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。

在预热阶段，车刀由于尺寸较小，选用一次预热法预热；铣刀及锥柄钻由于尺寸较大，形状复杂选用二次预热法预热。预热的具体工艺参数下表。锥柄钻淬火温度选1250℃，车刀选1240℃，齿轮铣刀选1270℃。加热时间都选择12s/mm 。 表2-5

刀具 预热方法 炉型 加热温度/℃ 加热时间/(s/mm) 适用范围

车刀

一次预热法

盐浴炉

850

24

适于形状简单，截面较小的工件 齿轮铣刀、 锥柄钻

二次预热法

第一次预热 650 40

适于形状复杂或截面较大的工件

第二次预热

850 24

在淬火工艺中，车刀形状简单，直接使用油淬，即在油中冷却至350℃后空冷。对于形状较复杂的刀具，为了减小刀具畸变和开裂的倾向，都采用分级淬火工艺。齿轮铣刀和锥柄钻都采用一次分级淬火，将淬火加热后的工件放入620℃的中性盐浴炉中，保持一段时间（相当于淬火加热时间），然后空冷至室温。

2.2.3 各刀具工艺曲线

各刀具工艺曲线如图所示

(1)车刀工艺曲线

（2）锥柄钻工艺曲线

（3）齿轮铣刀工艺曲线

2.3 热处理设备选择

2.3.1预备热处理设备的选择

由《热处理设备》可知工件退火一般选用箱式炉。本设计等温退火温度为850℃，故选用中温箱式炉。查《热处理设备》P67，初步选用RX3-75-9型中温箱式炉，炉膛尺寸为1800×900×550（单位：mm），最大装料量1200kg，查《热处理手册》第三版第三卷表3-5知道炉温850℃时空炉升温时间为3.5小时。

装料时，工件与电热元件或工件与炉膛之间应保持一定的距离，查《热处理炉》附表22，RX3-75-9型中温箱式炉的有效装料体积为：

V =1430×770×500=550550000 mm3

炉冷速度一般为10~20℃/h，此处取15℃/h

则等温退火各阶段的时间：

t升温=3.5h，t保温=4+2=6h；t随炉冷=（750-550）/15=13.3h ；

上下料时间t上下=0.5h ；退火总时间t退火=3+4+2+13.3+0.5=23.3h (1)生产齿轮铣刀

（a)生产M10规格的铣刀，由表2-1可知该铣刀的尺寸，则该铣刀每一个所占的空间为：

v=120×120×31.0=446400mm3

n =V/v≈1233个

M=1.41n=1738.35kg＞1200kg

当n=851时M=1199.91kg≤1200kg

生产率为P=M/t退火=52.62kg/h

E1=161700/52.62=3140.41h

（b) 生产M5.5规格的铣刀，由表2-1可知该铣刀的尺寸，则该铣刀每一个所占的空间为：

v =95×95×17.3=156132.5 mm3

则，每炉可装该铣刀的个数为：n =V/v≈3526个

装料总重量为：M =0.1n =1868.78kg＞1200kg

所以，n取2264时，M=1199.92kg≤1200kg

生产率为P=M/t退火=51.49kg/h

年负荷时数 E2=Q/P=3140.41h

(2)生产车刀

(a)A10车刀 10×6×4

同上，计算各参数

v=240 mm3

当n=600000时，M=1200kg

P=51.50kg/h

E3=3139.81h

(b)车刀A12 12×8×5

v=480 mm3

当n=300000时，M=1200kg

P=51.50kg/h

E4=3139.81h

(3)生产锥柄钻

(a)生产φ11.8×85规格的锥柄钻

锥柄钻每一个所占的空间为：v =11.8×11.8×85=11835.4 mm3

则，每炉可装的个数为：n=V/v≈45617个

则，装料总重量为：M=0.105n=4884.29>1200kg

可取n=11428 M=1199.94kg

生产率为P=M/t退火=51.5kg/h

年负荷时数为：

E5=Q/P =3139.81h

(b)滚刀φ14.1X192滚刀每一个所占的空间为：

v=38171.5mm3

每炉可装的个数为：n=V/v≈14423个

装料总重量为：M=0.325n=4687.47kg>1200kg

所以n=3692时M=1199.9kg

生产率为P=51.5kg/h

年负荷时数为

E6=Q/P =3139.81h

综上所述，RX3-75-9型中温箱式炉用做等温热处理炉适用于所有产品，则该设备的年负荷时数为E=E1+E2+E3+E4+E5+E6=18839.47h;

设备数量为C=E/F设=4.98，C’=6 ;

设备负荷率为K=C/C’×100%=83% 符合二班制设备负荷率80%~90%的要求的要求。

2.3.2 预热处理设备的选择

预热时，分一次预热和二次预热两种工艺。各刀具采用的预热工艺见表2-5①一次预热法

由《热处理手册第四版第三册》P237~243初步选用RDM-45-13型埋入式高温盐浴炉，炉膛尺寸350×300×700（单位：mm），额定温度1300℃，预热温度850℃。加热系数为24s/mm。

a)生产车刀A10 由于该刀具采用一次预热法，在预热中加热时间为

t加热=24×4=96s

查《热处理工艺参数手册》P21，保温时间可按下列经验公式计算：

τ=αKD

式中

τ——保温时间（min）

α——保温时间系数（min/mm），查《热处理工艺参数手册》表1-18，本设计选取0.35

K——工件装炉方式修正系数，，通常取1.0~1.5本设计选取1.0

D——工件有效厚度（mm）

则A10的保温时间为

τ=0.35×1.0×4=1.4min= 84s

所以，该刀具预热工艺时间为t= t加热+τ=180s

车刀A10的装料设计

埋入式盐浴炉炉膛尺寸的设计如下图

工件距离熔盐表面的距离一般不小于30mm，本设计a取30mm；工件距离炉膛内壁的距离约为50mm，本设计b取50mm；熔盐表面与炉膛口的距离约为50~100mm，本设计c取50mm；电极下端距离炉膛底的距离d一般为50~70mm，本设计取50mm；电极高度由炉型而定，本炉型的电极高度e取113mm，则工件距离底部的距离大于163mm，本设计f取200mm。则，该盐浴炉工作空间尺寸大约为250×200×500（单位：mm）

车刀A10的尺寸为10X6X4，则装料方式可设计为横排10个，纵排15个，列排20个，即装料的方式为10x15x20。

综上，RDM-35-13型盐浴炉，一炉可以放置的车刀A10的个数为

n=10×15×20=3000个

则一炉装料量M=0.002n=6kg

生产率P=M/t=（6/180）×3600=120kg/h

设备年负荷时数E1=Q/P=161700/120=1347.5h

(b)车刀A12

该车刀采用的是一次预热法。

选用RDM-45-13型埋入式高温盐浴炉。该盐浴炉工作空间尺寸大约为250×200×500（单位：mm）。

计算该车刀预热时间为t= 225s

装料设计如下：对应工作空间尺寸，装料方式为10x10x15

综上，一次装载个数为n=1500个

一次装料量为M=0.004n= 6kg

生产率为P=M/t=96kg/h

设备年负荷时数E2=Q/P=1684.38 h

E=E1+E2=3031.88h

设备数量C=E/F设=3031.88/3783=0.801

C’=1 台

设备负荷率

K=C/C’×100%=80.1%

②二次预热法

第一次预热

本次预热初步选用RDM-70-8型埋入式中温盐浴炉，炉膛尺寸为450×350×700（单位：mm），额定温度为850℃，工作空间尺寸为350×250×500（单位:mm）。由表2-5可知，预热温度为650℃，加热时间是40s/mm。

(a)生产齿轮铣刀M10

同上，计算铣刀的预热时间为t= 1891s

装料设计如下：

对应工作空间尺寸，装料方式为2×2×13

综上，一次装载个数为n=52

一次装料量为M=1.41n=73.32kg

生产率为P=M/t=139.58kg/h

设备年负荷时数E1=Q/P=1158.48h

(b)生产齿轮铣刀M5.5

计算该刀具的预热时间为

t=1055.3s

对应工作空间尺寸，装料方式为3×2×15

综上，一次装载个数为n=90

一次装料量为M=0.53n=47.7kg

生产率为P=M/t=162.72kg/h

设备年负荷时数E2=Q/P=993.73h

(c)锥柄钻φ11.8×85

计算该刀具的预热时间为t=719.8s

对应工作空间尺寸，装料方式为3×15×30

综上，一次装载个数为n=1350

一次装料量为M=0.105n=141.75kg

生产率为P=M/t= 708kg/h

设备年负荷时数E3=Q/P=228.39h

(d)锥柄钻φ14.1×192

计算该刀具的预热时间为t= 860.1 s

对应工作空间尺寸，装料方式为15x10x2

综上，一次装载个数为n=300

一次装料量为M=0.325n= 97.5kg

生产率为P=M/t=408kg/h

设备年负荷时数E=Q/P=396.32h

綜上所述，以上四种刀具都选用RDM-70-8型盐浴炉，则盐浴炉处理各刀具所需年负荷时数的和为

E=E1+E2+E3+E4=2776.92h 设备台数C= 0.734，C’=1

设备负荷率K=C/C’×100%=73.4%

。

第二次预热

初步选用RDM-45-13型埋入式高温盐浴炉，炉膛尺寸为350×300×700（单位：mm），额定温度为1300℃，工作空间尺寸为250×200×500（单位:mm）。由表2-5可知，预热温度为850℃，加热时间是24s/mm。

（a）生产齿轮铣刀M10

预热工艺总时间为t= 1395s

对应工作空间尺寸，装料方式为串挂2×5×3

盐浴炉可以一次装载铣刀的个数为n=30

则一次装料量为M=1.41n=34.2kg

生产率为P=M/t=88.26kg/h

设备年负荷时数E1=Q/P=1832.09h

（b）生产齿轮铣刀M5.5

同理可计算出该刀具的第二次预热时间为t=778.5s

对应工作空间尺寸，装料方式为串挂2×8×4

装载个数为n=64

一次装料量为M=0.53n= 33.92kg

设备年负荷时数E2=Q/P=1030.86h

（c）生产锥柄钻φ11.8×85

预热工艺总时间为t=531s

对应于工作空间尺寸，装料方式为竖放15×10×4

综上，一次装载个数为n=600

一次装料量为M=0.105n= 63kg

生产率为P=M/t= 427.12kg/h

设备年负荷时数E3=Q/P= 378.58h

（d）生产锥柄钻φ14.1×192

预热时间为t= 634.5s

对应工作空间尺寸，装料方式为12×9×2

一次装载个数为n=216

一次装料量为M=0.325n= 70.2kg

生产率为P=M/t=398.3kg/h

设备年负荷时数E4=Q/P= 405.98h

综上所述，现选用RDM-45-13型埋入式高温高温盐浴炉处理以上刀具的年负荷时数之和为

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

设备台数C=0.964,C’=1

设备负荷率为K=96.4%，符合要求。

2.3.3 淬火加热设备的选择

淬火设备初步选用RDM-90-13型埋入式高温盐浴炉，炉膛尺寸为450×350×700（单位：mm），额定温度为1300℃，工作空间尺寸为350×250×500（单位:mm）。加热时间取12s/mm。

（a）车刀A10

t加热=48s

查《热处理工艺参数手册》P21，保温时间可按下列经验公式计算：

τ=αKD 其中α查表1-18取0.17，以下相同

τ=（0.17x1.0x4）x60=40.8s

则预热总时间t=48+40.8=88.8s

对应于工作空间尺寸，装料方式为17×20×30

一次装载个数为n=10200

则一炉装料量M=0.002n=20.4kg

生产率P=M/t=827.03kg/h

设备年负荷时数E1=Q/P=195.52h

（b）车刀A12

t=111s

对应于工作空间尺寸，装料方式为15×15×25

一次装载个数为n=5625个

则一炉装料量M= 0.004n=22.5kg

设备年负荷时数E2=Q/P=221.58h

（c）齿轮铣刀M10

t=688.2s

对应工作空间尺寸，装料方式为串挂2×3×3

一次装载个数为n=18

一次装料量为M=1.41n= 25.38kg

生产率为P=132.77kg/h

设备年负荷时数E3= 1217.94h

（d）齿轮铣刀M5.5

t=384.06s

对应工作空间尺寸，装料方式为串挂3×10×2

一次装载个数为n=60

一次装料量为M=0.53n= 31.8kg

生产率为P=298.08kg/h

设备年负荷时数E4= 542.48h

（e）锥柄钻φ11.8×85

t=261.96s

对应工作空间尺寸，装料方式为竖放10x10x5

一次装载个数为n=500

一次装料量为M=0.105n=52.5kg

生产率为P=721.49kg/h

设备年负荷时数E5= 224.12h

（f）锥柄钻φ14.1×192

t=313.02s

对应工作空间尺寸，装料方式为竖放7x10x2

一次装载个数为n=140

一次装料量为M=0.325n=45.5kg

生产率为P=523.29kg/h

设备年负荷时数E6= 309h

年负荷时数之和为E=E1+E2+E3+E4+E5+E6=2710.64h

设备台数C=0.717 C’=1

设备负荷率为K=71.7%

2.3.4 淬火冷却设备的选择

由于高速钢的合金含量高，因此具有很好的淬透性。高速钢淬火冷却方法主要有油冷、分级淬火、等温淬火三种，本设计主要采用油冷和分级淬火两种。1．淬火油槽将加热后的工件在油中冷却至300~400℃后，取出空冷。这种方法简单

易行，工件表面油迹烧尽后，可趁热校直。但冷速块，淬火应力大，容易引起畸变和开裂；同时，油燃烧时产生烟雾，污染工作环境。此法只适用于形状简单、尺寸较大的刀具淬火或单件的淬火。由于车刀形状简单，故采用油冷淬火。淬火槽主要由槽体、搅动装置、控温装置组成。槽体选用3~5mm（小型槽）的钢板焊成，周围附以型钢为加强肋，以提高其强度和刚性；底座由型钢制成，便于安装和运输。为保证工件淬入槽中或淬火介质膨胀时，淬火介质不致溢出槽外，以及便于介质循环冷却，一般在槽口边缘外侧设有溢流槽。盐浴炉用的淬火槽多为立方体，槽的长宽尺寸应大于最大炉底长宽尺寸，深度大于最长垂直淬火零件的长度。搅动装置选用螺旋桨搅动。控温装置分加热装置和冷却装置，加热采用管状加热元件置于淬火槽内将淬火介质加热；冷却采用更换淬火介质的方法.

分级淬火盐浴炉

分级温度一般为580~620℃。分级淬火可以大大减少畸变和开裂倾向。加热后的工件经分级停留后，工件表里温度都降低到分级温度，内外温差减小。随后，从分级温度在空气中冷却是，冷却速度比较缓慢，沿工件截面产生马氏体转变的不同时性减小，因而可显著减小组织应力和热应力，从而减小畸变可开裂倾向。分级淬火可分为一次、二次或多次分级淬火。本设计采用一次分级淬火，将工件放入580~620℃的中性盐浴中，保持一段时间（相当于淬火加热时间），然后空冷至室温。一次分级淬火用于一般刀具，操作简单，能保证质量。

选用RDM-35-6型埋入式低温温盐浴炉，额定温度为680℃，炉膛尺寸为350×450×665(单位：mm)，则工作空间尺寸大约为350×300×600（单位：mm）。为了便于工人操作，减少不必要的麻烦，各刀具装料方式仍然采用淬火加热时对应的的装料方式。即除了温度不同，其它所有分级淬火工艺跟淬火加热相同。故，使用RDM-35-6型盐浴炉处理各刀具的年负荷时数之和仍然

E=E1+E2+E3+E4+E5+E6=2710.64h

设备台数C=0.717 C’=1

设备负荷率为K=71.7%

2.3.5 回火设备的选择

高速钢的回火温度一般为550~570℃，保温时间通常为60min，回火次数不少于三次，每次回火冷却都要冷至室温。

选用RJ2-55-6型低温井式电阻炉

额定温度为650℃，外形尺寸1967X1470X2485炉膛尺寸为700（直径）×900（高），最大一次装料量750kg。设计一次装炉量为300kg，则生产率为300kg/h。该井式炉用于处理所有刀具，故其年产量为970t。

设备年负荷时数为 E=970000/300=3233.3h

设备台数 C=0.855 C’=1

设备负荷率为 K=85.5%

全部所要的炉子

等温退火的炉子:RX3-75-9型中温箱式炉X6

预热炉:

一次预热法

RDM-45-13型埋入式高温盐浴炉X1

二次预热法

第一次预热：RDM-70-8型埋入式盐浴炉X1

第二次预热：RDM-45-13型埋入式中温盐浴炉X1

淬火炉：

RDM-90-13型高温盐浴炉X1

分级淬火盐浴炉：RDM-35-6型埋入式低温温盐浴炉X1

回火炉:RJ2-5-6型低温井式电阻炉X1

2.3.6 热处理车间辅助设备的选择

起重运输设备

起重运输设备应根据所起吊零件的最大起重量，并考虑到零件吊具、吊架、垫盘及各种装料罐的重量，以及特殊设备的安装、维修等需要而进行选用。简单机械化热处理车间，主要采用吊车起重运输，如桥式起重机、梁式起重机、单轨吊车（单轨气动或电动葫芦）。本设计车间属简单机械化车间，且生产中小零件，故采用梁式起重机（起重5t），地面操作。车间内部运输可用手推车、电瓶车、电动平车。对车间外运输采用电瓶车、汽车。

清洗清理设备

为清除零件淬油后油污垢，可采用清洗槽、室式清洗机或输送带式清洗机，选用碱性清洗液或合成洗涤剂。为清理零件表面的氧化皮等，可采用喷砂机、喷丸机、清理滚筒、软砂轮机、风动砂轮机及酸洗槽等。如：可选用6GM-5M5R 履带式抛丸机。

校直设备

矫正零件淬火后的变形，可采用手动螺旋压床、油压校直机或机械压床进行校直

检查设备

为检查工件淬火或调质后的硬度，一般采用洛氏、肖氏、布氏硬度计。检查大型零件，采用悬臂式或龙门式布氏硬度计、手提式布氏硬度计。为检查零件表层裂纹，采用磁粉探伤仪、萤光探伤仪。为检查零件内部质量，采用超声波探伤仪。

刀具焊接设备

为切削工具焊接刀杆，用对焊机；镶焊刀头可用钎焊机或高频焊接设备。存放工夹具的装置一般中小工具可用工具架；大型热处理件的各式装配吊具，应专设吊挂具的支架及卸吊具的卸料坑。

切取试样设备为从零件上切取试样，可采用各种锯床或切割机。

其他设备视车间的规模和工艺需要而定，有的车间专设快速试验室，配有日常生产需要的金相、化学分析、渗碳层检查、煤气、保护气等分析试验设备；机修间配有一定的各式机械加工车床、气焊、电焊及制造感应器的钳工设备；仪表修理间配有简单的仪表校正维修设备；维修组配有维护、修筑各种炉子、装置的设备。

三、车间建筑物

3.1 热处理车间的位置

根据工厂的生产性质和特点的不同，热处理车间可以单独建筑厂房，也可以与工序相邻的车间共用一幢厂房。本设计车间采用独立的厂房建筑，与锻工车

间邻近。热处理车间如锻工车间的位置关系如图3-1所示。

3.2 车间的要求

热处理车间在生产过程中散发出大量的热、烟、蒸气以及其它有害气体。因此，对它有以下要求。

1、防火根据“关于建筑设计防火的原则规定”，热处理建筑物耐火等级一般为二级，要求隔墙、墙、地面、顶棚等必须耐火。对改建厂的木结构厂房用作热处理车间时，应根据防火要求作相应的防火处理。

2、通风条件厂房要有足够的高度，合理地开设天窗，使厂房有良好的自然通风条件，保证散热、逸出烟气和有害气体，确保厂房内的卫生和温度。

3、采光和消防厂房的结构、构造应注意防火，故厂房至少有一侧靠外墙，墙上对外开有大门，以便运输和防火。还应保证有良好的采光条件。

3.3 热处理车间面积指标

3.3.1车间面积的组成

热处理车间面积大小决定于生产规模（生产任务的大小）、各种设备的型号及其数量、工艺操作的需要等因素。根据用途，将热处理车间所占用的面积划分为三类：生产面积、辅助面积和生活面积。

生产面积是指进行各主要工序，辅助工序及与主要、辅助工序有关的操作所占用的面积。如退火、正火、淬火及回火、渗碳、氮化和感应加热小组中的炉子、加热装置及淬火槽（淬火机床）等。本身所占用的面积，操作所需的面积及工人在操作时所需通路的面积等，均属于生产面积。此外，与车间隔开的感应加热装置、喷砂（丸）、酸洗等室所占的面积也属于生产面积。校直、检查等工序的工作地也属于生产面积（检查也有放在辅助面积内的）。

辅助面积是指安设为生产服务的、不直接参与主要和辅助工序的机构所占的面积。其大小一般约占生产面积的30%~50%。辅助面积包括车间配电室、控制气体发生站、煤气发生站、油冷却装置（有时也可认为是主要设备）、修配室、仪表室、通风室、车间仓库、中间仓库、辅助材料库及车间总车道等所占的面积生活面积主要是设置一些与生活有关的处、所所占的面积。如办公室、会议室、更衣室、淋浴室、厕所等。为充分发挥工业建筑在生产上的作用、减少投资、不妨害生产起见，一般生活面积的位置设在车间外部较为合理，多半布置在车间外部的两侧或两端。但照顾到男女工人或工作人员的使用方便，又不能影响车间的将来发展。具体布置由土建考虑。热处理车间面积除上述三部分外，设计时还应考虑到所设计的热处理车间的发展远景，在生产面积中应留有备用面积。

3.3.2 车间面积指标

热处理工艺课程设计

热处理工艺课程设计 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】

热处理工艺课程设计高速高载齿轮的热处理工艺 姓名：成** 学号：******* 学院：扬州大学机械工程学院 专业：材料成型及控制工程 设计指导老师：黄新

前言 热处理工艺是金属材料工程的重要组成部分。通过热处理可以改变材料的加工工艺性能，充分发挥材料的潜力，提高工件的使用寿命。本课程设计是在《材料科学基础》﹑《金属热处理工艺学》﹑《失效分析》﹑《金属力学性能》等课程学习的基础上开设的，是理论与实践相结合的重要教学环节。通过该课程设计，可使学生在综合运用所学专业基础理论和专业知识能力方面得到训练，学会独立分析问题和解决问题的方法，提高工程意识和工程设计能力。 热处理工艺是整个机械加工过程种的一个重要环节，它与工件设计及其它加工工艺之间存在密切关系。如何实现工件设计时提出的几何形状和加工精度，满足设计时所要求的多种性能指标，热处理工艺制定的合理与否，有着至关重要的作用。 现代工业的飞速发展对机械零部件﹑工模具等提出的要求愈来愈高。热处理不仅对锻造机械加工的顺利进行和保证加工效果起着重要作用，而且在改善或消除加工后缺陷，提高工件的使用寿命等方面起着重要作用。为获得理想的组织与性能，保证零件在生产过程中的质量稳定性和使用寿命，就必须从工件的特点﹑要求和技术条件，认真分析产品在使用过程中的受力状况和可能失效形式，正确选择材料；再根据生产规模﹑现场条件﹑热处理设备提出几种可行的热处理方案，最后根据其经济性﹑方便性﹑质量稳定性和便于管理﹑降低成本等因素，确定出一种最佳方案。

箱式电阻炉(材料热处理课程设计说明书)

化学与材料工程学院 材料热处理课程设计说明书 学生姓名： 专业：金属材料工程 学号： 班级：材料金属 指导老师：刘

目录 一、设计任务书 (3) 二、工艺设计 (3) 1.型的选择 (3) 2.炉膛尺寸的确定 (3) 3.炉子砌砖设计 (4) 4.中温箱式电阻炉功率的计算 (4) 5.电热元件 (5) 6.电热元件的设计计算 (5) 三、工艺流程图和设备装置图 (7) 四、进度安排 (9) 五、总结与体会 (9)

一、设计任务书 为某厂设计一台热处理电阻炉，其技术条件如下： 1)用途:中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火及退火处理，处理对象为 中小型零件，无定型产品，处理批量为多种，小批量。 2)生产率：160 kg/h 3)工作温度：最高使用温度950℃ 4)生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。 二、工艺设计 1.炉型的选择 根据设计的具体要求和生产特点，进行综合技术经济分析。决定选用箱式电阻炉，不通保护气体，炉子最高温度为950℃。属中温箱式电阻炉。 2.炉膛尺寸的确定 （1）查表，箱式电阻炉单位炉底面积生产率P 0 ,取P =100[kg/(m2·h)] （2）炉底面积采用加热能力指标法计算，F 效= P P0 =125 100 =1.25 m2 炉底有效面积炉底总面积=F 有效 F 总 = 0.75 - 0.85，取上限，0.85，炉底总面积： 1.25 F 总 = 0.85 F 总 = 1.5625 m2 炉底板宽度 B =1 2F 总 =1 2 ?1.5625 =0.88 m 炉底板长度 L =2F 总 =2?1.5625 =1.77 m （3）.炉膛高度的确定炉膛高度H与宽度B之比H B =0.52– 0.9，取0.7 高度H = 0.628 m （4）.炉膛有效尺寸（可装工件） L 效×B 效 ×H 效 =1.77m × 0.88m × 0.628m （5）.炉膛尺寸 宽 B =B 效 +2×（0.1-0.15）取0.1 B=0.88+2×0.1=1.08 m

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。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 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

16Mn钢(热处理课程设计)

目录 第一章金属热处理课程设计简介 (1) 一、课程设计的任务与性质 (1) 二、课程设计的目的 (1) 三、设计内容与基本要求 (1) 四、设计步骤 (2) 第二章材料16Mn基本参数 (2) 一、16Mn材料简介 (2) 二、16Mn材料的性能及用途 (3) 三、16Mn材料化学成分 (3) 四、16Mn物理力学性能 (3) 第三章热处理工艺设计 (4) 一、16Mn热处理概述 (4) 二、16Mn热处理 (4) 三、基本参数确定 (9) 第四章 16Mn钢热处理分析 (10) 一、16Mn钢热处理后组织分析 (10) 二、16Mn钢热处理后材料性能检测 (13) 第五章设计与心得体会 (17) 参考文献 (19)

第一章金属热处理课程设计简介 一、课程设计的任务与性质 《金属热处理原理与工艺》课程是一门重要的专业课程，金属材料热处理工艺设计及实验操作是一种重要的教学环节，通过金属材料热处理工艺金相组织分析、性能检测等实验，可以培养学生掌握热处理实验方法、原理及相关设备，运用热处理的基本原理和一般规律对实验结果进行分析讨论，有助于强化学生解决问题、分析问题的能力。 二、课程设计的目的 1、课程设计属于《金属热处理原理与工艺》课程的延续，通过设计实践，进一步学习掌握金属热处理工艺设计的一般规律和方法。 2、培养综合运用金属学、材料性能学、金属工艺学、金属材料热处理及结构工艺等相关知识，进行工程设计的能力。 3.培养使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。 4.提高技术总结及编制技术文件的能力。 5.是金属材料工程专业毕业设计教学环节实施的技术准备。 三、设计内容与基本要求 设计内容：完成合金结构钢（16Mn）的热处理工艺设计，包括工艺方法、路线、参数的确定，热处理设备及操作，金相组织分析，材料性能检测等。 基本要求： 1.课程设计必须独立的进行，每人必须完成不同的某一种钢材热处理工艺设计，能够较清楚地表达所采用热处理工艺的基本原理和一般规律。 2.合理地确定工艺方法、路线、参数，合理选择热处理设备并正确操作。 3.正确利用TTT、CCT图等设计工具，认真进行方案分析。 4.正确运用现代材料性能检测手段，进行金相组织分析和材料性能检测等。 5.课程设计说明书力求用工程术语，文字通顺简练，字迹工整，图表清晰。 四、设计步骤 方案确定： 1.根据零件服役条件合理选择材料及提出技术要求。

汽车发动机活塞销的选材与热处理工艺课程设计讲课讲稿

汽车发动机活塞销的选材与热处理工艺课 程设计

1 汽车发动机活塞销的零件图如下 图1 汽车发动机活塞销零件尺寸图

2 服役条件与性能分析 活塞销（英文名称：Piston Pin），是装在活塞裙部的圆柱形销子，它的中部穿过连杆小头孔，用来连接活塞和连杆，把活塞承受的气体作用力传给连杆。为了减轻重量，活塞销一般用优质合金钢制造，并作成空心。塞销的结构形状很简单，基本上是一个厚壁空心圆柱。其内孔形状有圆柱形、两段截锥形和组合形。圆柱形孔加工容易，但活塞销的质量较大；两段截锥形孔的活塞销质量较小，且因为活塞销所受的弯矩在其中部最大，所以接近于等强度梁，但锥孔加工较难。本次设计选用内孔为原形的活塞销。 服役条件：(1)高温条件下承受周期性强烈冲击和弯曲、剪切作用 (2)销表面承受较大的摩擦磨损。 失效形式：由于承受周期性的应力，使其发生疲劳断裂和表面严重磨损。 性能要求：（1）活塞销在高温条件下承受很大的周期性冲击负荷，且由于活塞销在销孔内摆动角度不大，难以形成润滑油膜，因此润滑条件较差。为此活塞销必须有足够的刚度、强度和耐磨性，质量尽可能小，销与销孔应该有适当的配合间隙和良好的表面质量。在一般情况下，活塞销的刚度尤为重要，如果活塞销发生弯曲变形，可能使活塞销座损坏；（2）具有足够的冲击韧性；（3）具有较高的疲劳强度。 3 技术要求 活塞销技术要求: ①活塞销全部表面渗碳，渗碳层深度为0.8 ～ 1．2mm，渗碳层至心部组织应均匀过渡，不得有骤然转变。 ②表面硬度58 ～ 64 HRC，同一个活塞销上的硬度差应≤3 HRC。 ③活塞销心部硬度为24 ～ 40 HRC。

热处理设备课程设计淬火盐水槽的设计

2015—2016学年第二学期 热处理设备课程设计淬火盐水槽设计 设计者： 班级： 指导教师： 设计日期：

目录 一．淬火槽设计 1.基本要求 2.设计内容 二．设备计算和选择 1.淬火盐水槽的尺寸确定 1.1淬火盐水槽的结构形式 1.2淬火盐水槽的尺寸计算 2.冷却循环系统的组成 3.冷却器的计算与选择 三．绘图 四．收获总结 致谢

一、淬火槽设计 1.基本要求 冷却是热处理生产的重要组成部分。淬火冷却设备的主要作用是实现对材料的淬火冷却，达到所要求的组织和性能；同时减少或避免工件在冷却过程中开裂和变形。 对淬火冷却设备的基本要求是： ①能容纳足够的淬火介质，以满足吸收高温工件的热量的需要； ②能控制淬火介质的温度、流量和压力参数等，以充分发挥淬火介质的功能； ③能造成淬火介质与淬火工件之间的强烈运动，，以加快热交换过程； ④对容易开裂和变形的工件，应设置适当的保护装置，以防止开裂和减少变形； ⑤设置介质冷却循环系统，以维持介质温度和运动； ⑥保护环境和生产安全。 2.设计内容 ①根据工件的特性、淬火方法、淬火介质、生产量和生产线的组成情况，确定淬火槽的结构类型； ②根据每批淬火件的最大重量、最大淬火尺寸确定淬火槽的容积； ③选择淬火介质在槽内的运动形式，确定供排介质的位置。确定驱动介质运动装置的安装位置； ④选择淬火槽的结构材料，考虑材料的抗蚀性和避免应用催化介质变质的材料； ⑤绘制水槽结构图，给出用料明细表； ⑥给出配套冷却器（型号、换热量）。 二、设备计算和选择 1.淬火槽的尺寸确定 1.1淬火槽的结构形式 此次设计的淬火槽结构形式为普通型间隙作业淬火槽，主体结构由槽体、介质进排液管及溢流槽组成。 ①槽体 淬火槽槽体材质采用Q235钢。其屈服强度δs=235MPa,抗拉强度δ

金属学课程设计——45号钢车床主轴热处理工艺设计

金属学课程设计——45号钢车床主轴热处理工艺设计《金属学与热处理》课程设计 45号钢车床主轴热处理工艺设计 学生姓名:X X X 学生学号:xxxxxxxxxxxxx 院(系):xxxxxxxx学院年级专业:xxxxxxxxxxxxxxx 指导教师:xxxxxxxxxxx 二〇一一年十二月 课程设计任务书 题目 45号钢车床主轴热处理工艺设计 1、课程设计的目的 使学生了解、设计45号钢车床主轴热处理生产工艺，主要目的:(1)培养学生 综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。(2)学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。(3)进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。 2、课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等) (1)零件使用工况及对零件性能的要求分析; (2)45号钢材料成分特点及性能特点分析; (3)车床主轴热处理工艺参数; (4)表面淬火方式确定; (5)设计说明书撰写，不低于3000字。 3、主要参考文献

[1] 崔明择主编.工程材料及其热处理[M]. 北京:机械工业出版社，2009.7. [2]崔忠析主编.金属学与热处理(第二版)[M]. 北京:机械工业出版社，2007.5 [3]王建安. 金属学与热处理[M]. 北京:机械工业出版社，1980 [4] 中国机械工程学会.热处理手册[M]. 北京:机械工业出版社，2006.7 [5] 范逸明.简明金属热处理工手册[M].北京:国防工业出版社，2006.3 4、课程设计工作进度计划 第18周:对给定题目进行认真分析，查阅相关文献资料，做好原始记录。 第19周:撰写课程设计说明书，并进行修改、完善，提交设计说明书。指导教师 日期年月日 (签字) 教研室意见: 年月日学生(签字): 接受任务时间: 年月日 课程设计(论文)指导教师成绩评定表题目名称 45号钢车床主轴热处理工艺设计 分得评分项目评价内涵值分 遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学01 学习态度 6 工作态度。 工作 表现通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠02 科学实践、调研 7 道获取与课程设计有关的材料。 20% 03 课题工作量 7 按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。 能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题， 04 综合运用知识的能力 10 能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析， 得出有价值的结论。

热处理原理与工艺课程设计

* * 大学 热处理原理与工艺课程设计 题目： 50Si2Mn弹簧钢的热处理工艺设计 院（系）：机械工程学院 专业班级：** 学号：******* 学生姓名：** 指导教师：** 起止时间：2014-12-15至2014-12-19

课程设计任务及评语 院（系）：机械工程学院教研室：材料教研室 学号******* 学生姓名** 专业班级*** 课程设计题目50Si 2 Mn弹簧钢的热处理工艺设计 课程设计要求与任务一、课设要求 熟悉设计题目，查阅相关文献资料，概述50Si 2 Mn弹簧钢的热处理工艺，制 定出热处理工艺路线，完成工艺设计；分析50Si 2 Mn弹簧钢的成分特性；阐述 50Si 2 Mn弹簧钢淬火、回火热处理工艺理论基础；阐述各热处理工序中材料的组织和性能；阐明弹簧钢的热处理处理常见缺陷的预防及补救方法；选择设备；给出所用参考文献。 二、课设任务 1.选定相应的热处理方法； 2.制定热处理工艺参数； 3.画出热处理工艺曲线图； 4分析各热处理工序中材料的组织和性能； 5.选择热处理设备 三、设计说明书要求 设计说明书包括三部分：1）概述；2）设计内容；3）参考文献。 工作计划 集中学习0.5天，资料查阅与学习，讨论0.5天，设计6天：1）概述0.5天，2）服役条件与性能要求0.5天，3）失效形式、材料的选择0.5天，4）结构形状与热处理工艺性0.5天，5）冷热加工工序安排0.5天，6）工艺流程图0.5天，7）热处理工艺设计1.5天，8）工艺的理论基础、原则0.5天， 09）可能出现的问题分析及防止措施0.5天，10）热处理质量分析0.5天，设计验收1天。 指 导 教 师 评 语 及 成 绩成绩：学生签字：指导教师签字： 年月日

沈阳理工大学-大创版-热处理工艺课程设计教学大纲

《热处理工艺课程设计》教学大纲 （Design of Heat Treating Processes） 课程编号：050251002 学时/学分：3周/6学分 一、大纲说明 本大纲根据金属材料工程专业2012年教学计划制订 （一）适用专业：金属材料工程 （二）课程设计性质：金属材料工程专业必修课、考查课。 （三）主要先修课程和后续课程 1、先修课程：材料的力学性能，材料工程基础，材料的现代检测方法，材料科学基础 2、后续课程：工程材料学，热处理设备设计，材料的表面处理 二、课程设计目的及基本要求 1. 课程设计目的 （1）培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其受到卓越工程师基本的训练。 （2）学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。 （3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。 2. 基本要求 在指导教师的指导下，独立完成2个典型零件的热处理工艺设计，写出设计说明书。 两个热处理工艺的类型为：（1）设计典型零件的一个普通热处理工艺；（2）钢的化学热处理工艺设计、表面热处理工艺设计、特种热处理工艺设计、铸铁热处理工艺设计和有色金属材料热处理工艺设计，任选其一。 热处理工艺制定以学生生产实习的企业为设计依据，包括零件图纸、材料种类、设备条件、管理规程等。 三、课程设计内容及安排 第一周钢的普通热处理工艺设计 第二周钢的化学热处理工艺设计、表面热处理工艺设计、特种热处理工艺设计、铸铁热处理工艺设计和有色金属材料热处理工艺设计，任选其一。 第三周周一~周三撰写设计说明书 周四~周五答辩 四、指导方式 教师面对面指导设计工作，解答疑难问题。

课程设计论文热处理工艺设计

目录 第一章 热处理工设计目的 (1) 第二章 课程设计任务 (1) 第三章 热处理工艺设计方法 (1) 3.1 设计任务 (1) 3.2 设计方案 (2) 3.2.1 12CrNi3叶片泵轴的设计的分析 (2) 3.2.2 钢种材料 (2) 3.3设计说明 (3) 3.3.1 加工工艺流程 (3)

3.3.2 具体热处理工艺 (4) 3.4分析讨论 (11) 第四章 结束语 (13) 参考文献 (14)

12CrNi3叶片泵轴的热处理工艺设计 一. 热处理工艺课程设计的目的 热处理工艺课程设计是高等工业学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。其目的是： （1）培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。 （2）学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。 （3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。 二. 课程设计的任务 进行零件的加工路线中有关热处理工序和热处理辅助工序的设计。根据零件的技术要求，选定能实现技术要求的热处理方法，制定工艺参数，画出热处理工艺曲线图，选择热处理设备，设计或选定装夹具，作出热处理工艺卡。最后，写出设计说明书，说明书中要求对各热处理工序的工艺参数的选择依据和各热处理后的显微组织作出说明。 三. 热处理工艺设计的方法 1. 设计任务 12CrNi3叶片泵轴零件图如图3.1

图3.1 12CrNi3叶片泵轴 2、设计方案 2.1.工作条件 叶片泵是由转子、定子、叶片和配油盘相互形成封闭容积的体积变化来实现泵的吸油和压油。叶片泵的结构紧凑，零件加工精度要求高。叶片泵转子旋转时，叶片在离心力和压力油的作用下，尖部紧贴在定子内表面上。这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积，先由小到大吸油再由大到小排油，叶片旋转一周时，完成两次吸油与排油。泵轴在工作时承受扭转和弯曲疲劳，在花键和颈轴处收磨损。因此，要求轴有高的强度，良好的韧性及耐磨性。 2.1.1失效形式 叶片泵轴的主要失效形式是疲劳断裂，在花键和轴颈处可能发生工作面的磨损、咬伤，甚至是咬裂。 2.1.2性能要求 根据泵轴的受力情况和失效分析可知 ,叶片泵轴主要是要求轴具有高的强度，良好的韧性及耐磨性，以保证轴在良好的服役条件下长时间的工作。 2.2钢种材料 12CrNi3A钢属于合金渗碳钢，比12CrNi2A钢有更高的淬透性，因此，可以用于制造比12CrNi2A钢截面稍大的零件。该钢淬火低温回火或高温回火后都具有良好的综合力学性能，钢的低温韧性好，缺口敏感性小，切削加工性能良好，当硬度为HB260～320时，相对切削加工性为60%～70%。另外，钢退火后硬度低、塑性好，因此，既可以采用切削加工方法制造模具，也可以采用冷挤压成型方法制造模具。为提高模具型腔的耐磨性，模具成型后需要进行渗碳处理，然后再进行淬火和低温回火，从而保证模具表面具有高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韧性，该钢适宜制造大、中型塑料模具。12CrNi3高级渗碳钢的淬透性较高 ,退火困难。由于不渗碳表面未经镀铜防渗 ,因此渗碳后进行低温回火 , 降低硬度 , 便于切去不渗碳表

热处理工艺设计课程设计

北华航天工业学院 《热处理工艺设计》 课程设计报告 报告题目：CA8480轧辊车床主轴 和淬火量块 热处理工艺的设计 作者所在系部：材料工程系 作者所在专业：金属材料工程 作者所在班级：B10821 作者学号：20104082104 作者姓名：倪新光 指导教师姓名：翟红雁 完成时间：2013.06.27

课程设计任务书 课题名称 CA8480轧辊车床主轴和淬火量块 热处理工艺的设计 完成时间06.27 指导教师翟红雁职称教授学生姓名倪新光班级B10821 总体设计要求 一、设计要求 1.要求学生在教师指导下独立完成零件的选材； 2.要求学生弄清零件的工作环境。 3.要求学生通过对比、讨论选择出最合理的预先热处理工艺和最终热处理工艺方法； 4.要求学生分别制定出预先热处理和最终热处理工艺的正确工艺参数，包括加热方式、加热温度、保温时间以及冷却方式； 5.要求学生写出热处理目的、热处理后组织以及性能。 工作内容及时间进度安排 内容要求时间备注 讲解并自学《金属热处理工艺》课本第六章；收集资料, 分析所给零件的工作环境、性能要求, 了解热处理工艺设计的方法、内容和步骤； 通过对零件的分析，选择合适的材料以及技术要 求 0.5天 热处理工艺方法选择和工艺路线的制定 确定出几种（两种以上）工艺 线及热处理 方案，然后进行讨论对比优缺点, 确定最佳工艺 路线及热处理工艺方案 1.5天 热处理工艺参数的确定及热处理后组织、性能 查阅资料，确定出每种热处理工艺的参数, 包括加热方式、温度和时间，冷却方式等，并绘 出相应的热处理工艺曲线 1.5天 编写设计说明书按所提供的模板 0.5天 答辩1天 课程设计说明书内容要求 一. 分析零件的工作环境，确定出该零件的性能要求，结合技术要求，选出合适的材料，并阐述原因。 二. 工艺路线和热处理方案的讨论。要求两种以上方案进行讨论，条理清晰，优缺点明确。 三. 每种热处理工艺参数的确定（工序中涉及到的所有热处理工艺）。写出确定参数的理由和根据，（尽可能写出所使用的设备）要求每一种热处理工艺都要画出热处理工艺曲线; 四. 写出每个工序的目的以及该零件热处理后常见缺陷。

热处理箱式电阻炉课程设计

热处理箱式电阻炉课程设计 一、设计任务 1、炉型：箱式炉 2、设计要求：（1）生产率或一次装炉量：100kg/h （2）零件尺寸：长、宽、高尺寸最大不超过150mm （3）零件材料：中、低碳钢、低合金钢及工具钢 （4）零件热处理工艺：淬火加热 3、任务分析： （1）生产率或一次装炉量为100kg/h ，属小型炉； （2）生产长、宽、高尺寸最大不超过150mm 的零件，选择箱式炉合理； （3）淬火加热工艺表明所设计的箱式炉属于中温范畴。 二、电阻炉的炉体结构设计 1、炉型选择：由于所生产的零件尺寸较小，都不大于150mm ，且品种较多，热处理 工艺为淬火加热，具体品种的淬透性不同，工艺有所差别，故采用周期作业中温箱式热处理炉进行设计。（额定温度为950℃） 2、炉膛设计 （1）典型零件的选定 参照设计任务的要求，选用40Cr 钢齿轮模拟设计 ①齿轮参数：分度圆mm d 128= 齿顶圆mm d a 136= 齿数32=z 模数 4=m 齿宽mm b 70= 全齿高mm h 9= 齿根圆mm d f 118= 齿轮孔径mm d 40=孔 ②设定工艺曲线： 加热时间 t=a ×k ×D （a ：加热系数，k ：工件装炉条件修正系数，D ：工件 《热处理手册》第四版第二卷，机械工业出版p55 工艺周期为5h 《热处理设备》p117表5-4

有效厚度） 查表得：a 为1.2-1.5min/mm 取1.3 min/mm k 取1.8 故时间 t=1.3×1.8×70=163.8min 取加热时间3h ，保温时间2h 工艺周期为5h （2）确定炉膛尺寸 一次装炉量=生产率×周期=100kg/h ×5h=500kg 单位重量 kg kg d d 337.6108.7b ])2 ( )2[(m 322 =???-=孔π 零件个数 809.78337 .6500 ≈== n 个 查表可知，炉底单位面积生产率 h m kg P ?=20100 有效面积 22 01100 100m m P P F === 有效 由于工件之间距离为工件高度的0.3-0.5，故取工件之间距离为30mm 设计每次装炉80个零件，分两层分布，每层40个,纵向8个,横向5个 实际炉底面积 224.125.18 .01 m m K F F ≈== = 有效实 （K 为炉底利用系数，通常为0.8-0.85） 取 长 L=1.4m ， 宽 B=1.0m 炉子高度一般为（0.52-0.90）B ，取0.6B ，故H=0.6m 3、炉体各部分结构 （1）炉衬：分为内层耐火层和外层保温层 内层：用QN —1.0的轻质耐火粘土砖 外层：B 级硅藻土砖，热导率为t 1023.0131.03 -?+，最高使用温度为900℃ （2）炉墙： 耐火层：QN —1.0轻质耐火粘土砖，规格为230×113×65mm ，热导率为 t 3110256.029.0-?+=λ，厚度 mm 1131=δ 保温层：B 级硅藻土砖，规格为230×113×65mm ，热导率为 t 1023.0131.03 -2?+=λ，厚度 mm 2302=δ 炉膛尺寸： L=1.4m B=1.0m H=0.6m 《热处理设备课程设计指导书》附表2

钢的热处理工艺课程设计

钢的热处理工艺课程设计 一、目的 1、深入理解热处理课程的基本理论。 2、初步学会制定零部件的热处理工艺。 3、了解与本设计有关的新技术、新工艺。 4、设计尽量采用最新技术成就，并注意和具体实践相结合。使设计 具有一定的先进性和实践性。 二、设计任务 1、编写设计说明书。 2、编制工序施工卡片。 3、绘制必要的工装图。 三、设计内容和步骤 （一）零部件简图、钢种和技术要求。 技术要求： 钢种：柄部45#钢刃部W6Mo5Cr4V2高速钢 要求：扁尾硬度为HRC25～45 刃部的3/4硬度为HRC63～65 （二）零部件的工作条件、破坏方式和性能要求分析。 1、高速钢锥柄麻花钻的工作条件： 工具的工作条件比较复杂，各种工具的工作条件又有较大的差异，加工时往往以摩擦为主，常有较大的冲击。机用工具切削速度较高，会产生大量的切削热，有时会发生切削刃软化现象。 作为机床上使用的金属切削工具，其主要工作部分是刀刃或刀尖,刀具在进行切削时，刀尖与工件之间，刀尖与切除的切削之间要产生强烈的

摩擦，刀尖要承受挤压应力，弯曲应力，还要承受不同程度的冲击力。同时伴随摩擦会产生高温。 金属切削工具首先应具备高的硬度和耐磨性。在一定条件下，工具的硬度越高，其耐磨性也越高。同时切削工具还具备足够的韧性，否则可能因为脆性过大，在外力作用下产生蹦刃，折断，破碎等现象。红硬性也是切削工具的重要性能，特别是高速切削工具，红硬性特别重要。 2、高速钢锥柄麻花钻的失效形式 由于工具种类的不同以及使用条件的差异，起失效形式也有所不同。切削工具失效主要由于磨损、横刃、外缘点磨损、崩刃、剥落、折断或加工的工件打不到技术要求等原因造成的 （1）磨损 磨损时切削工具在正常使用情况下最常见的失效形式。当切削工具发生严重磨损时，工具与被加工工件之间摩擦力增大，表现为切削时发出尖叫声或严重的震动，甚至无法切削。 磨损的产生大都是由于工具的切削刃与被切削工件之间的摩擦所产生的。有时也可能是由于在工具表面形成积痟瘤，形成粘合磨损所造成的。（2）崩刃 崩刃也是常见的失效形式，其中包括大的崩刃，小的崩刃，掉牙，掉齿等现象，很多的崩刃产生是由于切削时切削刃长期受循环应力所造成的一种疲劳断裂现象。 对间断切削的工具或切削时承受较大的载荷的工具如何提高韧性，减少崩刃非常重要。这类工具要求材料组织均匀，不应有严重的碳化物偏析，热处理硬度不宜过高，不能产生淬火，过热及回火不足等增加工具脆性的现象。 （3）断裂，破碎

热处理车间设计

热处理设备课程设计题目：热处理车间设计 学院: 专业: 学号: 学生姓名: 指导教师: 日期:

1 绪论 (4) 2 车间生产纲领的确定 (4) 3 热处理工艺设计 (5) 4 车间工作制度和工作时间总数 (6) 5 热处理设备的选择和计算 (7) 5.1 感应加热设备选择 (7) 5.2 设备生产率的计算 (7) 5.3 设备年负荷时数及设备数量计算 (8) 5.4 冷却设备的选择 (8) 5.5 可控气氛发生装置的选择 (8) 5.6 辅助设备选择 (8) 6 车间的组织和人员 (10) 6.1 车间的组织与管理 (10) 6.2 车间的人员及其数量 (10) 7 车间的面积组成 (10) 7.1 各类面积的组成 (10) 7.2 车间面积概算 (11) 8 车间的平面布置 (11) 8.1 平面布置设计基本原则 (11) 8.2 设备布置间距 (11) 8.3 设备区域布置图 (12) 9 热处理车间的采暖、通风、采光 (12) 9.1 车间的取暖 (12) 9.2 车间的通风 (13) 9.3 车间的采光 (13) 10 热处理车间厂房建筑 (13) 10.1 建筑物的设计 (13) 10.2 厂房出入口 (13) 10.3 地面载荷及地面材料 (13) 10.4 特殊构筑物及附属建筑物的设计 (14) 11 热处理车间技术计算 (14) 11.1 电力安装容量 (14) 11.2 压缩空气 (14) 11.3 蒸汽 (14) 11.4 氧、乙炔 (15) 11.5 生产用水 (15) 11.6 燃料 (15) 12 热处理车间经济分析 (15) 12.1 车间基本投资计算 (15) 12.2 热处理车间的技术经济指标 (15) 12.3 热处理生产的成本分析 (15) 13 车间生产安全与环境保护 (16) 13.1 生产安全 (16) 13.2 环境保护 (16) 参考文献 (16)

课程设计论文--热处理工艺设计(精选.)

沈阳理工大学热处理工艺课程设计 目录 第一章 热处理工设计目的 (1) 第二章 课程设计任务 (1) 第三章 热处理工艺设计方法 (1) 3.1 设计任务 (1) 3.2 设计方案 (2) 3.2.1 12CrNi3叶片泵轴的设计的分析 (2) 3.2.2 钢种材料 (2) 3.3设计说明 (3) 3.3.1 加工工艺流程 (3) 3.3.2 具体热处理工艺 (4) 3.4分析讨论 (11) 第四章 结束语 (13) 参考文献 (14)

沈阳理工大学热处理工艺课程设计 12CrNi3叶片泵轴的热处理工艺设计 一. 热处理工艺课程设计的目的 热处理工艺课程设计是高等工业学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。其目的是： （1）培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。 （2）学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。 （3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。 二. 课程设计的任务 进行零件的加工路线中有关热处理工序和热处理辅助工序的设计。根据零件的技术要求，选定能实现技术要求的热处理方法，制定工艺参数，画出热处理工艺曲线图，选择热处理设备，设计或选定装夹具，作出热处理工艺卡。最后，写出设计说明书，说明书中要求对各热处理工序的工艺参数的选择依据和各热处理后的显微组织作出说明。 三. 热处理工艺设计的方法 1. 设计任务 12CrNi3叶片泵轴零件图如图3.1 图3.1 12CrNi3叶片泵轴

2、设计方案 2.1.工作条件 叶片泵是由转子、定子、叶片和配油盘相互形成封闭容积的体积变化来实现泵的吸油和压油。叶片泵的结构紧凑，零件加工精度要求高。叶片泵转子旋转时，叶片在离心力和压力油的作用下，尖部紧贴在定子内表面上。这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积，先由小到大吸油再由大到小排油，叶片旋转一周时，完成两次吸油与排油。泵轴在工作时承受扭转和弯曲疲劳，在花键和颈轴处收磨损。因此，要求轴有高的强度，良好的韧性及耐磨性。 2.1.1失效形式 叶片泵轴的主要失效形式是疲劳断裂，在花键和轴颈处可能发生工作面的磨损、咬伤，甚至是咬裂。 2.1.2性能要求 根据泵轴的受力情况和失效分析可知 ,叶片泵轴主要是要求轴具有高的强度，良好的韧性及耐磨性，以保证轴在良好的服役条件下长时间的工作。 2.2钢种材料 12CrNi3A钢属于合金渗碳钢，比12CrNi2A钢有更高的淬透性，因此，可以用于制造比12CrNi2A钢截面稍大的零件。该钢淬火低温回火或高温回火后都具有良好的综合力学性能，钢的低温韧性好，缺口敏感性小，切削加工性能良好，当硬度为HB260～320时，相对切削加工性为60%～70%。另外，钢退火后硬度低、塑性好，因此，既可以采用切削加工方法制造模具，也可以采用冷挤压成型方法制造模具。为提高模具型腔的耐磨性，模具成型后需要进行渗碳处理，然后再进行淬火和低温回火，从而保证模具表面具有高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韧性，该钢适宜制造大、中型塑料模具。12CrNi3高级渗碳钢的淬透性较高 ,退火困难。由于不渗碳表面未经镀铜防渗 ,因此渗碳后进行低温回火 , 降低硬度 , 便于切去不渗碳表面的渗碳层。材料加工成叶片泵轴需进行复杂的化学热处理，使心部硬度为 HRC31～HRC41，表面硬度不低于HRC60，从而使泵轴表面有较高硬度，心部呈现

热处理工艺课程设计-精品

钢的热处理工艺设计说明 书 学生姓名 设计题目活塞杆Ⅱ 指导教师 系主任 完成日期年月日

目录 一目的————————————————————3二设计任务—————————————————— 3 三设计内容和步骤——————————————— 3 （1）零部件简图，钢种和技术要求——————— 3 （2）工作条件，破坏方式，性能要求—————— 4 （3）零部件用钢的分析—————————————4 四热处理工艺及参数的论述———————————9 五选择加热设备————————————————18 六工装图——————————————————— 19 七工序质量检验项目、标准方法———————— 20 八缺陷及其分析————————————————20 九参考文献————————————————— 22

一、目的 1. 深入了解热处理课程的基本理论 2. 初步学会制定零部件的热处理工艺 3. 了解与本设计有关的新技术,新工艺 4. 设计尽量采用最新技术成就,并注意和具体实践相结合,是设计具有一定的先进性和实践性. 二、设计任务 1. 编写设计说明书 2. 编制工序施工卡片 3. 绘制必要的工装图 三、设计内容和步骤 3.1零部件简图、钢种和技术要求 1.简图 2.钢种: 35CrMo 3.技术要求：

（1）调质处理HB217~269； （2）直径80外表面镀铬； （3）直径42表面高频处理，硬度HRC55~57； 3.2零部件的工作条件、破坏方式和性能要求的分析 （1）零部件的工作条件 活塞杆是支持活塞做功的连接部件，大部分应用在油缸、气缸运动执行部件中，是一个运动频繁、技术要求高的运动部件。 （2）零部件的主要破坏方式 1）断裂活塞杆断裂部位在活塞杆与十字头锁紧螺母旋合处的最末2~ 3 道螺纹的根部。该处螺纹系锻造成形后采用滚压加工, 螺纹直径为M95。活塞杆运行时间为2. 5 年。活塞杆在工作过程中主要承受交变的拉压载荷作用。 2）磨损颗粒污染为活塞杆损坏最快的因素之一，虽然在导向套上装有防尘圈及密封件等，但也难免将尘埃、污物带入液压系统，引发活塞杆的磨损。 3）腐蚀活塞杆在工作过程中活塞杆裸露在外直接和环境相接触，很易引发氧化，从而降低其使用寿命。 ( 3 )零部件性能要求 1.具有高的接触疲劳极限； 2.具有高的抗弯强度； 3.具有高的耐磨性； 4.具有足够的冲击韧性； 5.具有高的传递精度和最小的工作响音. 3.3零部件用钢的分析 1.相关钢种化学成分的作用 （1）35CrMo

课程设计退火炉温度控制系统

课程设计设计题目: 退火炉温度控制系统 学院： 专业： 班级： 姓名: 学号: 指导老师： 日期:

摘要 退火炉是金属热处理中的重要设备,它把压力容器加热到一定温度并维持一段时间，然后让其自然冷却。其目的在于消除压力容器的整体压力。提高压力容器的使用寿命。温度是退火炉的主要被控变量,是保证其产品质量的一个重要因素。退火炉温度控制的稳定性和控制精度直接影响产品的质量。 本文以AＴ89Ｃ51单片机为控制核心，采用模块化的设计方案，包括硬件设计与软件设计两部分。硬件设计包括温度检测模块，按键模块,执行模块,LED显示模块,单片机最小系统。本设计要求采用电热丝加热,通过A/D转换将采集到的温度数据输入单片机中，与系统给定值比较,从而对退火炉的温度进行控制,通过按键输入控制信号，三位LED显示炉温。最后设计出最少拍无纹波控制器，通过MATＬAB 仿真检验是否有纹波。

目录 第1章绪论 (3) 1．1设计背景与算法 (3) 第2章课程设计的方案?5 2.１概述?５ 2．2系统组成总体结构 (5) 第3章程序设计与程序清单 (7) 3.1单片机最小系统设计 (7) 3.1．1单片机选择 (7) 3.１.2时钟电路设计 (8) 3.1.3复位电路设计?9 3.２程序清单与电路图 (11) ３.3温度控制电路................................ 错误!未定义书签。第４章控制算法?18 4．1程序框图? 18 4.2算法设计 (19) 第5章课程设计总结?错误!未定义书签。

第1章 绪论 1.1 设计背景与算法 背景:退火炉是冶金和机械行业常用的热处理工业设备。一般说来，退货处理工艺师冶金和机械产品的最后处理工序，它的处理效果将直接影响产品的质量。因此,对退火炉的基本要求就是根据退火处理工艺曲线,提供准确的升温，保温及降温操作，同时保证颅内各处的温度均匀。在目前实际生产中，退火炉的种类很多,按燃料分有燃油炉、燃气炉、电炉等。电炉按台数计算占80％,燃油炉和燃气炉占20%。 退火是金属热处理中的重要工序，它是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间,然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善其塑性和韧性，使其化学成分均匀化，并去除其参与应力,或得到预期的物理性能。温度控制是热处理质量控制的重要技术措施，是退火控制的核心。智能温控将大大提高热处理质量，消除认为的不稳定因素,提高温度控制的精确程度,满足特殊材料的热处理要求。 同时,退火炉采用自动化技术控制温度，对保护生态环境方面也具有重要意义。退火炉的炉温动态特性直接影响产品的质量，生产过程中对钢材的温升曲线有较高的要求,温度过低，达不到退火的预期目的;温度过高将导致过热,甚至过烧。通过对退火炉中生产过程的优化控制和自动工艺管理控制，不但可以缩短生产周期，提高产量和质量,还可以减少人为因素造成的废品率。热处理后产生的废气对自然环境的污染很大,退火炉的燃料如果是欠氧燃烧，燃料燃烧不充分，则会产生大量黑烟，而过氧燃烧又会产生氮氧化合物等有害气体。若通过对燃烧过程进行有效控制,使燃烧在合理的空燃比下运行，则可以极大的减少退火炉对周边环境的污染，对构建科持续发展型社会就有积极的意义。 目前世界各国对能源消耗和大气环境的污染越来越重视,而我国既是钢铁大国又是能源大国，因此研究高性能退火炉温度控制系统具有极为重要的现实意义。 算法:在数字随动控制系统中，要求系统的输出值尽快地跟踪给定值的变化,最少拍控制是满足这一要求的一种离散化设计方法。 最少拍控制是一种直接数字设计方法。所谓最少拍,就是要求闭环系统对于某种特定的输入在最少个采样周期内达到无静差的稳态,是系统输出值尽快地跟踪期望值的变化。 闭环Ｚ传函具有形式 z z z z N N ---+++=Φφφφ 221)(1

plc课程设计--热处理车间温度PLC控制程序

PLC编程及应用课程设计报告 题目：热处理车间温度PLC控制程序 专业班级： 学号： 姓名： 2015年11月30日

目录 摘要.................................................... I 一、热处理车间烘房PLC控制系统的发展现状 (1) 二、PLC的基本组成及工作原理 (1) （一）PLC的基本组成 (1) 三、烘房的控制原理 (5) 四、控制要求 (5) 五、热处理车间烘房的工艺流程 (6) 六、I/O口地址分配表及I/O口接线图 (7) （一）I/O口地址分配表 (7) （二）I/O口接线图 (9) 七、PLC控制梯形图 (10) 八、PLC控制指令表 (11) 九、组态王设计 (16) 十、结论 (16) 参考文献 (18)

摘要 多年来热处理车间烘房的温度控制采用指针式温度控制仪表来实现烘房温度的恒定，其参数设定由人工输入，时间控制则完全凭操作者的经验、情绪来掌握，其控制功能单一，没有时间控制、绝缘自动监测功能，也没有干燥过程监视功能，更没有多要素记忆、打印存档功能，工人的劳动强度较大，所以就经常出现两种异常结果：一是工件的绝缘性能和强度得不到可靠保证，需要反复干燥；另一种是为保证干燥质量，往往要延长干燥时间。无论哪种结果，都得浪费大量的电能和延长工件的检修周期，经济性很不好。本文主要在于寻求一种新的控制方法，使烘房温度控制在要求范围内，从而满足工艺要求，提高烘干过程的自动化程度。 本设计主要介绍了烘房烘干的工艺过程及PLC 在该系统中的控制应用。是以PLC作为控制器，采用梯形图编程，完成工件运送、烘房升温、风机运转、烘房门控制等控制任务，实现热处理车间的热处理全过程自动化，提高热处理工艺水平。从PLC控制技术的应用情况来看，PLC控制技术在机械切削加工工艺等方面应用相当普及，并达到了相当好的水平。将先进的PLC控制技术，应用于热处理工艺过程的生产过程控制，有重要的实用意义。 本设计工作稳定、可靠，设置、操作简单, 生产设备的自动化程度高。使烘房对产品加工的质量得到提高，从而有效地提高了生产效率。