年产500吨的热处理车间设计_课程设计论文

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毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

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涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神□优□良□中□及格□不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度□优□良□中□及格□不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力□优□良□中□及格□不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性□优□良□中□及格□不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）指导教师：（签名）单位：（盖章）年月日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）评阅教师：（签名）单位：（盖章）年月日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况□优□良□中□及格□不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况□优□良□中□及格□不及格3、学生答辩过程中的精神状态□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格评定成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）年月日教学系意见：系主任：（签名）年月日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)第四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)第六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 (38)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Φ80×80 0.85Φ115×115 3.13 车刀A5 0.28A6 0.641.3 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。

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 =249×2×8×（1-6%）=3744.96≈3745（h ）1.3.3 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 ）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2-1 W6Mo5Cr4V2的化学成分牌号 化学成分（质量分数）/% C W Mo Cr V Co Si MnS P ≤ W6Mo5Cr4V2 0.80 ~0.90 5.50~6.75 4.50~5.50 3.80~4.40 1.75~2.200.20~0.45 0.15~0.40 0.030 0.0302.1.2 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：mm）品种规格 D d B 齿轮铣刀M2.25 60 22 8.2M10 120 32 31.0 齿轮铣刀的外形如图2-1所示。

品种规格滚刀Φ80×80Φ115×115品种规格尺寸车刀A5 8×8×63 A6 19×19×1502.2 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/mm)介质温度/℃时间(s/mm)W6Mo5Cr4V2 850 2 炉冷至750℃，保温≤255850 24 中性盐1200~1220①6~15 油560℃，3次，≥621230②≥634h，再炉冷至550℃，出炉空冷浴1240③每次1h，空冷≥64 1150~1200④20 ≥60注：①高强薄刃刀具淬火温度②复杂刀具淬火温度③简单刀具淬火温度④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8×8×63）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19×19×150）由于尺寸较大，选用二次预热法预热。