熱處理車間課程設(shè)計指導(dǎo)書(2011年6月8日修改稿）

1、專業(yè)課程設(shè)計熱處理車間設(shè)計指導(dǎo)書專業(yè)：材料科學(xué)與工程方向：金屬材料一、課程設(shè)計目的與任務(wù)1設(shè)計目的：熱處理車間設(shè)計是金屬材料專業(yè)必修設(shè)計課程，是應(yīng)用所學(xué)熱工基礎(chǔ)、熱工設(shè)備、熱處理工藝學(xué)、熱處理工藝及設(shè)備進行設(shè)計的課程。通過該專業(yè)課程設(shè)計，使學(xué)生掌握熱工設(shè)備、熱處理設(shè)備、熱處理工藝及熱處理原理等相關(guān)知識，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識的能力。2設(shè)計任務(wù)：指定需進行熱處理的工件類型及年產(chǎn)量，給定工件使用要求，學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識設(shè)計熱處理工藝，選擇合適的熱處理設(shè)備，并確定設(shè)備數(shù)量。根據(jù)設(shè)備類型及數(shù)量要求進行熱處理車間的面積設(shè)計及設(shè)備布置方式的確定。寫出完整專業(yè)課程設(shè)計報告，繪制工藝流程圖及車間布置簡圖。二、

2、課程設(shè)計的基本內(nèi)容1熱處理工藝設(shè)計：根據(jù)不同工件類型及使用要求，選擇合適的預(yù)備熱處理及后續(xù)熱處理工藝，繪制工藝流程圖。2熱處理設(shè)備選擇：根據(jù)熱處理工藝要求，選擇合適的熱處理設(shè)備類型，根據(jù)工件年處理量確定設(shè)備數(shù)量。3熱處理車間布置設(shè)計：根據(jù)所確定的熱處理設(shè)備及數(shù)量，結(jié)合熱處理工藝實施合理性，參照車間設(shè)計注意事項，繪制車間布置圖。4完成課程設(shè)計報告。5繪制車間簡圖，能夠表達出設(shè)備布置、工藝流程等信息。三、設(shè)計要求1）按質(zhì)按量按時書寫課程設(shè)計報告，按照處理工件及熱處理工藝要求對熱處理設(shè)備進行確定、選型、確定臺數(shù)，并根據(jù)工序合理安排車間分布、面積及設(shè)備布置情況。寫出完整設(shè)計報告，具體體現(xiàn)設(shè)計原理、計算

3、理論依據(jù)，包括：設(shè)計任務(wù)書、計算書、設(shè)備選型、設(shè)計結(jié)果（包括設(shè)備圖、設(shè)備一覽表、計算結(jié)果匯總等）、參考資料、設(shè)計體會。繪制工藝流程圖、設(shè)備布置圖。2）認真對待設(shè)計每個環(huán)節(jié)，遇到問題及時與指導(dǎo)老師探討，盡快解決問題。遵守紀(jì)律，按時參加設(shè)計工作，每日工作時間不少于6學(xué)時。四、進度安排教學(xué)內(nèi)容學(xué)時地點備注熱處理工藝設(shè)計基礎(chǔ)知識2教室指導(dǎo)教師講解熱處理車間設(shè)計基礎(chǔ)知識2教室指導(dǎo)教師講解熱處理設(shè)備介紹，下達設(shè)計任務(wù)2教室指導(dǎo)教師講解設(shè) 計34設(shè)計室學(xué)生自行設(shè)計，指導(dǎo)教師指導(dǎo)并答疑五、成績評定按設(shè)計過程情況和設(shè)計報告、圖紙評定優(yōu)、良、中、及格、不及格。設(shè)計成績組成：平時設(shè)計過程情況占30%，圖紙、設(shè)計報告

4、占70%。熱處理車間設(shè)計概述（一）熱處理車間及熱處理車間設(shè)備分類一、車間分類：1預(yù)先熱處理車間（第一熱處理）：毛坯件的熱處理。如退火、正火及調(diào)質(zhì)。2工件熱處理車間（第二熱處理）：機械加工后工件的熱處理。單獨或與機械加工車間和工具車間合并。3工具熱處理車間（或工部）：刀具、量具、模具的熱處理。單獨或與工具車間合并。4綜合熱處理車間：上述車間整體或部分合并。各類熱處理車間的規(guī)模與劃分，如表1。表1 熱處理車間規(guī)模與劃分廠類別生產(chǎn)特性規(guī)模車間或工部劃分工具熱處理工部綜合熱處理車間或工部熱處理車間表面熱處理工部重型機械廠熱處理件比重較大，工藝復(fù)雜，單件小批生產(chǎn)2500-3150t以下水壓機有有6000

5、t以下水壓機有有12000t以下水壓機有有冶金、礦山設(shè)備廠中型工件，工藝多樣，單件小批生產(chǎn)3t鍛錘以下有1250t以下水壓機及鍛錘有有起重運輸機器廠熱處理件占百分比少，齒輪多，小批生產(chǎn)1t以下鍛錘有化工煉油設(shè)備廠熱處理件占百分比少1t以下鍛錘有工程機械廠中型工件，工藝多樣，中批生產(chǎn)產(chǎn)量1萬噸以下，3t以下鍛錘有所在廠房輔助車間內(nèi)輔助、金工或獨立廠房內(nèi)與粗加工合一廠房或獨立廠房金工車間生產(chǎn)線上二、熱處理車間設(shè)備的分類1主要設(shè)備完成主要工序所使用的設(shè)備。1）加熱設(shè)備：各種加熱爐、加熱裝置、接觸電熱裝置、電解液加熱裝置、火焰加熱裝置、感應(yīng)加熱裝置及熱處理自動線等。2）冷卻設(shè)備：緩冷設(shè)備（冷卻室、冷卻

6、坑及等溫或分級淬火用熱處理爐）、淬火冷卻設(shè)備（淬火槽、淬火機、淬火壓床）和低溫冰箱。2輔助設(shè)備完成輔助工序所使用的設(shè)備。1）清理與清洗設(shè)備：去掉工件熱處理后的氧化皮。預(yù)先熱處理車間：酸洗、清理滾筒、噴丸及噴砂等。工件熱處理車間：噴丸、噴砂。工具熱處理車間：噴丸。2）校直設(shè)備：熱處理后彎曲變形的工件，需手動或液壓機校直。 小型工件：手動螺旋壓床或齒條壓床。 中型或大型工件：液壓床或機械壓床。根據(jù)工件的直徑和組織狀態(tài)選校直機的型式，如表2。表2 校直機的型式和生產(chǎn)能力工件直徑（mm）校直機壓力（t）校直機型式生產(chǎn)能力（個/小時）工件組織狀態(tài)5-1010-3020-3030-6050-7080-20

7、0300-4001-55-2510-3015-5025-6350-100500手動液壓液壓液壓液壓液壓液壓70-9060-8050-7030-4015-2010-151-3調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)200正火400正、退火3附屬設(shè)備附屬設(shè)備是服務(wù)于主要設(shè)備和輔助設(shè)備的，如起重運輸設(shè)備（電動葫蘆、電動單梁起重機、電動雙梁式起重機、淬火用起重機以及懸臂起重機等），控制氣氛發(fā)生裝置，油循環(huán)冷卻裝置，燃料儲存裝置等。另外還有檢驗設(shè)備，如硬度計、砂輪機、切割機、金相顯微鏡、金相試樣制備設(shè)備、磁力探傷機以及其它檢測設(shè)備等。4 設(shè)備附圖4.1 電阻爐 電阻爐是利用電阻發(fā)熱體供熱的一種爐型，常用的有箱式、井式和臺車

8、式三種。（1）箱式電阻爐（如圖1所示） 主要靠電熱元件的輻射進行加熱，爐溫一般在1000以下。箱式爐由于其通用性強，可用于碳鋼、臺金鋼件的退火、正火、淬火和回火以及固體滲碳等多種熱處理操作。大型電爐還在爐頂、爐膛后壁和爐門上裝有電熱元件。典型箱式爐其型號和技術(shù)規(guī)格見表3。圖1 箱式電阻爐結(jié)構(gòu)為了減少工件加熱時的氧化脫碳，對老型號箱式爐進行改造，在爐上裝有通入保護氣氛或滴入煤油等液體的進口管和出口氣體燃燒管，并且加強爐殼、爐頂、爐門各部分的密封性能，改進后的箱式爐其型號和技術(shù)規(guī)格見表4。表3 箱式電阻爐型號及技術(shù)規(guī)范表4 保護氣氛箱式電阻爐型號及技術(shù)規(guī)格（2）箱式電阻爐（如圖2所示） 臺車爐的特

9、點是加熱室(爐膛)固定而爐底可活動。加熱室的構(gòu)造與箱式爐相似?；顒訝t底是一個臺車，臺車可沿地面上鋪設(shè)的軌道靠機械結(jié)構(gòu)拉出爐外，便于裝卸工件，減輕工人勞動強度。臺車式電阻爐可供大型工件(大型鑄鍛件及鍛模等)的正火、退火、淬火加熱及固體滲碳等熱處理加熱。常用的臺車式電阻爐技術(shù)規(guī)格和型號見表5。（3）井式電阻爐 井式電阻爐適用于需垂直懸掛加熱的較長工件。其密封性較好，熱效率高，熱損失較小，工件進出爐方便，應(yīng)用極為廣泛。國內(nèi)生產(chǎn)的井式電阻爐有高溫井式電阻爐、中溫井式電阻爐、低溫井式電阻爐和井式氣體滲碳爐四種，井式電阻爐的最大功率達1000 kw，爐膛深度達20-30 m。常用的井式爐型號及技術(shù)規(guī)格見表

10、6。井式電阻爐一般用電阻絲分層繞在四周爐壁上，并分段控溫。高溫爐也可采用碳硅棒作為電熱元件。圖2 臺車式電阻爐結(jié)構(gòu)1爐門裝置；2風(fēng)扇；3爐殼；4爐襯；5電熱元件；6臺車7臺車接線扳；8臺車拖動裝置表5 臺車式電阻爐型號及技術(shù)規(guī)格 低溫井式電阻爐又稱井式回火爐。國內(nèi)生產(chǎn)的低溫井式電阻爐的最高工作溫度為650，主要用于淬火工件的回火及有色金屬的熱處理加熱，其構(gòu)造見圖3。 中溫井式電阻爐，這種爐型的爐膛通常為圓形或方形截面，深度不等。此爐常分為幾個加熱區(qū)，實行分段控溫，以保持整個高度上的溫度均勻。使用時可用吊車裝卸工件，爐蓋可使用砂封、油封等方法嚴(yán)密封閉因而熱損失較小，其結(jié)構(gòu)見圖4。國內(nèi)生產(chǎn)的中溫井

11、式電阻爐的最高工作溫度為950，主要用于軸類工件的退火、正火和淬火加熱，高速鋼拉刀的淬火預(yù)熱及回火等。 井式氣體滲碳爐，其技術(shù)規(guī)格見表7，其結(jié)構(gòu)見圖5。這種爐子主要用于鋼的氣體滲碳，也可用以進行氣體滲氮、碳氮共滲及重要零件的淬火、退火加熱。圖 3表6 井式電阻爐型號及技術(shù)規(guī)格圖4圖 5（4）可控氣氛多用爐 這種爐型是箱式爐的改進型，如圖6所示。此爐的爐氣成分可進行控制，能滿足光亮正火、退火、淬火、滲碳、碳氮共滲等熱處理工藝要求，故又稱為可控氣氛熱處理爐?？煽貧夥帐菍ΡＷo氣氛和可控的滲碳(或碳氯共滲)氣氛的統(tǒng)稱。根據(jù)制備原理不同，我國較常使用的可控氣氛主要有吸熱式氣氛、放熱式氣氛、氨分解(或氨燃

12、燒)氣氛，氮基氣氛等。4.2 鹽浴爐 鹽浴爐是利用熔鹽作為加熱介質(zhì)的熱處理設(shè)備，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，爐溫均勻，加熱速度快，爐溫調(diào)整和控制方便，正確操作可避免氧化脫碳，多用于淬火加熱。鹽浴爐按熱源方式可分為內(nèi)熱式和外熱式兩種。內(nèi)熱式以電極鹽浴爐應(yīng)用最普通，外熱式按熱源種類不同，分為電熱式和燃料加熱式兩種。（1）外熱式坩堝鹽浴爐 由盛鹽浴的耐熱鋼制的坩堝和加熱坩堝的爐體構(gòu)成，熱源常為電能。坩堝鹽浴電阻爐的結(jié)構(gòu)見圖7；其型號及技術(shù)規(guī)格見表8。表7 井式氣體滲碳爐型號及技術(shù)規(guī)格圖 6（2）電極鹽浴爐 它是在井狀爐膛內(nèi)插入或在爐墻中埋入電極，通以低電壓大電流的交流電，借助熔鹽的電阻發(fā)出熱能，使熔鹽達到要求

13、的溫度，并使熔鹽中的工件加熱。根據(jù)熔鹽選擇不同，加熱溫度范圍大約為5001350。由于電流通過熔鹽時產(chǎn)生強電磁循環(huán)，促使熔鹽翻騰，因而爐溫易均勻，且加熱迅速。圖8和圖9是常見的插入式電極鹽爐和埋入式電極鹽爐的結(jié)構(gòu)圖。其型號及技術(shù)規(guī)格分別見表9和表10。圖 7表8圖 8圖1-8 表9圖9表10 埋入式電極鹽浴爐的型號及技術(shù)規(guī)格 （二） 熱處理車間生產(chǎn)綱領(lǐng)的確定一、車間生產(chǎn)綱領(lǐng)的確定車間生產(chǎn)綱領(lǐng)是車間的計劃任務(wù)，即車間每年應(yīng)生產(chǎn)的工件重量或件數(shù)。車間生產(chǎn)綱領(lǐng)依據(jù)全廠生產(chǎn)綱領(lǐng)編制。是決定車間規(guī)模合選擇設(shè)備的依據(jù)。根據(jù)條件不同，給出的綱領(lǐng)形式也不同，常見的生產(chǎn)綱領(lǐng)分為明顯生產(chǎn)綱領(lǐng)和不明顯生產(chǎn)綱領(lǐng)。后者

14、又分為隱蔽生產(chǎn)綱領(lǐng)、折合生產(chǎn)綱領(lǐng)、假定生產(chǎn)綱領(lǐng)和推算生產(chǎn)綱領(lǐng)。1明顯生產(chǎn)綱領(lǐng)明確給出熱處理工件的品種和數(shù)量。車間實際生產(chǎn)綱領(lǐng)只需加上生產(chǎn)過程中的損失量即可算出：A車間生產(chǎn)綱領(lǐng)，噸/年或件/年；A0熱處理工件計劃數(shù)量（包括備品、返修品合檢查試驗用的工件），噸/年或件/年；車間生產(chǎn)損失率（車間返修品或?qū)嶒炗霉ぜ?，?隱蔽生產(chǎn)綱領(lǐng)只給出工廠產(chǎn)品的臺數(shù)，未指定熱處理工件的品種和數(shù)量。3折合生產(chǎn)綱領(lǐng)只給出一部分產(chǎn)品的品種和數(shù)量，其余只給出重量或折合成典型產(chǎn)品的數(shù)量。4假定生產(chǎn)綱領(lǐng)和推算生產(chǎn)綱領(lǐng)只給出產(chǎn)品類型和總重量。機修車間、輔助車間的生產(chǎn)任務(wù)常不能獨立確定，所以它所屬的熱處理工部的生產(chǎn)綱領(lǐng)，只能依所

15、服務(wù)的機床數(shù)量及負荷率推算。例如每臺機床需要工具或每噸鍛件需要鍛模數(shù)量。表11、表12的數(shù)據(jù)可供參考。為便于計算，可將車間產(chǎn)品明細及年生產(chǎn)數(shù)量列表，如表13。表11 工具、機修車間熱處理綱領(lǐng)的計算指標(biāo)序號項目名稱單位工廠類型重型機械廠礦山、通用工程等中型廠年產(chǎn)50150-200100-20050-753推桿式爐這種爐子的作業(yè)特點是間歇性的向爐內(nèi)送入工件進行加熱。 G爐子生產(chǎn)率（kg/h）；推料周期（min）； n每次或每一推舟時間內(nèi)推入料盤數(shù)，通常n1； M每盤工件重量（kg）。4輸送帶式爐G爐子生產(chǎn)率（kg/h）；v輸送帶運動速度（m/h）；v=l / l輸送帶的有效長度（m）；工件從入爐到

16、出爐的時間（h）； M輸送帶每米長裝料重量（kg/m）。三、熱處理設(shè)備需要量及負荷率計算1設(shè)備年負荷時數(shù)的計算一種通用式設(shè)備常用來處理幾種工件，故應(yīng)先計算各種設(shè)備的年負荷時數(shù)，再計算設(shè)備需要量。設(shè)備年復(fù)合時數(shù)或稱爐時數(shù)是某一種設(shè)備每年應(yīng)工作的小時數(shù)，可按下式計算： E某一種設(shè)備的年負荷時數(shù)（h）； E1、E2使用該設(shè)備的各種工件所需年負荷時數(shù)（h）； A1、A2使用該設(shè)備的各種工件的年生產(chǎn)量（kg或件數(shù)）； G2、G2設(shè)備的生產(chǎn)率（kg/h或件/小時）。對于專用設(shè)備，常只處理一種工件，這時：E=A/G； A該設(shè)備的年生產(chǎn)率（kg或件數(shù)）； G該設(shè)備的生產(chǎn)率（kg/h或件/小時）。2設(shè)備數(shù)量計算

17、設(shè)備的需要量應(yīng)根據(jù)其年負荷時數(shù)和年時基數(shù)計算，即：C=E/ 或 C=E1/+E2/+ C設(shè)備臺數(shù)；E1、E2使用該設(shè)備的各種工件所需年負荷時數(shù)（h）； 每年設(shè)備年時基數(shù)（h）。根據(jù)上式計算出來的設(shè)備數(shù)量不一定是整數(shù)，這時需要根據(jù)計算值再選定適當(dāng)?shù)呐_數(shù)C。例如當(dāng)計算值C=1.6時，可選2臺，即C2；當(dāng)計算值C1.2時，可選1臺，即C1。3設(shè)備負荷率的計算設(shè)備負荷率為計算設(shè)備數(shù)量與實際選用值之比，即：K=C/C設(shè)備負荷率表示設(shè)備的使用情況，為使設(shè)備得以充分利用，應(yīng)保持較高的負荷率。常用設(shè)備的負荷率與工作制度、生產(chǎn)性質(zhì)合設(shè)備用途有關(guān)。主要熱處理設(shè)備的合理負荷率，三班制時約為7580；兩班制時約為80

18、95；一般制時，由于可在工作時間之外進行調(diào)整和維修設(shè)備，或加開班次，負荷率應(yīng)盡力提高。對于各種輔助設(shè)備和產(chǎn)品常不固定或生產(chǎn)不穩(wěn)定的輔助熱處理車間的貴重設(shè)備，如數(shù)量過少，設(shè)備年負荷率過低時，則應(yīng)由外廠協(xié)作處理。為保持適當(dāng)?shù)呢摵陕?，常需要改換型號及規(guī)格，甚至改變設(shè)備類型。除考慮各種設(shè)備本身的負荷率外，還應(yīng)使車間各主要設(shè)備之間的負荷率大致保持平衡，例如淬火、回火設(shè)備的負荷率應(yīng)大體相等，使設(shè)備得到充分利用。（五） 熱處理車間位置及面積的確定一、熱處理車間位置1熱處理車間位置確定的原則：1）熱處理車間位置應(yīng)盡量遠離產(chǎn)生有害氣體的部門，如煤氣站、鍋爐房等合產(chǎn)生強烈震動的設(shè)備，如鍛錘、落錘等；但也不宜布置在

19、有關(guān)車間的上風(fēng)向，一面影響其它車間；2）熱處理車間為使通風(fēng)良好，最好能同常年主導(dǎo)風(fēng)向垂直；3）熱處理車間或工部最好獨立建筑，如布置在多跨建筑內(nèi)時，應(yīng)布置在廠房較高且靠外面的跨間內(nèi)；4）熱處理車間應(yīng)靠近機械加工、粗加工車間、工具機修車間，以便與產(chǎn)品工件加工生產(chǎn)線相符合，并且有利于運輸；5）熱處理車間應(yīng)比較靠近理化實驗室；6）批量、產(chǎn)量較大的工件熱處理，可布置在工件封閉的生產(chǎn)線上，如齒輪表面熱處理工段、彈簧熱處理工段等；7）熱處理車間應(yīng)靠近全廠的運輸干線；8）綜合熱處理或工具熱處理可與電鍍工部合為一個車間。2熱處理車間位置的確定熱處理車間根據(jù)生產(chǎn)性質(zhì)合工廠生產(chǎn)情況，一般分獨立設(shè)置合服務(wù)于某一車間兩

20、類。后者又分為服務(wù)于鍛工車間和鑄工車間的第一熱處理車間和服務(wù)于機械加工的第二熱處理車間機工具熱處理車間。1）有全套設(shè)備的大型熱處理車間。適合于布置在單獨廠房內(nèi)，通常為長方形，其長邊和常年主導(dǎo)風(fēng)向垂直；2）第二熱處理車間。一般布置在機械加工車間的一端，有時在車間的外側(cè)占一個或兩個跨度。工具熱處理車間一般布置在輔助車間內(nèi)；3）第一熱處理車間。一般布置在鑄工車間或鍛工車間內(nèi)；4）與車間脫開的熱處理車間。在南方地區(qū)宜于采用，有利于通風(fēng)。3熱處理車間面積的確定熱處理車間面積由生產(chǎn)面積、輔助面積、車間通道面積等組成。車間面積隨工廠性質(zhì)、車間類型及工件特點而異?？砂创致缘闹笜?biāo)計算，也可依車間設(shè)備平面布置進行

21、詳細的計算。生產(chǎn)面積指標(biāo)以每臺設(shè)備占地面積來表示，如表19，生產(chǎn)面積占車間總面積的5060。輔助面積指標(biāo)如表20，約占車間總面積的1015。車間通道面積占生產(chǎn)面積的2530（或按車間總面積1015進行估算）。表19 生產(chǎn)面積指標(biāo)設(shè)備名稱所占面積（m2/臺）設(shè)備名稱所占面積（m2/臺）鹽浴爐箱式電阻爐井式滲碳爐、回火爐滾底式爐、小型臺車式爐中、大型臺車式爐小型井式爐及淬火槽中型井式爐機淬火槽噴砂機或清洗設(shè)備20-3025-3515-2535-45120-25070-100100-12020-30校直設(shè)備高頻設(shè)備變頻機淬火機床及回火爐工頻設(shè)備正火架電熱回火油槽15-2560-7020-3070-9

22、0250-35040-6050-70該兩項包括井式爐、淬火槽及工作面積表20 輔助面積指標(biāo)面積名稱所占面積（m2）面積名稱所占面積（m2）輔助材料庫檢驗站機修站水泵間20-3020-3040-8040-60油冷卻室油泵油槽地下室通風(fēng)機室儀表間工具、吊具、墊具存放區(qū)20-4040-8020-4020-4030-50二、 廠房結(jié)構(gòu)與廠房跨度熱處理車間屬于熱加工車間，在生產(chǎn)過程中放出大量的熱、蒸汽及一些有害氣體。因此需要有良好的通風(fēng)、防火、自然采光好等條件。熱處理車間廠房要求高，窗戶面積大，并有天窗。熱處理車間的廠房跨度，一般是根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的排列情況來決定。設(shè)備沿縱向排列成丹行的廠房跨度可較小，排成

23、雙行所需跨度就大；另外，還與工廠的產(chǎn)品大小有關(guān)，大型熱處理車間的跨度可達36m，小型（如儀表廠熱處理車間）的跨度最小可用6m。機械制造廠的熱處理車間一般為1224m，不同類型的廠房跨度如表21。表21 機械制造廠熱處理車間廠房跨度車間類型設(shè)備布置方式廠房跨度（m）中型熱處理車間井式爐，水、油槽單排井式爐，水、油槽雙排臺車式爐12，21，242424中型熱處理車間15，18工具熱處理車間有鍛模熱處理18廠房可以是一個或幾個跨度?？缍仍?8m以內(nèi)時，采用3的倍數(shù)；跨度在18m以上時，采用6的倍數(shù)。取決于建筑設(shè)計采用的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。柱距一般為6m，靠兩端山墻的柱距為5.5m。安裝大型臺車式爐的車間，柱距

24、有時采用9m或12m。（六） 熱處理車間設(shè)備平面布置熱處理車間平面布置是車間設(shè)計中一個非紫重要的環(huán)節(jié)，是車間設(shè)計的具體體現(xiàn)形式。車間平面布置的設(shè)計內(nèi)容有：1) 確定設(shè)備的組合；2) 確定工件的流程；3) 確定車間通道，4) 確定設(shè)備之間的位置與距離；5) 確定各工作地的位置與面積；6) 確定倉庫的位置與面積等。一、車間設(shè)備的組合原則 將有關(guān)的工藝設(shè)備組合在一起，作為一個生產(chǎn)單元來完成卒間某種工序或處理某種工件。設(shè)備的組合原則歸納起來有三種：1) 按工藝原則；2) 按對象(工件)原則；3) 按設(shè)備類型原則。1根據(jù)生產(chǎn)性質(zhì)合理組織工作地?zé)崽幚碥囬g工作場地的生產(chǎn)組織，主要有三種形式：按熱處理工序分，

25、有淬火組、回火組等；按設(shè)備類型分，有鹽浴爐組、箱式爐組、井式爐組等；按產(chǎn)品對象分，有齒輪熱處理組、螺栓熱處理組等。顯然，對于大量生產(chǎn)的應(yīng)按產(chǎn)品對象來組織，組成長流水線。當(dāng)車間內(nèi)有特殊設(shè)備時，應(yīng)組成特殊設(shè)備組，便于各工序的管理。實際上，多數(shù)車間是按工序和設(shè)備類別混合組織的。例如，把井式滲碳爐與井式回火爐緊排在一起；把淬火加熱的浴爐與回火浴爐排在一起等。2合理組織工件在車間的流通路線設(shè)備平面布置應(yīng)盡量減少工件在熱處理過程中的往返交叉。為此，布置設(shè)備時，應(yīng)先按工藝過程考慮工件在車間內(nèi)的走向，以確定車間大門的位置和個數(shù)，如圖9所示。一般熱處理車間有兩個大門，分設(shè)在兩端。工件從一端進入由另一端輸出。并使

26、各線路保持適當(dāng)?shù)牧鞒毯狭魍?，如圖10所示。其次，根據(jù)工件進出口的位置，按工藝流程的順序布置設(shè)備，當(dāng)車間較大，車間大門較多時，常在生產(chǎn)組之間設(shè)置中間門，以減少各組間的混淆。當(dāng)車間生產(chǎn)的工件批量大或連續(xù)不斷運輸時，最好采用懸掛鏈運輸。懸掛鏈運輸時，應(yīng)盡量減少越過人行道的次數(shù)。圖9 常見熱處理工件流程 圖10 工件流通量圖3有利于車間通風(fēng)、采光和改善勞動條件對于特別需要通風(fēng)、采光的設(shè)備或部門，應(yīng)靠外墻，如氰化間、噴砂間、酸洗間和快速實驗室等。小型設(shè)備和按照高度小的設(shè)備（如一般井式爐）應(yīng)盡量靠外墻；大型設(shè)備應(yīng)盡量靠內(nèi)墻，以免影響通風(fēng)、采光。處理大型工件的爐子，應(yīng)安排在車間門口附近，以避免大型工件貫穿

27、車間時散發(fā)大量的熱。大型臺車式爐盡可能布置在車間外披屋內(nèi)，若在車間內(nèi)，爐子附近應(yīng)開對稱門，以造成穿堂風(fēng)，又便于臺車和工件進出車間。4設(shè)備布置應(yīng)盡量集中并靠在外墻邊；電力消耗大的設(shè)備應(yīng)盡量靠近變電所；循環(huán)水、油的管路應(yīng)盡量短和減少轉(zhuǎn)彎；公用單軌吊車設(shè)備應(yīng)排成一線；需挖地坑的設(shè)備應(yīng)盡量集中，以便共同使用一個地坑；集油槽、水池應(yīng)盡量離開柱基等。5根據(jù)生產(chǎn)操作及維修要求，合理確定設(shè)備間的尺寸設(shè)備間應(yīng)留有足夠的工藝操作地，裝卸夾具工作地；設(shè)備現(xiàn)場調(diào)整檢修地；半成品及成品存放地。6充分利用車間面積，并注意整齊美觀設(shè)備應(yīng)盡量靠墻布置，排列整齊。箱式爐爐口取齊；井式爐中心線取齊，使車間布置得整齊美觀；增加車間

28、內(nèi)的生產(chǎn)面積；在兩開間起重機吊不到的地方，應(yīng)盡量用作輔助面積。各輔助部門應(yīng)排列在一起，集中于車間一端。7留有發(fā)展余地近幾年可能添置的設(shè)備，車間內(nèi)應(yīng)留有安裝地；如較長時間才能擴大，應(yīng)留有廠房擴建余地。為此，廠房一端和一側(cè)應(yīng)為自由端。該端不開辟馬路、不蓋其它永久性建筑物。二、設(shè)備平面布置方法布置車間設(shè)備時，一般按一定比例（1：50或1：200）先將車間面積畫在圖紙上，再用硬紙板按同一比例剪出設(shè)備平面圖形。根據(jù)平面布置原則將設(shè)備圖形在圖紙上試排成不同方案，經(jīng)反復(fù)比較進行修改，確定最合理的方案。繪出車間平面布置圖。繪制車間平面布置圖時，應(yīng)把主要尺寸標(biāo)注在圖上。如安裝有各種動力通風(fēng)裝置時，應(yīng)表明動力、通

29、風(fēng)點、水、油供應(yīng)和排出點等，還應(yīng)標(biāo)出工人操作地點。三、設(shè)備平面布置常用數(shù)據(jù)1車間內(nèi)的運輸通道安裝有一般箱式爐的熱處理車間，主通道常留在中間，寬度為23m。安裝有大型設(shè)備的熱處理車間，通道常留在連續(xù)式爐前后，寬度為34m。2設(shè)備間的距離一般爐子間距是指爐子外殼間的距離。煤氣爐和燃氣爐是指兩爐外側(cè)管道間的距離。小型爐為0.8-1.2m；中型爐為1.2-1.5m；大型爐為1.5-2.0m。鍛工熱處理連續(xù)式爐為2-3m。中小型井式爐為1.0-1.5m，地坑壁距車間內(nèi)墻為1.2-1.5m；大型井式爐、臺車式爐間距為3-4m。各設(shè)備在車間分區(qū)布置，如圖11、圖12所示。集油槽循環(huán)冷卻裝置：為保證車間防火的

30、要求，貯油槽應(yīng)設(shè)置在車間外面的地下室或地坑內(nèi)，貯油容量在1.5m3內(nèi)，才允許考慮設(shè)在車間內(nèi)。但貯油槽距爐子不得小于1.5m。循環(huán)油管安裝在磚砌地溝里，應(yīng)以保證很短時間內(nèi)將車間中各油槽內(nèi)的油泄回貯油槽。如采用地下室者最好考慮兩間，一間安置油冷卻器，另一間安置三聯(lián)式油槽。冷卻器一間的頂部開設(shè)安裝孔，孔的大小為1.52.0m；地下室的位置盡量靠近廠房，其出入口可在廠房內(nèi)或靠近廠房附近；地下室深入地下標(biāo)高決定淬火油槽排油管的坡度（一般取1）及貯油槽上排油管入口標(biāo)高；地下室還放置油過濾器、循環(huán)油泵。有的將油冷卻器也布置在地下室內(nèi)。圖11 箱式爐、鹽浴爐設(shè)備布置a）箱式爐 b）鹽浴爐圖12 淬火槽的布置快

31、速實驗室：用來分析氣體成分，檢查鋼的組織。一般設(shè)有兩間，一間用來作準(zhǔn)備工作，一間用作實驗?？偯娣e約為30-40m2。在一般中小型工廠熱處理實驗室只在車間內(nèi)放兩臺硬度機、一臺砂輪機，或附設(shè)在檢驗室內(nèi)。3設(shè)備距后墻或柱子應(yīng)有一定距離通常電爐后端至墻的距離為1.0-1.2m，后端有燒嘴的燃料爐距墻1.2-1.5m。對帶有變壓器的鹽浴爐等，其與墻的距離應(yīng)以變壓器的末端計算，一般為0.8-1.2m。當(dāng)爐子后端安放有控溫儀表時，必須考慮檢修人員操作走動所需的過道。當(dāng)幾個同類型設(shè)備排在一起，且爐子前沿成一直線時，設(shè)備與墻的距離按較大設(shè)備計算。工具、模具以及小件熱處理車間內(nèi)，爐子離開車間側(cè)墻的距離不小于1.0

32、-1.5m。4爐子與對活槽之間的距離，一般為1.5-1.8m。下限適用于中、小型設(shè)備，上限適用于大型設(shè)備。鍛模用淬火槽距爐口2-3m，此距離不可過大，以免操作人員淬火時往返奔跑，甚至降低工件的淬火溫度；若距離太小，則影響操作。當(dāng)車間的寬度不夠或為了布置的方便，可將爐子轉(zhuǎn)一定角度或?qū)⒋慊鸩叟c爐子并列。5連續(xù)式爐爐前應(yīng)由足夠的面積，以便存放工件及裝出爐操作。鍛件正火或調(diào)質(zhì)用的連續(xù)式爐，爐口距通道邊線為10-12m；貫通式滲碳爐為6-8m。6箱式爐裝出料口平臺標(biāo)高通常為0.6-1.8m左右；淬火槽上端面標(biāo)高通常為0.5-0.7m左右；井式滲碳爐合回火爐標(biāo)高通常為0.4-0.5m，這樣便于裝出料以及封

33、閉爐口。設(shè)備在地坑中應(yīng)用工字鋼墊起，以免受潮。地坑上口面要蓋以帶格子的鋼蓋板，以保證操作安全。7有害操作的設(shè)備應(yīng)隔離布置，并裝設(shè)防護裝置。噴砂間合氰化間應(yīng)隔成封閉的小房間，頂上裝置強力抽風(fēng)裝置。小房間隔墻高度約4m，房間內(nèi)各種設(shè)施的要求應(yīng)在圖中注明。8高頻機房間應(yīng)單獨設(shè)置。是指位置可在車間一端或披屋內(nèi)，遠離油煙、灰塵和震動較大的地方，并設(shè)置在車間的上風(fēng)向，以便有良好的通風(fēng)、采光。高頻機房的封頂高度不低于4.5m。具體高度依高頻機型號和淬火機床而定。高頻房間四周和天棚應(yīng)由鐵絲網(wǎng)屏蔽，以免于干擾電訊設(shè)備。中頻發(fā)電機房間應(yīng)單獨設(shè)立，并遠離油煙、灰塵和震動較大的地方。9測溫儀表可集中布置和分散布置在爐

34、子一側(cè)靠墻處。集中布置有利于管理，分散布置有利于現(xiàn)場觀察。圖13為一綜合工具熱處理車間平面布置圖，該車間專進行各種刃具及尺寸不大的鍛模熱處理。它是工具車間四個12m跨度的延續(xù)部分。準(zhǔn)備工序（鍛造、焊接）及預(yù)先熱處理在下列設(shè)備中進行：附設(shè)加熱爐2的鍛錘1，焊合刃具的縫式爐3，刃具隨后淬火用的淬火槽4，兩臺接觸焊接設(shè)備5，并附有井式爐6，該井式爐為毛坯焊接后立即進行等溫退火用。兩臺箱式爐7用于一般刃具的退火，但在必要時也可用作某些機修件的固體滲碳。因此在單獨房間內(nèi)裝有滲碳劑的專門容器8，用電動小起重機把滲碳箱送往爐子處。工段內(nèi)有進行刃具和鍛模電弧焊補和焊合的房間9。工具在噴丸（或噴砂）機10內(nèi)被清

35、潔后就從準(zhǔn)備工序經(jīng)檢查后送往機工車間。高速鋼刀具的預(yù)熱在電極鹽浴爐12和箱式電阻爐14中進行，最后加熱在電極鹽浴爐11合碳化硅棒爐13中進行。兩用淬火槽15和進行分級淬火的硝鹽槽16位于淬火加熱爐對面，在淬火槽上方有電動單軌起重機，將已淬火的工具送往清洗機17，接著送到三臺硝鹽爐18進行回火。拉刀在井式爐19中淬火加熱，在淬火槽20中淬火冷卻，之后，在井式爐21中回火。爐子和淬火槽上方有單軌起重機。鍛模熱處理工序包括三臺箱式電阻爐22與淬火槽15，鍛模尾部回火在外熱式硝鹽爐中進行，該爐子也用于碳鋼及低合金鋼淬火加熱。工具低溫回火在油浴爐24中進行。在車間兩頭有油冷卻室。工具在回火爐旁一個獨立的

36、工段進行質(zhì)量檢驗，精密工具的測量工作在靠外墻專門的房間內(nèi)進行。工具冷處理設(shè)備25布置在檢驗工段內(nèi)。另外在氰化間中設(shè)有兩臺外熱式鹽浴爐26，在高頻工段內(nèi)設(shè)有高頻淬火加熱設(shè)備，可用于工具的淬火及焊合。另外還設(shè)有鍍鉻工段，主要工機修件及某些其它產(chǎn)品使用。辦公室、輔助用單間及生活間均在車間的二樓，二樓入口處在樓梯27處。在某些工廠，工具的準(zhǔn)備工段及工具熱處理車間可分開單獨設(shè)置。圖13第1組1、 零件名稱：機床主軸2、 零件圖：3、 零件材料：45鋼4、 技術(shù)要求：高頻淬火表面硬度達到4050HRC，局部淬火長度公差允許3mm。5、 制造工藝路線：下料鍛造正火機加工（粗）調(diào)質(zhì)機加工（精）高頻局部淬火磨削

37、6、 熱處理工藝：（1）正火：利用鍛件高溫（始鍛溫度：1200；終鍛溫度：830），直接空冷；（2）調(diào)質(zhì)：850淬火23h后水冷，淬火后立即在550回火23h后水冷；（3）高頻局部淬火：局部高頻淬火時間812S，淬火后立即在220250回火23h。7、設(shè)備選擇提示： 調(diào)質(zhì)加熱建議采用井式加熱爐，局部淬火建議選用100KW高頻感應(yīng)加熱機第2組1、 零件名稱：小模數(shù)齒輪2、 零件圖：3、 零件材料：20CrMnTi4、 技術(shù)要求：齒面硬度5860HRC，齒根硬度3545HRC。5、 制造工藝路線：下料鍛造正火機加工滲碳低溫回火噴丸校正花鍵孔精磨齒6、 熱處理工藝： （1）正火：利用鍛件高溫（始鍛溫度：1150；終鍛溫度：950），直接空冷；（2）滲碳低溫回火：930940滲碳68h； 滲碳結(jié)束后緩冷至870880時，再油冷至室溫出爐；然后在200回火4h后出爐空冷。7、設(shè)備選擇提示：注意熱處理時防治氧化