2022年热处理车间的设计.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 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 实行 “购买一批、自制一批、改造一批、剔除一批”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取 ,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需迎头赶上,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 代化进展；热处理工艺专

2、业化生产有利于采纳新工艺、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,必需特殊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：（1）确定材料、服役条件、对材料性能的要求；（2）确定零件外形、尺寸；（3）车间生产纲领、工作制度、年时基数；（4）确定工件加工工工艺流程、确定热处理工艺；（5）依据热处理工艺挑选适当的热处理设备；（6）合理设计工件热处理生产线（7）对公共系统设计的要求；（8）生产安全与环境爱护；（9）工艺设备

3、平面布置图与设备明晰表；2. 丝杆的工作条件、失效形式、性能要求、确定选材丝杆是各类机床上的重要零件之一,它是机床上最常见的一种将旋转运动转变为- 1 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 直线运动或直线运动转变为旋转运动的传动、定位功能部件,它有较高的精确度和尺寸 稳固性,广泛应用于各类机床的传动进给机构和调剂移动机构,能够保证直线运动的精 确性和匀称性；它的精度高低,直接影响到机床的加工精度,影响加工中心、坐标镗床 的定位精度和测试仪器的测量精度；所以,丝杆是这类机床和仪器的关键零件之一；精 密丝杆的热处理,工

4、艺比较复杂,质量要求较高,影响因素较多,需要仔细分析对待；常见的击穿丝杆主要有梯形丝杆和滚珠丝杆两大类；一般机床普遍使用的是梯形丝杆,而滚动丝杆用于传动效率高,动作灵敏,进给匀称平稳,低速无爬行,定位精度 和重复精度高,使用寿命长,广泛应用于数控机床和加工中心上；（1）工件条件与常见失效形式 丝杆一般在机床上由两点或几个支点来支撑运行进行旋转运动,推动螺母及连接的滑 板等零件进行平移；丝杆于螺母的螺纹牙齿侧面相对滑行,丝杆每转一周就推动一个螺 距,螺母存在很大的摩擦力,螺母与丝杆齿形面易于磨损,而且一根丝杆仅仅一部分磨 损严峻,引起螺距误差进而影响精度；滑动丝杆的主要失效形式是由于磨损或塑性变

5、形而丢失精度；由于丝杆精度的高低 直接影响螺纹车床、螺纹磨床、铲床、坐标镗床和测量仪器的加工精度、定位精度、或 测量精度；在这些机床的仪器中,丝杆是实现精确定位和精密加工的关键环节之一；滚珠丝杆工作常常承担弯曲、扭转、疲惫、冲击,同时在滑动与转动部位承担摩擦 作用,其工作表面承担较大的接触应力；滚珠丝杆主要的失效形式是解除疲惫破坏（既 疲惫剥落,俗称麻点） ,同时也存在机械损耗磨损；随着高精度、自动化数控车床的大 量应用,它要求在高进给速度下工作平稳和高定位精度,故应使用滚珠丝杆副以削减摩 擦阻力；滚珠丝杆的动、 静摩擦系数相差微小, 在静止、低速和高速时摩擦距几乎不变,传动灵敏、平稳、低速无

6、爬行;传动效率可达 90%以上,比梯形丝杆副高24 倍,可消除轴向间隙,提高轴向刚度,预拉伸安装可削减丝杆的受热伸长量,因而定位精度和重 复高精度；由于滚珠丝杆具有一系列优点,因此它不仅广泛应用于数控车床,而且在普 通车床上也逐步推广应用；（2）主要性能要求 丝杆整体要有肯定的刚度要求和强度,在工作中不能产生大的挠度和塑性变形,因此必需具有较好的综合力学性能和高的尺寸稳固性；同时其相关工作部位（滚道、轴 径）也要求具有高的磨损抗力,高的接触疲惫强度既具有高硬度、高强度与足够的耐磨- 2 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - -

7、 - - 性；仍要求丝杆在工作过程中,具有传动灵敏平稳、定位精度和重复精度高等要求；对于在腐蚀介质和较高温度下工作的丝杆,仍要求具有耐腐蚀性和耐热性等；3丝杆材料的挑选 依据丝杆在机械上所起的作用啊、对精度的要求以及它承担载荷大小的才能,可分为一般丝杆（梯形丝杆精度79 级,滚珠丝杆为DH 级）和精密丝杆（梯形丝杆精度 6 级以下,滚珠丝杆为 硬丝杆（软丝杆）；C 级）；依据热处理情形又可分为淬硬丝杆（硬丝杆）和不淬丝杆材料第一要严把原材料的验收,应依据国家标准进行逐项检验,特殊是原材 料的表面质量（主要是对原材料的外观、外形、表面缺陷）检验、化学成分检验和内部 质量（即内部组织缺陷,如疏松、

8、夹渣、偏析、脱碳等）检验,合格后方能投产；一般精度软丝杆,应用很普遍,如机床上78 级的定位丝杆、手动进给丝杆等,由于其加工便利、制造成本低,故对使用材料的性能要求不高,多用于一些常见的中碳 钢和中碳低合金钢；对于高精度精密软丝杆,其精度在6 级以上、硬度在35HRC 以下的精密丝杆,多用于轻载荷、工作频率低、 润滑条件好的结构钢种； 他常用碳含量较高的钢, 如 T10A、T12A 等他对材料的要求,除与一般精度软丝杆相像的条件外,仍要求材料的磨削性能 好、不易磨焦表面、产生磨裂的敏锐性低、磨削表面粗糙度低等；对于高精度高精密硬丝杆而恶言,要求其心部具有肯定的强度和塑韧性,表面滚道 要有高硬度

9、（一般为 5863HRC）,以保证有足够的承载才能,能够带动很重的载荷自由的精确运动, 这就要求所使用的材料的抗拉强度要达到7001000MPa,仍有肯定的韧性和精度稳固性,工件在制造过程中仍要求有良好的冷热加工工艺性能；（1）梯形丝杆用材一般精度（指 79 级）丝杆对于轻载荷常用非合金中碳结构钢（如45、50 钢）制造,经正火、调制处理,或用冷这一切削钢（如Y45MnV ）直接机械加工而成；对于又耐磨性能要求的可选用调质非合金或低合金结构钢（如 45、45Cr 钢）,经感应加热表面淬火后使用；用于测量、受力不大的丝杆可选用调质非合金结构钢（如 45、40Cr 钢）经感应加热后直接使用；高精度

10、（指 6 级以上）的丝杆对轻载荷常用非合金 （碳素）或低合金工具钢 （如- 3 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - T10AT12A 或 9Mn2V 、CrWMn 钢）制造,经调质或球化退火处理；对于工作频率高的丝杆常用低合金工具钢（如9Mn2V 、CrWMn 钢）制造、整体淬火,仍可采纳高级渗碳专用钢（如 38CrMoAlA 、35CrMo 钢）制造并经渗氮处理,用于承担较高温度场合；对于要求耐磨的小规格丝杆可用渗碳低合金钢（如 淬火加低温回火后使用；对于在高温下工作的丝杆可采纳沉淀硬化不锈钢（如 固熔加时效处

11、理后使用；（2）滚珠丝杆用材20CrMnTi 钢）制造,经渗碳加0Cr17Ni4CuNb 钢）制造,经低精度轻载荷滚珠丝杆可选用非合金（碳素）结构钢（如45、50 钢）制造,经正火、调质处理；有些可选用冷轧成型钢（如冷轧60 钢）直接使用；高精度、重载荷滚珠丝杆多项用低合金工具钢（如9Mn2V ,CrWMn 钢）和滚动轴承钢（如 GCr15,GCr15SiMn）制造,采纳感应加热表面淬火,也有采纳火焰加热表面淬火或整体淬火的；小规格滚珠丝杠习惯性选用渗碳钢（如20CrMnTi 钢）,经渗碳 +淬火+低温回火后使用；某些热处理时易变形的高精度滚珠丝杠可选用专用渗碳钢（如38CrMoAlA 钢）制

12、造,经渗氮处理后使用；在 腐 蚀 性 和 高 温 环 境 下 工 作 的 滚 珠 丝 杆可 选 用 沉 淀 硬 化 不 锈 钢 （ 如1Cr15Co14Mo5VN,0Cr17Ni4Cu4Nb 钢）制造,经固熔处理 +时效处理后使用；图 2.03 滚珠丝杆材料的挑选- 4 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 综上阐述 C8599 铲床丝杆挑选 20CrMnTi ；20CrMnTi 是性能良好的渗碳钢, 淬透性较高, 经渗碳淬火后具有硬而耐磨的表面与 坚强的心部,具有较高的低温冲击韧性,焊接性中等,正火后可切削性良好

13、；用于制造 截面 30mm 的承担高速、中等或重载荷、冲击及摩擦的重要零件,如齿轮、齿圈、齿 轮轴十字头等；20CrMnTi 钢的化学成分见下表：20CrMnTi 钢化学成分（ GB/T 12992000） /% 成分C Si Mn Ti Cr P Ni Cu S 含量0.170.23 0.170.37 0.801.10 0.040.10 1.001.30 0.030 0.030 0.030 0.0303 零件外形、尺寸工件名称： C8599铲床丝杆,使用材料为 20CrMnTi；4. 车间生产纲领工作制度、年时基数 生产纲领 一个热处理车间或工段所承担的生产纲领,是设计热处理车间的基础；只有

14、明确了- 5 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 车间的纲领,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；所谓生产纲领,第一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；以满的结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果是行之有效的结果；热处理工艺设计是热处理车间设计的中心环节,是设备挑选的主要依据；所确定的 热处理工艺必需先进、牢靠、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,节约能源及劳动量；采纳先进工艺

15、应经过技术经 济论证或试验讨论,取得可信的试用成效；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；这些就是依据产品零件图纸所规定的技术所打算的；热处理车间仍应当承担本企业自制的切削工具、各类模具、机械修理备件、配件的热处理任务,依据其任务量的大小确定车间的设置；为提高设备负荷率,应尽量结合车间的特点接受对外协作任务, 对于比较固定的长期协作任务, 也应列入车间生产任务内；工作制度、年时基数依据车间生产性质和任务,一般单件小批量生产性质的综合热处理车间,应采纳两班工作制；其中个别工艺周期较长应连续生产的设备或大型设备应考虑三班工作制；安装在生产流水线

16、上的热处理设备,应与生产线生产班制相一样；具体见表 4.01；1）设备年时基数为设备在全年内的总工时数,等于在全年日内应工作的的时数减去各种时间缺失,即：式中F设 设备年时基数（ h）；F 设D Nn1b%（公式 4.01）D设 设备全年工作日,等于全年日数（休日（ 104 天）=251 天；N 每日工作班数；365 天）-全年假日（ 10 天）-全年星期双n 每班工作时数,一般为8 小时,对于有害健康的工作,有时为6.5 小时；b 缺失率,时间缺失包括设备检修及事故缺失,工人非全日缺勤而无法准时调度的缺失,以及每班下班前设备和场地清洁工作所需的停工缺失；2）工人年时基数式中F人D 人 1b

17、% 公式 4.02 F人 工人年时基数（ h）；- 6 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - D人 工人全年工作日,等于全年日数（双休日（ 104 天）=251 天；365 天）-全年假日（ 10 天） -全年星期表 4.1 热处理车间设备和工人年时基数项目生产性质工作全年每班工全年时间缺失年时班制工作日作时数（%）基数一、设备一般设备连续工作制3 355 8 9 7722 重要设备阶段工作制3 251 8 16 4718 小型简易热处理炉阶段工作制3 251 8 7 5571 大型复杂热处理炉连续工作制3 355

18、 8 14 7326 二、工人一般工作条件251 8 8 1830 较差工作条件251 8 12 1748 b 时间缺失率,一般取4%,时间缺失包括病假、事假、探亲假、产假及哺乳、设备请扫、工作休息等工时缺失；本车间设备年时基数7722h,工人年时基数1830h；5 工艺分析5.1 工艺分析的基本原就 热处理工艺设计是热处理车间设计的中心环节,是设备挑选的主要依据；所确定的 热处理工艺必需先进、牢靠、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,节约能源及劳动量；采纳先进工艺应经过技术经 济论证或试验讨论,取得可信的试用成效；热处理技术条件： 气体渗氮后

19、渗氮层纵深度0.4mm,表面硬度 650HV,渗氮层脆性- 7 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 级,单边磨去 0.05mm 后,硬度 600HV,径向跳动0.05mm；C8599 铲床丝杆加工工艺流程下料 70mm 1638mm 车外圆调质粗车去应力处理精车螺纹低温时效研中心孔半精磨外圆磨螺纹气体渗氮研中心孔精磨螺纹及外圆C8599 铲床丝杆热处理工艺规范：调质去应力处理低温时效气体渗氮调质： 860880加热,保温 1.5 2 小时,油冷； 580600加热回火 68 小时,炉 冷至 300以下出炉；去

20、应力处理： 550600 68 小时；- 8 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 低温时效： 180220 812 小时；气体渗氮：图 5.01 C8599 铲床丝杆调质与气体渗氮工艺图热处理工艺解析1. 调质 ：获得匀称细密的回火索氏体组织,细密的索氏体金相组织有利于零件精 加工后获得光滑的表面；同时,也使主轴具有良好的综合力学性能,经淬 火后高温回火,其硬度可达 220一250 HBS；2. 去应力时效 ：排除工件内部的残余内应力,尽可能削减工件的变形,为后续工序渗氮 奠定基础；3.低温时效 ：尽量削减精机械

21、加工后所导致的残余内应力,稳固工件尺寸；4.气体渗氮 ：工件的变形小,表面有更高的硬度和耐磨性,疲惫强度高,同时又有高的 抗腐蚀性和热硬性；6 热处理设备选用选用适当的热处理设备依据是热处理工艺的类型,产品零件的特性,即零件外形、尺寸、质量和材料,产品技术要求和精度,产品生产量和劳动量,所用的能源、气氛及淬火介质的物质条件；C8599 铲床丝杆的调质处理使用RJ2-95-9 型井式电阻炉；去应力处理使用使用- 9 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - RJ2-95-9 型井式电阻炉；低温时效使用 RN-140-6

22、型井式气体渗氮炉；热处理炉技术参数如下：RJ2-95-9 型井式电阻炉；气体渗氮炉使用型号额定功率 /KW 相数电压/V 额定温度升温时间工作空间尺寸RJ2-95-995 3 380 950 22 800 2000 3 380 650 2RN-140-6140 800 3500 6.01 电阻炉炉体结构6.11 炉架和炉壳炉架的作用是承担炉衬和加工在和以及支撑炉拱的侧应力；炉架通常用型钢焊接成型加架,型钢的型号随炉子的大小、炉衬材料和结构而已；轻质耐火砖和耐火纤维炉衬 的应用,大大地减轻了炉架的负荷；炉壳的作用是中护炉衬,加固炉子结构和爱护炉子的密封性,通常是用钢板复贴在 钢架上焊接而成；对小

23、型电阻炉,也可不设炉架,用厚钢板焊接成炉壳,同时起钢架作用；炉壳钢板厚度一般取2-6 慢 mm,炉底用较厚钢板,侧壁用较薄的钢板制作；空气介质炉的炉壳一般采纳断续焊接,壳控气氛炉采纳连续焊接；6.1.2.2 炉衬炉衬的作用是爱护炉膛的温度、 造成炉膛良好的温度匀称度和削减炉内热量的散失；炉衬也应削减自身的储蓄热；炉衬由炉底、炉壁、炉顶组成；电阻炉炉衬多用轻质耐火砖（密度为 400-1000 / ）和耐火纤维砌筑,只有在需特殊加固和支撑的部位才采纳重质砖； 炉底 炉底的结构受电热元件安装方式、 炉底板、导轨和炉内传动装置的影响；通常箱式电阻炉炉底结构是在炉底外壳钢板上用保温砖砌成方格子状,然后再

24、格子中填充松散的保温材料,再起上面平铺1-2 层保温砖,之后再铺一层轻质砖,其上它置支撑炉底板或导轨的重质砖和电热元件搁砖；采纳辐射管电热元件的路子,炉底常用耐火纤 维预制块铺设；炉底设有导轨的炉子,炉底应考虑导轨的支撑和固定；炉墙中温炉的炉墙一般分两层, 内层为耐火层, 常用轻质砖； 外层为保温砖；高温炉炉壁常采纳三层,内层用高铝砖；中间层用轻质粘土砖；外层用保温砖；低温炉 常采纳在双层钢板内填充保温材料的结构；井式炉炉墙常砌成如下列图的结构；耐火纤 维的应用,使炉衬结构多样化,有全纤维炉衬、复合纤维炉衬,以及在砖墙中加纤维夹 层等形式,炉衬厚度也相应减薄；确定炉衬厚度的基本原就是保证炉外壳

25、温度不超过许 可的温升（一般为 50-60 ）；表为炉膛温度与炉衬厚度及结构；炉墙的结构仍应依据电 热元件的支撑方式进行设计；耐火纤维炉衬的结构有衬面粘贴、层铺、叠铺等形式；炉墙砌筑应以炉子中心为基准,砖缝要错开,炉墙转角处相互咬合,保证整体结构- 10 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 强度；炉墙每米长度留 5-6mm膨胀缝,各层间膨胀缝应错开,缝内填入马粪纸或纤维,炉温低 800的炉墙壳不设膨胀缝； 炉顶 炉顶结构形式主要有拱顶和平顶两种形式,少数大型炉用吊顶；砖砌的热处理炉大多采纳拱顶；耐火纤维炉衬常用

26、预制耐火纤维块作平顶；拱顶的同心角成为拱角,一般采纳 60,拱顶跨度较大且 3.944m 时采纳 90 ；拱顶重力及其受热时产生的膨胀力形成推力作用于拱角上；拱顶采纳与拱角相应的契形砖砌筑,其上再铺或砌以轻质保温材料,拱角就用密度为 1.0-1.3g/的拱角砖砌砖筑；拱顶灰缝不大于 1.5mm,拱顶砖斜面应与拱角相适应,不得用加厚灰缝或砌制斜面的方法找平；拱角砖与共脚之 间必需撑实,拱顶应从两边拱脚分别向中心对称砌筑；跨度小于 3m 的拱顶应在中心打 入一锁砖；跨度超过 3m,应匀称打入三块锁砖,锁砖插入深度为砖长的 2/3 ,然后用木 槌打入；拱角砖的侧面紧靠拱角梁,以支撑侧推力；拱顶的砌法

27、有错砌和环砌两种；错砌比较常用,但拆修不便利,一般间隙炉采纳此法；环砌多用于连续式炉或工作 温度较高,拱顶易坏的场所；6.1.2.3 炉口装置 炉口装置 路口装置包括炉门（炉盖） 、炉门导板（炉面板）和压紧机构,有时仍设有密封帮助 装置；炉口装置在保证装出料要求的前提下,炉口应密封好,有足够的保温才能,热缺失 小,保持炉前区有良好的温度匀称度；炉门应大于炉口,通常炉门与炉口每边重叠 65-130mm.对可见控气氛炉,炉口应严格密封；炉门外壳一般用灰铸铁铸造,或用钢板焊成, 应对焊缝进行去应力退火, 以削减使用时炉门的变形；炉门热面砌轻质砖,外层加保温砖或用耐火纤维预制块砌筑；炉门、炉盖砌筑尺寸

28、见表；炉门砌体表面应从四周向中间逐步凹陷3-5mm,装电热元件的炉门,其搁丝砖应比门边框缩进 10-15mm；炉门框和炉盖板为防止炉口受热发生弯曲变形,常用铸铁和铸钢制成,或用耐热钢 制作,有时仍加设水套；为防止炉口火焰或热辐射直接传给炉子门框,炉口的四周常为 耐火砖砌体,即炉门框从炉口向外退缩肯定距离,约 50-80mm；炉或滚轮滑入炉门框上 的契形滑槽或滑道沟内,炉门越向下,炉门越压紧炉面板；炉门面板与炉门之间装有石 墨石棉盘根；仍利用斜炉门靠炉门自重向里的水平分力压紧；对密封要求严格的炉口装 置,需借人力或机械力进行压紧； 常用的人力压紧装置是借凸轮、 螺杆或连杆机构压装；机械力密封装置

29、常用的有借气缸推拉力把炉门推下,借斜炉门自重压紧,或推动曲柄连 杆压紧,也有借弹簧力拉动曲柄连杆机构将炉门压紧,对于耐火纤维炉口应防止炉门升 降时将其拖坏,通常用定向轨道来解决；炉门侧边的滚轮沿轨道升降,而轨道仅在炉门 落下的终点（两个滚轮有两个点）向内弯曲使炉门压紧炉门框,其余位置,离开炉框,与耐火纤维炉口分别；c. 确定热处理炉生产率热处理炉在单位时间内可完成肯定热处理工序零件的重量即为生产率,以 Kg/h 或件/h 计；为使不同规格和炉型热处理炉进行比较,生产率仍可以单位炉底面积或单位炉- 11 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 29 页精选学习资料 - -

30、- - - - - - - 膛面积在单位时间内的产量运算；平均生产率是指热处理炉在一般正常使用条件下所达到的生产率,是热处理炉处理各类不同零件完成肯定工序,在较长时间稳固使用后,统 计生产数据所运算出来的生产率（如表 3.1）；表 3.1 单位炉底面积的平均生产率参考指标炉子类型退火正火淬火回火气体渗碳固体渗碳箱式炉4060 100120 80100 310 推杆式炉6070 120160 100125 3545 输送带式炉120160 100125 立式旋转炉100120 80100 台车式炉3550 6080 5070 812 双台车式炉6080 120140 100120 1215 振底

31、式炉140180 100120 d. 热处理炉的运算 依据热处理零件分工的年处理量,分别采纳各工序的平均生产率,可以运算得出某 项设备所承担热处理任务的年负荷数,再依据该项设备的工作制度所确定的年时基数,即可运算得出该项设备的负荷率并确定台数；设备需要量可依据热处理工序生产任务和设备生产才能运算出设备年负荷基数,再 运算设备需要量；具体运算见表 3.2 和 3.4；1. 设备年负荷基数 设备年负荷基数 G 为：式中GQ /p公式 3.1 Q -设备年需完成的生产量（Kg/年）p -设备生产率（ Kg/h）2. 设备数量运算CG /F公式 3.2 - 12 - 名师归纳总结 - - - - -

32、- -第 12 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 式中 F -设备年时基数（ h）表 3.2 热处理设备运算表序号设备名称用途生产率 Kg/h 年处理量 /t=生产率设备年时基数（ 7240 h）1 井式电炉回火、稳固、时效30 217.2 2 井式气体氮化炉氮化29 210 每个工件的质量小于140kg,RJ2-95-9 型井式电阻炉最大装载量1600kg,RN-140-6型井式气体渗氮炉最大装载量将近3000kg；综合考虑炉膛尺寸,最大装载量等可知RJ2-95-9 型井式电阻炉每次可处理最大 12 根丝杆,RN-140-6 型井式气体渗氮炉每次可处理最大 2

33、4 根丝杆 . 调质过程型号设备年需完成设备生产率设备年时基数设备数量 C 的生产量（t/年）（Kg/h）P （h）F Q RJ2-95-9 型井231.66 30 7722 1 式电阻炉低温时效过程型号设备年需完成设备生产率设备年时基数设备数量 C 的生产量（t/年）（Kg/h）P （h）F Q RJ2-95-9 型井231.66 30 7722 1 式电阻炉气体渗氮过程型号设备年需完成设备生产率设备年时基数设备数量 C 的生产量（t/年）（Kg/h）P （h）F Q RN-140-6 型井231.00 29 7722 1 式气体渗氮炉- 13 - 名师归纳总结 - - - - - - -第

34、 13 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6.2 淬火冷却设备1 淬火冷却槽购置炉子要考虑工艺的通用性,即淬火+回火使用应用灵敏性、精密定位、自动控制才能,工件定位精确,运行平稳牢靠；由全固态晶体管感应加热电源和数控淬火机床组成的高频淬火系统具有很高的柔性,通过程序的编制, 在淬火过程中变更程序的指令,能很简单自动调剂电源的输出功率、通电和断电时间、喷液开头终止时间、工件加热冷 却长度、工件的移动速度、延时加热冷却时间、提前喷液时间,这样对同一工件的不同 部位尺寸、位置 要求不同淬硬层深度的可用同一个感应器,采纳一次装夹连续淬火的 方式就能很简单达到技术要求 且

35、可使硬化层连续过渡分布； 该技术和热处理工艺结合,可完成盘类、齿轮类、套管类、轴类零件的内孔外表面的高频淬火,可实现连续淬火、同时淬火、同轴分段连续淬火、同轴分段同时淬火和同轴分段同时连续淬火工艺；该技术特殊适用于要求不同的直径段具有不同硬化层深度,且淬硬层连续或不连续的多台阶轴类零件的热处理, 满意了多台阶轴类件各直径段的表面淬火硬度及淬硬层深度的特殊 要求,且淬硬层在台阶处能呈连续过渡,以削减台阶轴尖角应力和热应力的影响,保证 了轴件的强度,解决了汽车制造过程的关键技术问题；2 淬火冷却介质冷却系统 冷却形式真空炉的冷却有油冷和气冷；目前使用以气冷为主,由于气冷对热处理零件无任何污染和不良

36、影响油冷有表面微渗碳问题,对质量有影响,处理后零件表面洁净不需要清洗；所以,在满意冷却速度的条件下,一般以气冷淬火作为首选,这样可以 削减热处理后零件的清洗以及由此产生的污染；冷却是关键环节,特殊是氮气的情形；炉内设置的不同形式气嘴进行喷冷,气冷的 冷却速度主要受气压、流速、气流的形式、分布等影响,在进行挑选时要全面考虑；一 般情形,气压高、流速大、冷却速度快,即冷却速度是直接受到气压和流速的影响；另 外,气冷时换热器冷却水流量的大小对于实际冷却有明显影响；我们在不同炉同样的气 压和流量条件下比较说明, 冷却水流量大者冷却速度明显加快；冷却的匀称性非常重要,有一些真空炉喷嘴分布设计考虑不合理,

37、靠炉门一侧未设置喷气嘴,进行小零件处理时不明显,当处理零件尺寸较大时由于阻挡的作用,导致局部淬火不足、匀称性变差 17；- 14 - 气流流通不畅, 冷却速度有明显差异,名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6.3 可控气氛发生装置的挑选炉用可控气氛发生装置及操作要求可控气氛发生装置应设有防回火、熄火和过压等安全装置；在可控气氛管路上和火帘管上应设置安全切断阀；在炉温低于700 摄氏度可能熄火和压力过低有可能回火时,都应当自动关闭阀门；安全切断阀应当与温度掌握和路门开启装置取锁；在停炉后应打开炉门或发散管, 排除炉内

38、残存的可控气氛, 或用惰性气体进行吹扫；开路时,吹扫炉内的空气应高于着火温度下进行；当工艺要求在 700 摄氏度以下时,炉 内吹扫应在低温下进行,或用氮气吹扫,带炉内空气置换完毕,方可升盖；炉子应严格密封,并在正压下运行；路子仍应设防爆装置；3.4：热处理车间设备需求量见表6.4 帮助设备1 清洗设备 随着热处理工艺的进展和对环境卫生的要求日益提高零件热处理前后的清洗更加 重要；一些化学热处理工艺如渗碳、渗氮,操作前要求比较完全的除油,有的利用热处 理炉废气烧尽表面油污,以保证热处理质量；零件的热处理后除油,可防止回火过程中 产生大量的烟雾,污染环境,同时保持零件表面光亮；目前主要清洗设备有：

39、室内和输 送带式、悬挂输送链式、滚筒式清洗机、溶剂清洗及其他超净清洗设备；2 清理设备 为清理零件热处理后表面的氧化皮,可采纳喷砂机、喷丸机、抛丸机、喷丸清理滚 筒、砂轮机、抛光机、 酸洗槽等； 随着检验设备的进展, 过去常用酸洗方式清理氧化皮,现已多采纳喷丸清理,并进展了强化喷丸和应力喷丸等先进技术；表 3.4 热处理车间设备需求量表序号设备名称设备年时基数数量 台 设备电量 KW 备注1 井式电炉7722 2 每台合计95.0 190.0 2 井式气体氮化炉7722 1 140.0 140.0 - 15 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 29 页精选学习资料 -

40、 - - - - - - - - 3 中频电源1 500+350 850 4 淬火油槽2 可移动5 清洗槽1 20.0 20.0 6 冷水槽1 7 热水槽1 60.0 60.0 8 皂化槽1 60.0 60.0 9 浸油槽1 60.0 60.0 10 空油槽1 3 矫正设备矫正设备的类型及适用范畴见表 3.5：表 3.5 常用矫正设备及适用范畴设备类型 规格 主要用途三辊矫直机等径或径差很小零件矫直依据零件直径可选用的矫正设备规格及定额指标见表 3.6：表 3.6 矫正设备的规格及定额指标零件直径 /mm 设备规格 /t 定额指标 /件/h 5070 2540 4060 4 检查设备为检查零件

41、热处理后的硬度,一般采纳布式、洛式、肖式硬度计；检查薄件和浅渗层零件用维氏硬度计,检查大型零件用手提布式、肖式、大型悬臂式或龙门式布氏硬度计；为了特殊需要仍需要各式特种硬度计,如里式硬度计；为检查零件表面裂纹,采纳磁粉探伤仪,为检查零件内部质量,采纳超声波探伤仪、射线探伤仪；5 其他帮助设备其他帮助设备,包括焊接设备,如对焊机、钎焊机、高频焊接设备、存放工具夹装置,如工具架、吊具架、冷却盘、冷却坑,切取式样设备,如锯床、切割机、磨光式样设备等；为了正确制定工艺,进行质量检查和分析废品,除在企业中心试验室外,一般热处理车间为协作生产仍应设小型试验室,配置基本的化学分析和金相检验设备,以及渗层深度

42、检测仪,气氛组分分析装置等；检修间应配置必要的机械加工机床,制造必要- 16 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 的设备备件和为感应加热用感应器制造服务,以及为外表的检修校正服务；6.5 起重运输及机械化,自动化设备1 常规起重运输设备 起重设备依据设备安装、修理、工艺所需起吊运输最大零件重量以及工艺平面布置 打算,起重设备适用范畴及挑选原就见表 3.7；表 3.7 起重设备适用范畴及挑选原就设备名称常用规格主要适用范畴选用看法梁式起重机13 t 中小型设备修理,中小零件运输、装卸每一跨可选一台电动葫芦0.251 t 井式炉组,小型热处理车间表面淬火每条生产线可选用一组、酸洗、发蓝生产线的起重运输,工台序连接悬挂运输链