年产1000t热处理车间--课程设计

一、车间的任务和工作制度

1.1 车间生产任务

本次设计热处理车间的生产任务是年产1000t，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30吨，故热处理车间的实际生产任务为970吨/年。则六种刀具各自的年产量为161.7吨，见表1-1

表1-1

序号品种规格单重(kg) 热处理件重量 1 齿轮铣刀M10 1.41 161.7t

M5.5 0.53

2 车刀A10 0.002

A12 0.004

3 锥柄钻Φ11.8X85 0.105

Φ14.1X192 0.325

1.2 车间的工作制度及年时基数

1.2.1 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。本设计采用二班制。

1.2.2 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5%。

计算F设的值，F设 =249×2×8×（1-5%）=3744.96≈3783（h）

1.2.3 工人年时基数

工人年时基数可依据下式计算：

F人=D人n（1—b%）

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 =249×8×（1—4%）=1912.32≈1912（h）

二、工艺分析和设备选择

2.1 材料选择及刀具规格

2.1.1 材料的选择

本设计车间的生产产品为齿轮铣刀、锥柄钻、车刀。查查《热处理工艺规范数据手册》P94及《热处理工艺设计与选择》P194，可知三种刀具宜用高速钢类，最终材料的选择是车刀选用w6mo5cr4v2，锥柄钻选用w9mo3cr4v，齿轮铣刀选用w18cr4v。

2.1.2 刀具规格尺寸

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》，各刀具的尺寸数据如下：

表2-1

品种规格 D d B

齿轮铣刀M10 120 32 31.0

M5.5 95 32 17.3

表2-2

品种规格尺寸

车刀A10 10x6x4

A12 12x8x5

表2-3

品种规格

锥柄钻φ11.8×85

φ14.1×192

2.2 工艺设计

2.2.1 工艺路线

高速钢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《热处理工艺与实践》P116-119，得三种材料工艺参数如下：

表2-4 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

备注

加热温度/°C 保

温

时

间

/h

冷却温度

/°C

时间

（s/mm

)

介

质

温度°

C

时间

（s/

mm

W6Mo 5Cr4V2 850 2 炉冷至

750℃

，保

温 4h，

再炉冷

至

550℃

，出炉

空冷

850 24

中

性

盐

浴

1200~

1220

12~

15

油

560

℃，

3

次，

每

次

1h，

空

冷

薄刃刀具

1230 复杂刀具

1240 简单刀具

1150~

1200

20 冷拉模具

W18cr 4v 870 2 炉冷至

750℃

，保

温 4h，

再炉冷

至

550℃

，出炉

空冷

850 24 1260~

1280

12~

15

560

℃，

3

次，

每

次

1h，

空

冷

薄刃、复

杂刀具

1280~

1300

12~

15

简单刀具

1200~

1240

15~

20

冷作模具

W9mo 3cr4v 850 2 炉冷至

750℃

，保

温 4h，

再炉冷

至

550℃

，出炉

空冷

850 24 1210~

1250

12~

15

560

℃，

3

次，

每

次

1h，

空

冷

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。