30

一次裝載個數(shù)為n=10200

則一爐裝料量M=0.002n=20.4kg

生產(chǎn)率P=M/t=827.03kg/h

設(shè)備年負荷時數(shù)E1=Q/P=195.52h

(b)車刀A12

t=llls

對應(yīng)于工作空間尺寸，裝料方式為15X15X25

一次裝載個數(shù)為n=5625個

則一爐裝料量M=0.004n=22.5kg

生產(chǎn)率p=M/t=729.73kg/h

設(shè)備年負荷時數(shù)E2=Q/P=221.58h

(c)齒輪銃刀M10

t=688.2s

對應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為串掛2X3X3

一次裝載個數(shù)為n=18

一次裝料量為M=1.41n=25.38kg

生產(chǎn)率為P=132.77kg/h

設(shè)備年負荷時數(shù)E3=1217.94h

(d)齒輪銃刀M5.5

t=384.06s

對應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為串掛3X10X2

一次裝載個數(shù)為n=60

?次裝料量為M=0.53n=31.8kg

生產(chǎn)率為p=298.08kg/h

設(shè)備年負荷時數(shù)E4=542.48h

(e)錐柄鉆4)11.8X85

t=261.96s

對應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為豎放10x10x5

一次裝載個數(shù)為n=50C

一次裝料量為M=0.105n=52.5kg

生產(chǎn)率為P=721.49kg/h

設(shè)備年負荷時數(shù)E5=224.12h

(f)錐柄鉆小14.1X192

t=313.02s

對應(yīng)工作空間尺寸，裝料方式為豎放7x10x2

一次裝載個數(shù)為n=14C

一次裝料量為M=0.325n=45.5kg

生產(chǎn)率為P=523.29kg/h

設(shè)備年負荷時數(shù)E6=309h

年負荷時數(shù)之和為E=El+E2+E3+E4+E5+E6=2710.64h

設(shè)備臺數(shù)C=0.717C'

設(shè)備負荷率為K=71.7%

2.3.4淬火冷卻設(shè)備的選擇

由于高速鋼的合金含量高，因此具有很好的淬透性。高速鋼淬火冷卻方法主

要有油冷、分級淬火、等溫淬火三種，本設(shè)計主要采用油冷和分級淬火兩種。1.淬

火油槽將加熱后的工件在油中冷卻至300?400C后，取出空冷。這種方法簡單

12

易行，工件表面汕跡燒盡后，可趁熱校直。但冷速塊，淬火應(yīng)力大，容易引起畸

變和開裂；同時，油燃燒時產(chǎn)生煙霧，污染工作環(huán)境。此法只合用于形狀簡單、

尺寸較大的刀具淬火或者單件的淬火。由于車刀形狀簡單，故采用油冷淬火。

淬火槽主要由槽體、宛動裝置、控溫裝置組成。槽體選用3?5mm（小型槽）的

鋼板焊成，周圍附以型鋼為加強肋，以提高其強度和剛性；底座由型鋼制成，

便于安裝和運輸。為保證工件淬入槽中或者淬火介質(zhì)膨脹時，淬火介質(zhì)不致溢

出槽外，以及便于介質(zhì)循環(huán)冷卻，普通在槽口邊緣外側(cè)設(shè)有溢流槽。鹽浴爐用

的淬火槽多為立方體，槽的長寬尺寸應(yīng)大于最大爐底長寬尺寸，深度大于最長

垂直淬火零件的長度。攪動裝置選用螺旋槳攪動。控溫裝置分加熱裝置和冷卻裝

置，加熱采用管狀加熱元件置于淬火槽內(nèi)將淬火介質(zhì)加熱；冷卻采用更換淬火

介質(zhì)的方法.

分級淬火鹽浴爐

分級溫度普通為580?620C。分級淬火可以大大減少畸變和開裂傾向。加熱

后的工件經(jīng)分級停留后，工件表里溫度都降低到分級溫度，內(nèi)外溫差減小。隨后，

從分級溫度在空氣中冷卻是，冷卻速度比較緩慢，沿工件截面產(chǎn)生馬氏體轉(zhuǎn)變的

不同時性減小，于是可顯著減小組織應(yīng)力和熱應(yīng)力，從而減小畸變可開裂傾向。

分級淬火可分為一次、二次或者多次分級淬火。木設(shè)計采用一次分級淬火，將工

件放入580?620c的中性鹽浴中，保持一段時間（相當于淬火加熱時間），然

后空冷至室溫。一次分級淬火用于普通刀具，操作簡單，能保證質(zhì)量。

選用RDM-35-6型埋入式低溫溫鹽浴爐，額定溫度為680℃,爐膛尺寸為350

><450X665（單位：mm）,則工作空間尺寸大約為350X300X600（單位：mm）。

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對

應(yīng)的的裝料方式。即除了溫度不同，其它所有分級淬火工藝跟淬火加熱相同。故，

使用RDM-35-6型鹽浴爐處理各刀具的年負荷時數(shù)之和仍然

E=El+E2+E3+E4+E5+E6=2710.64h

設(shè)備臺數(shù)C=0.717C'=1

設(shè)備負荷率為K=71.7%

2.3.5回火設(shè)備的選擇

高速鋼的回火溫度普通為550?570°C,保溫時間通常為60min,回火次數(shù)不

少于三次，每次回火冷卻都要冷至室溫。

選用RJ2-55-6型低溫井式電阻爐

額定溫度為650℃,外形尺寸1967X1470X2485爐膛尺寸為700（直徑）X900

（高），最大一次裝料量750kg.,設(shè)計一次裝爐量為300kg,則生產(chǎn)率為300kg/h<>

該井式爐用于處理所有刀具，故其年產(chǎn)量為

970to

設(shè)備年負荷時數(shù)為E=970000/300=3233.3h

設(shè)備臺數(shù)C=0.855C=1

設(shè)備負荷率為K=85.5%

全部所要的爐子

等溫退火的爐子:RX3-75-9型中溫箱式爐X6

預熱爐：

一次預熱法

RDM-45-13型埋入式高溫鹽浴爐XI

一次預熱法

13

第一次預熱：RDM-70-8型埋入式鹽浴爐XI

第二次預熱：RDM-45-13型埋入式中溫鹽浴爐XI

淬火爐：

RDM-90-13型高溫鹽浴爐XI

分級淬火鹽浴爐：RDM-35-6型埋入式低溫溫鹽浴爐XI

回火爐:RJ2-5-6型低溫井式電阻爐XI

2.3.6熱處理車間輔助設(shè)備的選擇

起重運輸設(shè)備

起重運輸設(shè)備應(yīng)根據(jù)所起吊零件的最大起分量，并考慮到零件吊具、吊架、

墊盤及各種裝料罐的分量，以及特殊設(shè)備的安裝、維修等需要而進行選用。簡

單機械化熱處理車間，主要采用吊車起重運輸，如橋式起重機、梁式起重機、單

軌吊車（單軌氣動或者電動葫蘆）。本設(shè)計車間屬簡單機械化車間，且生產(chǎn)中小

零件，故采用梁式起重機（起重5t）,地面操作。車間內(nèi)部運輸可用手推車、

電瓶車、電動平車。對車間外運輸采用電瓶車、汽車。

清洗清理設(shè)備

為清除零件淬油后油污垢，可采用清洗槽、室式清洗機或者輸送帶式清洗機,

選用堿性清洗液或者合成洗滌劑。為清理零件表面的氧化皮等，可采用噴砂機、

噴丸機、清理滾筒、軟砂輪機、風動砂輪機及酸洗槽等。如：可選用6GM-5M5R

履帶式拋丸機。

校直設(shè)備

矯正零件淬火后的變形，可采用手動螺旋壓慶、油壓校直機或者機械壓床進

行校直

檢查設(shè)備

為檢查工件淬火或者調(diào)質(zhì)后的硬度，普通采用洛氏、肖氏、布氏硬度計。檢

查大型零件，采用懸臂式或者龍門式布氏硬度計、手提式布氏硬度計。為檢查

零件表層裂紋，采用磁粉探傷儀、螢光探傷儀。為檢查零件內(nèi)部質(zhì)量，采用超

聲波探傷儀。

刀具焊接設(shè)備

為切削工具焊接刀桿，用對焊機；鑲焊刀頭可用釬焊機或者高頻焊接設(shè)備。

存放工夾具的裝置普通中小工具可用工具架；大型熱處理件的各式裝配吊具，

應(yīng)專設(shè)吊掛具的支架及卸吊具的卸料坑。

切取試樣設(shè)備為從零件上切取試樣，可采用各種鋸床或者切割機。

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)快速試驗室，配有日常

生產(chǎn)需要的金相、化學分析、滲碳層檢查、煤氣、保護氣等分析試驗設(shè)備；機修

間配有一定的各式機械加工車床、氣焊、電焊及創(chuàng)造感應(yīng)器的鉗工設(shè)備：儀表修

理間配有簡單的儀表校正維修設(shè)備；維修組配有維護、修筑各種爐子、裝置的設(shè)

備。

三、車間建造物

3.1熱處理車間的位置

根據(jù)工廠的生產(chǎn)性質(zhì)和特點的不同，熱處理車間可以單獨建造廠房，也可以

與工序相鄰的車間共用一幢廠房。本設(shè)計車間采用獨立的廠房建造，與鍛工車

14

間鄰近。熱處理車間如鍛工車間的位置關(guān)系如圖3-1所示。

3.2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。因

此，對它有以下要求。

1、防火根據(jù)“關(guān)于建造設(shè)計防火的原則規(guī)定”，熱處理建造物耐火等級普通

為二級，要求隔墻、墻、地面、頂棚等必須耐火。對改建廠的木結(jié)構(gòu)廠房用作熱

處理車間時，應(yīng)根據(jù)防火要求作相應(yīng)的防火處理。

2、通風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

風條件，保證散熱、逸出煙氣和有害氣體，確保廠房內(nèi)的衛(wèi)生和溫度。

3、采光和消防廠房的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造應(yīng)注意防火，故廠房至少有一側(cè)靠外墻，墻

上對外開有大門，以便運輸和防火。還應(yīng)保證有良好的采光條件。

3.3熱處理車間面積指標

3.3.1車間面積的組成

熱處理車間面積大小決定于生產(chǎn)規(guī)模（生產(chǎn)任務(wù)的大小）、各種設(shè)備的型號

及其數(shù)量、工藝操作的需要等因素。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。

生產(chǎn)面積是指進行各主要工序，輔助工序及與主要、輔助工序有關(guān)的操作所

占用的面積。如退火、正火、淬火及回火、滲碳、氮化和感應(yīng)加熱小組中的爐子、

加熱裝置及淬火槽（淬火機床）等。本身所占用的面積，操作所需的面積及工

人在操作時所需通路的面積等，均屬于生產(chǎn)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。校直、檢查等工序

的工作地也屬于生產(chǎn)面積（檢查也有放在輔助面積內(nèi)的）。

輔助面積是指安設(shè)為生產(chǎn)服務(wù)的、不直接參預主要和輔助工序的機構(gòu)所占的

面積。其大小普通約占生產(chǎn)面積的30獷50%。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（有時也可認為是主要設(shè)備）、修配室、儀

表室、通風室、車間倉庫、中間倉庫、輔助材料庫及車間總車道等所占的面積

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。如辦公室、會議

室、更衣室、淋浴室、廁所等。為充分發(fā)揮工業(yè)建造在生產(chǎn)上的作用、減少投資、

不妨害生產(chǎn)起見，普通生活面積的位置設(shè)在車間外部較為合理，多半布置在車間

外部的兩側(cè)或者兩端。但照應(yīng)到男女工人或者工作人員的使用方便，又不能影響

車間的將來發(fā)展。具體布置由土建考慮。熱處理車間面積除上述三部份外，

設(shè)計時還應(yīng)考慮到所設(shè)計的熱處理車間的發(fā)展遠景，在生產(chǎn)面積中應(yīng)留有各用

面積。

3.3.2車間面積指標

15

半成品、成品熱處理車間每平方米總面積生產(chǎn)指標見表3-1o

表3-1半成品、成品熱處理車間每平方米總面積生產(chǎn)指標

序號車間類型規(guī)模指標

1半成品熱史理小1.5-2.0

中1.8-2.5

大2.5-3.0

2綜合性熱史理小0.8-1.2

中1.0-1.2

大L7-2.1

3標準件熱史理小

中3.0-4.0

大

4齒輪熱處理小

中1.0-2.0

大

序號年生產(chǎn)綱領(lǐng)指標t/ni2

（0

1300以下0.5-0.6

2300-5000.7-0.8

3500二10001.0-1.2

設(shè)計熱處理車間屬大型規(guī)模，生產(chǎn)指標取1.2,則該車間的生產(chǎn)面積為

S1=970/1.2=808.3m2,取810m2

輔助面積計算

機修站50m1

電工、鉗工、管道值班室25D12

金相檢瞼室20m2

化學檢驗室20m2

取樣室20m2

儀表室20m2

輔助總面積s2=155m2

成品倉庫面積，成品倉庫面積可根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)下式計算

A=qd/H

式中A---倉庫面積（nf）

d——零件存放天數(shù)，成品熱處理車間為3~5天，取5天

q——生產(chǎn)任務(wù)（t/天），3.90t/天

II——每行倉庫面積荷重，對成品件為取0.9to

則，成品倉庫面積為A=21.67m2為了為了夠用取25

則車間總面積S=S1+S2+A=990m2

3.4車間建造物的要求

由于熱處理車間生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品特點、工藝特點、操作特點、設(shè)備及組織生

產(chǎn)的特點、熱處理車間與相鄰車間的關(guān)系等因素不同，車間在生產(chǎn)過程中散發(fā)的

熱量、有害氣體的影響不同和需要采暖、通風、照明等情況的差別，所以對廠房

16

建造的要求也不盡相同。普通來說，熱處理車間廠房多為長方形，用單跨、雙跨

平行單層建造。原則上應(yīng)減少占地面積、減少外墻面積、減少柱基，以利于節(jié)約。

車間平面尺寸以支柱軸線為基準，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，每一個跨度范圍稱為開間。車間高度常以車間地面為

基準，通常所稱車間高度為自地面至房架下弦的距離。吊車高度為地面至吊車軌

面的距離

熱處理車間廠房的主要組成部份為：柱子、外墻、基礎(chǔ)、隔墻、地坪、門窗、

梁架、天窗、房頂及地下室、地道、地溝等。

不同規(guī)模的熱處理車間跨岌和柱距

序號用度（m）狂能（m）適用車間突型

1126單件小批生產(chǎn)年間

156成批生產(chǎn)的牛或品熱處拜車間和有大型琳傕

的輛辦生產(chǎn)熱處沒車間

3186成批生產(chǎn)井有大型設(shè)備的熱處理U間和大型

輛勁生產(chǎn)熱處理車間

418X26大批篁及流水作業(yè)生產(chǎn)的半成品熱處理率間

524*212大批量及流水作業(yè)生產(chǎn)的微件熱處理年間

本設(shè)計車間跨度取24米，柱距取6米

則車間的長寬尺寸為24X41.25nio

廠房高度決定于熱處理設(shè)備及垂直起吊最大零件的長度。裝有井式爐的車間

高度，決定于井式爐平臺標高、最長零件長度、吊具長度、吊車有關(guān)尺寸等。自

地而到車間吊車軌頂高的距離，可以用下面公式估算。

H=A+B+L+E+C

式中

H一一廠房吊車軌頂高度

A——井式爐突出地面的高度

B——吊運的最長件離A得距離，普通不小于40（r500mm

L——最長件的長度（包括試樣和吊頭的長度）

E——吊具的長度C——吊鉤中心與吊車軌面的最小極限距離（可從有關(guān)起重運

輸設(shè)備查得）

普通情況下，沒有吊車的成批生產(chǎn)的熱處理車間的下弦高度為8~9m

廠房普通人行出口寬1.2口、1.5m或者1.8m,高2.4m,主要物流出入口應(yīng)根

據(jù)所通過的車輛種類以及所需進入設(shè)備的需要確定

(m)高度（B適用空柄寬度（m）SK（?）

2.124“燈叫祥3.03.6中彝向柞

2.424夕70t的電動平板車3.33.6重典急柞

3.030把甥媾汽車配16———

四、熱處理車間平面布置；

4.1設(shè)備布置間距

爐子后端距墻柱的距離,普通箱式爐取「2m；

17

爐子之間的距離，小型爐0.8^1.2?1；

中型爐L2~L5m,大型爐1.5?2.0m,間隙式爐組成的生產(chǎn)線0.5%.8m,連續(xù)爐

3.0~4.0m；井式爐間的距離,小型爐0.8~L2m,中型爐1.2~L5m,大型爐2.5~4m。

井式爐爐口距地面的距離，滲碳爐0.3m,正火、回火爐0.7?0.9m。爐子安裝的

高度，即爐口平面到地平的距離，工人操作時，普通為0.85~0.9ni

五、熱處理車間的生產(chǎn)組織與人員

5.1生產(chǎn)組織

為適應(yīng)熱處理生產(chǎn)管理與調(diào)度方便，除一些規(guī)模較小的工段、小組和流水線

上的熱處理部份，如鑄、鍛車間小型毛坯熱處理工段，機械加工生產(chǎn)線上的感應(yīng)

加熱淬火部份，可分屬各有關(guān)車間外，熱處理通常宜作為獨立的車間，以利生產(chǎn)

技術(shù)的發(fā)展、產(chǎn)品質(zhì)量的提高和進行成本核算.

5.2基本工作人員

在規(guī)劃設(shè)計中，基本工人數(shù)量的確定是按指標進行估算，每一基本工人的產(chǎn)

量參考指標如下表格.在初步設(shè)計階段則要根據(jù)加熱設(shè)備及其他生產(chǎn)設(shè)備的實際

定員數(shù)和負荷率計算確定：基本工人數(shù)二計算設(shè)備的年負荷時數(shù)*設(shè)備定員數(shù)/

工人年時基數(shù).設(shè)備定員數(shù)應(yīng)根據(jù)實際需要，盡量考慮多機臺管理，減少設(shè)備

定員，使工人滿負荷工作，提高勞動成產(chǎn)率.

序號設(shè)備類型熱處理工序每臺設(shè)備所需人

數(shù)

1RX3-75-9型中溫箱式爐X6等溫退火1

2RDM-45-13型埋入式高溫鹽浴爐XI一次預熱所用的1

爐子

3RDM-70-8型埋入式中溫鹽浴爐XI二次預熱中的1

第一次預熱

4RDM-45-13型埋入式高溫鹽浴爐XI第二次預熱1

5RDM-90-13型高溫鹽浴爐XI淬火1

6RDM-35-6型埋入式低溫溫鹽浴爐XI分級淬火1

7RJ2-55-6型低溫井式電阻爐XI回火1

8噴砂（丸）機XI清理1

9清洗機XI清洗1

105名輔助+2名工程技術(shù)人員+1名管理人員+1名服務(wù)人員10

+1名電工

合計24

六、車間用電與用水量的計算

18

6.1車間用電量的計算

工藝用電是指熱處理各工序加熱金屬用的電能.

每年的平均耗電量Q年二PXd）XKXkl（公式7-1）

式中Q年一一年平均耗電量

P——爐子的功率

①一一爐子的年時基數(shù)

K——爐子的負荷率

kl——爐子的功率利用系數(shù)，普通不超過0.5,這里取0.5.表6-1熱處理車間

設(shè)備明細表

等溫退火，使用的設(shè)備是RX3-75-9,功率75kw,年時基數(shù)共18839.47h,備負

荷率為0.83,故：Q1=75X18839.47X0.83X0.5=586378.5kw-h

同理可得

預熱，設(shè)備為RDM-45-13Q2=35X5926.08X0.7914X0.5=82073.24k\v?h

淬火冷卻預熱，使用設(shè)備為RDM-90-1303=75X7139.38X0.8423X

0.5=225506.24kw?h

淬火加熱預熱，設(shè)備為RDM-35-604=90X7269X0.7446X0.5=260469.Olkw?h

回火,設(shè)備為RJ2-55-6Q5=55X3090X0.825X0.5=70104.38kw?h

綜上所述：每年的平均耗電量Q年=Ql+Q2+Q3+Q4+Q5=1044606.96kw-h

6.2車間全年用水量的計算

根據(jù)文獻《熱處理車間設(shè)計》第八章內(nèi)容，熱處理車間全年生產(chǎn)用水包括如下幾

個方面：

淬火、回火冷卻、法藍、清洗、酸洗等工藝用水

Wl=Ae（m3/年）

式中W1一一某種工藝年用水量（m3/年）

A——工藝