拉刀设计副本副本 .doc

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1、课 题：拉刀的选材及热处理生产线设计 1.设计原则1.1 热处理零件结构形状设计(1）热处理件结构形状有一定的设计要求. 结构形状设计应避免应力集中截面急剧变化的工件，淬火时易引起过量变形或开裂，一般应采用平滑过渡或圆弧过渡；外形的尖锐棱边，尖角和凹腔角处会产生应力集中，因此，也常用圆弧代替尖角，为防止工件上的孔或模具型腔成为裂纹的策源地，孔与孔之间应有一定的距离，冲模型腔与模边之间的距离也应足够大。 结构形状设计应尽量简单、均衡、规则、对称.结构件的形状应尽量使工件各部位的质量均匀分布，以减少淬火时可能引起的过量变形和开裂。理想的结构形状可遵循以下的基本原则：a. 球形优于立方体，更优于长方

2、体；b. 圆柱体优于圆锥体；c. 圆形截面优于椭圆形截面，方形截面优于矩形截面；d. 在可能的条件下，应尽量使功能孔的尺寸与位置均衡、对称、分布，也可以通过加开工艺孔或工艺槽来解决质量均衡问题；辅助孔应位于交叉刃口的延长线上，尤其不能靠近小锐角，以免成为裂。 总结:为减少损失，避免事故，充分估计各种因素的影响，可采用设计、热加工和热处理几方面共同商讨，协同设计，避免因设计不当造成加工、热处理和使用上的题。(2）拉刀的结构及形状设计 拉刀零件图拉刀主要由柄部、前导向部、切削尺、精切尺、后导向部组成.工件拉刀v拉削原理本课题选择圆拉刀 24003070B 25H8 104050 JB/T79621

3、995名称产品编号径和孔公差带代号拉刀前角拉削长度标准号24003070B25H8 25H8 104050JB/T79621995名称、产品编号、直径和孔公差带代号、拉刀前角、拉削长度、标准号。拉刀长度为565mm,根据上表中的计算，满足。 1.2 热处理工艺设计 1.2.1工艺分析的基本原则热处理工艺设计是热处理车间设计的中心环节，是设备选择的主要依据。所确定的热处理工艺必须先进、可靠、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，节省能源及劳动量。采用先进工艺应经过技术经济论证或实验研究，取得可信的试用效果。 1.2.2 工艺路线产品零件从毛坯生产到完

4、成成品，生产路线是确定热处理车间任务的基础，具体如下：（1）铸铁，铸钢，有色金属一般铸件的预备热处理与铸造之后进行，包括正火、扩散退火、等温退火、球化退火、可锻化退火、再结晶退火、消除应力退火、人工时效（稳化处理）等。（2）硬度要求在285HB（30HRC)以下的一般铸件，可在机械加工前热处理到要求硬度，包括正火、调质（淬火及高温回火）。加工余量大的锻件，为保证其热处理效果，应在粗加工后进行热处理。（3）表面硬化，化学热处理零件，硬度要求大于285HB(30HRC)的零件，应在机械加工后进行。一些精度要求高的零件，可使用特殊加工刀具的零件，也可在加工前进行热处理。（4）局部化学热处理零件，生产

5、批量大时，非处理部分应镀层保护，批量小时可采用机械保护，防渗涂层以及车去渗层等方法。（5）绕制弹簧、冷镦、冷挤成形零件、应进行去应力退火、再结晶退火、正火等工序。（6）形变热处理可简化工艺路线，减少工序，节约能源。有些铸、锻件，特别是锻件，可充分利用锻造余热进行淬火、调质等处理，使锻造加工与热处理结合起来。 1.2.3 工艺方法的选定（1）常规热处理工艺热处理零件的常规热处理工艺，包括毛坯的预备热处理和零件的最终热处理，如退火、正火、去应力退火、调质（淬火及高温回火）、时效及固溶处理等。从提高热处理质量考虑，如不许在加热过程中发生氧化、脱碳，应采用保护气氛下加热。（2）化学热处理化学热处理包括

6、奥氏体状态下渗碳、碳氮共渗，铁素体状态下的渗氮和氮碳共渗，以及渗硼、渗硅、渗铝及各种渗金属和多元共渗工艺。化学热处理可以在气态、固态或液态介质中完成，确定化学热处理的工艺选用。有化学热处理后需要淬火的，应根据可能尽量采取渗后直接淬火工艺。（3）调质热处理调质热处理技术的发展主要有以下几个方面。炉型。由于振底炉长期使用中存在振底板变形 零件在炉内布料、加热不均 淬火质量散差大 同时振动噪声大、环境差，振底炉已逐渐退出生产线，网带炉、铸链炉得到普遍应用。碳势控制技术的应用。碳势控制技术在保护气氛调质生产线得到普遍应用。计算机技术的应用。快速淬火油和水基淬火介质的应用。快速淬火油的应用保证了高强度螺

7、栓件的热处理内在质量。（4）感应加热淬火感应加热可使用高频、中频、工频、超音频，以及双频及脉冲加热工艺，根据零件钢种、尺寸特点、要求硬化层深度、零件批量等确定工艺。感应加热淬火后可根据可能采用自然回火。（5）火焰表面淬火火焰表面淬火技术的发展，如采用先进温度检测技术与自动化控制与操作，淬火质量可保证。在单件小批量生产中部分采用火焰淬火工艺，生产灵活实用。1.3本次课程设计任务要求 根据拉刀刀论的服役条件、失效形式和性能要求，在此基础上进行材料设计和选材，制定工件的加工工艺流程，制定详细的热处理工艺规范，选择热处理设备，绘制热处理车间的平面布置图。具体要求： 每人选择一个课题，但同一课题选择不能

8、超过3人，选择同一课题的同学组成一个小组，共同讨论，但须独立撰写完成；确定工件的尺寸、形状和年时基数；详细讨论选材的依据，合金元素作用、组织与性能之间的关系；提出不少于三种的备选方案，并进行分析比较，确定一种最佳方案确定工件的加工工艺流程，制定热处理工艺规范，并加以论述其依据；根据热处理工艺选择适当的热处理设备，对主要热处理设备的炉体结构、炉膛尺寸、功率进行计算论证，年产量1万件，分2个批次生产，即每批生产5千件，确定所需炉子的台数；合理设计工件的热处理生产线，画出设备在车间内的平面布置图（要求用计算机绘图，图中设备用参考图例绘出，其他按照国家标准画出）。2. 拉刀的选材和加工工艺设计2.1拉

9、刀的服役条件、失效形式及基本性能要求2.1.1服役条件拉刀在切削过程中，刀刃与工件表面金属相互作用，使切削产生变形与断裂，并从工件整体剥离下来。故刀刃本身承受弯曲、扭转、剪切应力和冲击、振动等负载荷作用。由于切削层金属的变形及刀具与工件、切削的摩擦产生大量的摩擦热，均使刀具温度升高。拉刀是低速切屑工具，一般为0.0170.13m/s，作用在拉刀上的拉削刀多数是拉力，但也有是压力的。受拉力的称为拉刀，受压力的称为推刀。考虑到受压的稳定性，推刀的长度都较短。拉刀受力分析2.1.2失效形式 刀刃的失效形式有很多种，有的刀具刀刃处受压弯曲，有的刀具受强烈振动，冲击时崩落一块（即崩刀）。有的小型刀具整体

10、折断等等。但这些情况毕竟比较少见，刀具较普遍的失效形式是磨损。(1)刀具断裂、脆断、开裂、折断等，中心疏松级别高，碳化物偏析严重，成分偏析大，荼状断口夹杂物及杂质含量高，有害元素及气体含量高，锻轧缺陷，过热退火、内裂、表裂等(2)崩刃、掉牙、打刀 夹杂物及杂质含量高，有害元素及气体含量高，成分偏析大。组织有大颗粒碳化物，热处理硬度高，锻轧缺陷，过热退火、内裂、表裂等。(3)不耐用、不顶刃、非正常磨损 成分偏析大，硬度不均、热处理硬度低，红硬性、耐磨性差，刃部脱碳，碳化物偏析严重，大颗粒碳化物，锻压缺陷。2.1.3基本性能要求高硬度，高耐磨性是拉刀最重要的使用性能之一，若没有足够的高的硬度是不能

11、进行切削加工的。否则，在应力作用下，工具的形状和尺寸都要发生变化而失效。高耐磨性则是保证和提高工具寿命的必要性。在马氏体基体上分布着弥散的碳化物，尤其是各种合金碳化物能有效地提高刀具钢的耐磨能力。一般拉刀热处理后的硬度要求为：切削齿、精切齿部分HRC6367，前后导向部分HRC55，柄部HRC4052。红硬性 具有一定的红硬性，即钢的红硬性是指钢在受热条件下，仍能保持足够的硬度和切削能力，这种性能成为钢的红硬性。红硬性可以用高温回火后在室温条件下测得的硬度直来表示。所以红硬性是钢抵抗多次高温回火软化的能力，实质上这是一个回火抗力的问题。由于拉刀的切削速度较低，所以红硬性要求不是很高。塑性和韧性

12、， 由于在各种形式的切削过程中，刀具承受冲击，振动等作用，应当要求刀具有足够的塑性和韧性，以防使用中崩刀或折断。淬透性 圆孔拉刀尺寸不是很大，它的长度较长，中心半径小，容易淬透。尺寸稳定性 拉刀的精确度要求较高，要求变形小，也就是组织稳定性好。变形开裂倾向 工具钢的变形开裂倾向比较大，这是因为工具钢一般具有高的含碳量，通常为0.6%1.3%，这样才能保持高强度与高硬度。所以应该选择合适的淬火冷却工艺，并且要及时回火。 2.2 材料设计方案、原理及优化比较 2.2.1拉刀材料的选用方案 方案一合金工具钢 9SiCr 组织与性能：钢是高碳合金工具钢，其韧性及耐回火性较好，热处理时形变小。该钢中碳化

13、物分布均匀，不易析出网状碳化物，并易于正火消除，通过正火可以消除网状及粗片状碳化物组织。但抗压强度及耐磨性不足，加工型较差。该钢表面残存碳的质量分数为大。经正常淬火加热以后表面硬度仍可达到6062HRC，但其抗弯强度却下降40%50%。该钢锻造性能良好，由于易脱碳，故需在中性气氛或保护气氛中加热。施以锻热调制处理，可获得细密的回火索氏体组织，用途：通常用于制造形状复杂、变形小、耐磨性要求高的低速切削刃具。成分含量:成分特点：碳主要用于提高硬度与耐磨性，但增加了变形开裂倾向。加热元素，细化了碳化物，使合金渗碳体均匀分布且易于球化。由于合金渗碳体角稳定，所以在淬火加热时阻碍奥氏体晶粒的长大。、的作

14、用要高了淬透性，元素能够有效的提高低温回火稳定性，提高钢的强韧性。但是由于强化铁素体的作用明显，使退火钢的硬度提高，增加了切削加工的困难，而且含钢的脱碳敏感性较大。锻造工艺：该钢锻造性能良好，由于易脱碳，故需在中性气氛或保护气氛中加热。施以锻热调制处理，可获得细密的回火索氏体组织，简化工序，省时节电。热加工规范：需在中性气氛或保护气氛中加热，预热温度第一次，保温时间.，第二次，保温时间.。在加热过程中应勤翻动胚料，均与受热，充分透烧。开锻温度，反复进行双十字变向镦拔锻造，锻后合金碳化物等级级。9SiCr 钢的热加工工艺热处理工艺：预先热处理退火加热时间，在全部炉料加热到温后为；等温保温高温回火

15、用于消除冷变形加工硬化，保温时间为温后。淬火，淬火温度为,。回火，回火温度为，回火时间为。方案二高速钢W18Cr4V性能：W18Cr4V为钨系高速钢，具有搞得硬度、红硬性及高温硬度。其热处理规范较宽，淬火不易过热，热处理过程不易氧化脱碳，磨削加工性能较好。该钢在及时硬度分别及，对于大量的、一般的被加工材料具有良好的切削性能W18Cr4V钢碳化物不均匀度、高温塑性较差，不适宜制作大型及热塑成型的刀具；但广泛用于制作各种切削刀具。用途：形状复杂的小型刀具成分含量:加工流程：铸型锻造球化淬火退火回火成品成分特点高速钢含碳量较大，主要目的是为了与大量的碳化物形成元素形成足够数量的各类碳化物。但也带来了

16、一些问题。碳化物不均匀性加重，淬火后残留奥氏体增多，需要多次回火才能消除，钢的固相线温度下降，使淬火温度下降。 W是高速钢获得红硬性的主要元素。W在高速钢中主要形成M6C型碳化物，是共晶碳化物的主要组成。在淬火加热时，未溶的M6C阻碍奥氏体晶粒的长大，一部分M6C型碳化物溶入奥氏体，提高了奥氏体的合金度，由于W的C的结合力较强，提高了马氏体回火稳定性，在560回火时析出W2C型，产生弥散强化，提高钢的耐磨性。当W含量大于20%时，钢中碳化物不均匀性明显增加，从而钢的强度、塑性也大为降低。Mo的作用于W类似。 V在钢中能显著提高钢的热硬性，提高硬度的耐磨性，同时还能有效的细化 晶粒，降低钢的过热

17、敏感性。V在钢中主要以VC存在，也有少量溶于其他类型的碳化物中。淬火加热时，VC部分溶于奥氏体中，在回火时强烈阻碍马氏体分解，提高回火稳定性，在一定温度下又以VC弥散析出，从而产生二次硬化。淬火加热未溶的VC起阻止晶粒长大的作用。高速钢中加V是钢具有良好热硬性的重要因素。 Cr在高速钢中形成M23C6和存在于M6C中，Cr溶入M6C使其稳定性下降，在高温时溶解。而M23C6的稳定性更低，在加热时几乎全部溶解于奥氏体中，从而保证了钢的淬透性。 高速钢中加Co可显著提高钢的热硬性。Co在钢中为非碳化物形成元素，淬火加热时溶入奥氏体中，增加马氏体回火稳定性，提高二次硬化效果。Co与W、Mo原子间结合

18、力强，可降低W、Mo原子的扩散速率，减慢合金碳化物析出和聚集长大，增加热硬性。锻造工艺：W18Cr4V钢热加工工艺 由于高速钢的导热性差，因此钢锭（或钢坯）装炉温度不得高于400，低温阶段需缓慢加热（300），到850保温1h，然后便可随炉升温至锻造加热温度。 锻造钢锭时需轻捶开坯，随着铸态组织的逐渐破坏方可加重捶力。为了破坏碳化物并尽量使其均匀分布，必须重锤成材。 停锻温度对碳化物分布有很大影响。降低停锻温度能使碳化物粉碎程度增加，但停锻温度过低会使塑性明显变坏，导致产生裂纹。 增大锻造比是使碳化物呈更均匀分布的重要措施。 锻造高速钢时易产生角裂，应该用工具及时去掉已产生的角裂，避免缺陷继续

19、扩大。 因W18Cr4V钢空冷时就可以淬火，因此锻造后应及时放入灰中或堆冷，进行缓慢冷却。热处理工艺：A 预先热处理 炉中退火加热速度应不大于100/h 退火加热保温时间12h,等温保温时间46/h方案三 合金工具钢 CrWMn CrWMn 钢淬透性较好，直径为4050的工件可在硝盐中淬透。因为W的碳化物比较稳定，因此淬火加热时不容易溶解，奥氏体晶粒较细。由CrWMn 钢制成的刃具，崩刃现象较少，并能较好的保持刀刃形状和尺寸。CrWMn 钢对形成碳化物网比较敏感，这种网的存在，就使工具刃部有剥落的危险，从而使工具的使用寿命缩短。这种钢用来制作在工作时切削刃口不剧烈变热的工具和淬火时要求不变形的

20、量具和刃具。用途：在工作时切削刃口不剧烈变热的工具和淬火时要求不变形的量具和刃具。成分含量:C(0.901.05),Si(0.150.35),W(1.201.60),Cr(0.901.20)成分特点：CrWMn钢由于Cr、W、Mn三元素的复合作用，有较高的淬透性，油淬临界直径5070mm。由于含碳量高，保证形成比较多的碳化物，并且Cr、W的碳化物比较稳定，也使淬火加热时的奥氏体晶粒细小，所以该钢具有高硬度、高耐磨性。CrWMn钢的回火稳定性和9SiCr相似，当回火温度超过250时硬度才低于60HRC。由于W的作用，钢中碳化物比较多而容易形成网状。锻造工艺：CrWMn钢热加工工艺为了降低或减轻碳

21、化物网状的形成,锻轧后尽可能冷致650700,然后缓冷（坑冷、砂冷 或炉冷）。 2.2.2拉刀材料的优化比较 由于拉刀拉削速度低，切削温度低，刀具磨损慢，所以在满足其工作性能的基础上应重点考虑其材料可加工性和经济效益。拉刀由不同的部分组成，对其性能要求也是不一样的。刃部、后导部和前导部的硬度要求较高，综合以上材料的比较，选择CrWMn钢比较好。CrWMn适用于耐磨性要求高，变形小的刀具。CrWMn钢热处理后具有一定的硬度，并且还具有较好的韧性。W18Cr4V钢虽然其性能优于CrWMn钢，但其韧性、可加工性和导热性差，淬火不变形性中等。用W18Cr4V钢制作拉刀其成本高、制造工艺不佳，热处理工艺

22、复杂、淬火、回火以后的零件变形难以控制。W18Cr4V钢在使用过程中还存在碳化物不均匀性大，导致该钢脆性较大，易产生崩刃现象。除此之外，拉刀是要求精确度很高的刀具，工作时要求变形少，W18Cr4V钢由于导热性极差，刀具工作时热量散不出去，会导致刀具产生变形。9SiCr钢由于存在Si元素，导致易于脱碳，使其硬度和耐磨性下降，且碳化物的减少使表面层的过热敏感性增大。9SiCr钢还存在抗压强度不足，加工性较差等问题。拉刀的柄部硬度不能太高，否则易折断，所以选择合金工具钢较好。 2.3加工工艺流程 本次设计根据性能、加工制造、价格、本次设计的要求等方面的比较，刃部、后导部和前导部我们选用了CrWMn，

23、CrWMn钢在热处理后既具有良好的强度和耐磨学习，也具有一定的韧性。虽然CrWMn钢对形成碳化物网比较敏感，但可通过锻压和正火进行消除。其加工工艺流程为：钢材的入厂检查下料锻造焊接与退火机械加工成型-热处理校直-刃磨 焊接与退火 刃部和柄部的焊接在对焊机上进行焊接后，焊缝与热影响区的热应力很大，组织也不均匀，性能较差，为了消除应力，改善组织性能， 焊接后进行退火，把棒料投入已升温至700800的退火炉中，待炉料集中后，在加热至退火温度850870，经保温后冷至720740进行等温转变。以获得等温转变组织。 校直： 拉刀校直前，先真确的找出弯曲位置，弯曲方向和弯曲量，然后按拉刀的尺寸和工序选择不

24、同容量和类型的压力机。 1淬火后热校直:油冷拉刀冷到约200，经过时间等温，冷到约150，即可开始热校直。（1）单方向弯曲的拉刀，一般可以校直。最大弯曲量多位于前导向部和刃部的前数个切削齿。每次加压时，拉刀受力点应沿同一方向（各截面偏摆最高点的连线），并自精切齿向柄部移动。刃部长度在1000毫米左右者压四点，750毫米压三点，500毫米压两点，500毫米以下压二点或一点。（2）S形（波形）弯曲的拉刀，拉刀在开始校直时，可压成单方向弯曲，然后继续校直。 2 回火后热校直： 拉刀回火后弯曲会恢复，可于出炉后，在螺杆式压力机上作持续热校直。回火热效值的效果以第一次回火后进行校直最好，以后逐次减弱。一

25、般拉刀回火后冷至400左右（细长拉刀的温度可高些）开始加压，拉刀在压力下冷却使弯曲得到校直，通常在冷至室温前卸去压力。如在回火热校直后没有回火工序，则应将拉刀向弯曲反方向压过一些，以备再次回火后弯曲恢复。 3 精修校直： 回火和柄部处理后的拉刀，如仍未达到弯曲公差时，可选择以下方法精校；（1）将直径与弯曲量基本相同的两支拉刀，凸面对凹面靠拢，在最高点中间垫以淬硬的钢块，然后用铁丝将柄部和精切齿部紮紧，使拉刀产生与原弯曲方向相反的弹性变形，在回火过程中即发生部分塑性变形而达到校直的目的（2）利用在柄部与前导向部间未淬硬部位加压的方式，使拉刀形成波形弯曲，从而保证刃部和柄部偏差均在公差范围之内（3

26、）用淬火回火后的钢锤敲击拉刀凹面的容屑底部，可使弯曲矫正，但易损坏刃齿和引起裂纹，因此只限于弯曲量较小的中小型拉刀的精校。刃磨： 拉刀的刃磨 拉刀是一种成型尺寸刀具，在使用过程中一般只磨前刀面。拉刀的刃磨是专用的拉刀磨床上进行的，但对长度较短的拉倒也可在工具磨床上刃磨。当在工具磨床上刃磨圆拉刀时，需要利用磨外圆夹具带动拉刀做旋转运动。拉刀的刃磨要求（1）刃磨时，砂轮的进给和退出路线，砂轮的进给路线是由上至下，自左向右，直至将刀齿上的磨损部分磨去为止。（2）拉刀的刃磨顺序一般从拉刀尾部的校准齿到切屑齿向前磨。（3）刃磨时，可切屑齿的磨削量应力求一致，以保证齿升量的均匀性。（4)要保证刃口的平整，

27、刃磨后前刀面的粗糙度应较低，一般要求Ra0.320.16.槽底圆弧和前刀面要光滑连接，不能凸起。拉刀刃磨后刀刃出现毛刺时，可手握铸铁板、胶木板或400以上的细油石与旋转的拉刀齿外圆表面接触，轻轻地由校准齿向粗齿推动，毛刺可大大减少。2.4热处理工艺 材料在经过机械加工成型后，要进行最终热处理，以达到工件所需要的机械性能要求，拉刀的热处理器路线是：预先热处理-淬火-冷处理-热校直-（清洗）-回火-（热校直）-回火-柄部处理-清洗-检查弯曲-表面处理（酸洗、喷砂、防锈）-交检-（机加工后进行时效处理）预先热处理:CrWMn在正式热处理前需要预先热处理，改善锻造后的组织。依次为锻压后退火高温回火正火

28、。锻压后退火：将钢件加热到770790，保温4h时间，然后炉冷至500600，最后空冷至室温。Acm940770790炉冷，30/h500790空冷锻压后退火高温回火：将钢件加热到600700，保温23/h时间，然后采用空冷或炉冷至室温。高温回火用于消除冷变形加工硬化，消除热处理切削加工内应力。Ac1 750600700炉冷或空冷 正火：将钢件加热到970-990 ，保温一段时间,采用空冷至室温。正火用于细化过热钢的晶粒和消除碳化物网970990Acm940Ac1 750空冷正火正火淬火：CrWMn钢加热温度为830840，采用热油淬火或硝盐分级淬火。这样做能够大为减小刀具的淬火变型和开裂倾向

29、。将钢件加热到830840，保温一段时间，然后在热油中冷至150200，在空冷至20.(3)冷处理 由于拉刀高精度工具，要求尺寸能保持稳定化，所以需要进行冷处理。一般冷却温度为-70.且冷处理应不迟于淬火后1h内进行。(4)回火：为了消除应力，稳定组织和尺寸，淬火后应进行回火。将件加热到140160,加热介质为油。柄部处理：加热温度为890910，保温时间按1218秒/毫米计算，油冷或250左右硝盐冷却。表面处理：包括酸洗、喷砂、防锈。清理是利用抛丸器嘴将钢丸高速射向工件表面，用其强力冲击作用清理工件表面的氧化皮和附着物，如果对抛射加以控制，还可达到强化的作用，以提高工件的疲劳强度。(6)交检

30、用于检验拉刀的刃部与尾部的硬度及变形量，进行最后校直，直至符合工艺要求。3. 热处理车间设计3.1生产纲领 计算公式 Q=q(1+)% Q车间生产纲领（件/年或t/年） q车间每年的热处理计划件数量，包括备件（件/年或t/年） 车间废品损失率3.2工作制度和年时基数 根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，应采用两班工作制。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；安装在生产流水线上的热处理设备，应与生产线生产班制相一致。本次采用三班制。详细见表3.1。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损失，即： (

31、公式2.1)F设=251*3*8*（1-9%）=5482h （查知一般设备时间损失率为9%）2）工人年时基数 (公式2.2) F人=251*8*（1-8%）=1847h (查询知一般工人时间损失率为8%）选择重要设备，年时基数为4718h表3.1 热处理车间设备和工人年时基数项目生产性质工作班制全年工作日每班工作时数全年时间损失（%）年时基数一、设备一般设备连续工作制3355897722重要设备阶段工作制32518164718小型简易热处理炉阶段工作制3251875571大型复杂热处理炉连续工作制33558147326二、工人一般工作条件251881830较差工作条件25181217483.3

32、热处理设备的选择 年产量1万件，分2个批次生产，即每批5千件，圆形拉刀尺寸：24003070B 25H8 104050 JB/T79621995。经计算每个拉刀的体积大概为V=(12.5*12.5*3.14*565)/1000000000（立方米）(1） 预先热处理设备：退火设备选用RX3-75-9，炉膛尺寸（mm）：1800*900*550，一次可生产3000件装炉量：2个高温回火设备：加热温度为600700，选用RYD插入式电极盐浴炉，设备为RYD1008A型中温盐炉，炉膛尺寸(mm)：920600540，一次可生产800件装炉量：7个正火：温度为970990，采用最高工作温温度为1200

33、的高温井式电阻炉炉电阻设备RJ-50-12，炉膛尺寸(mm)：600800，一次可生产600件装炉量：9个（2）淬火设备：温度为830840，采用额定温度为850的RDM埋入式电极盐浴炉，设备为RDM-130-8，炉膛尺寸(mm)：900450700,一次可生产900件装炉量：6个（3）回火设备：温度为140160，采用额定温度为650的RDM埋入式电极盐浴炉，设备为RDM-90-6，炉膛尺寸(mm)：900450700,回火设备的选用一次可生产900件装炉量：6个4. 热处理车间布置4.1热处理车间分类 4.1.1按工作性质分类 毛坯半成品（或称第一）热处理车间，承担锻件、锻件毛坯热处理任务

34、，主要实施退火、正火、调质等预先热处理工艺。这类车间常设在锻造、铸造车间内。 成品（或称第二）热处理车间，主要承担产品的最终阶段的热处理任务，主要实施淬火回火、渗碳、感应加热淬火等热处理，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。 4.1.2按生产环境分类 独立的热处理车间 附设在有关车间内部的热处理工部，这类工部与其所在车间生产有着密切联系，例如锻件热处理工部，可以减少工件运输，便于利用锻后余热进行热处理。 产品生产线中的热处理工段。 4.1.3按生产性质分类 大批量生产全自动化热处理车间。这类车间产品单一，工艺定型，选用专用性连续式热处理设备，组成全

35、自动的机械化生产线。 批量生产半自动热处理车间。这类车间多选用柔性生产线或局部机械化自动生产。单件生产手工操作热处理车间。这类车间多选用间隙式手工操作的热处理设备。4.2车间设备组织与设置 车间设备平面布置工作包括设计工作场地和布置设备。其基本内容是，根据热处理生产任务确定生产组织方式；确定热处理生产归属的车间或独立车间；确定车间厂房位置、形式和尺寸；决定无聊运输线路和方式，组织合理的生产流程；划分车间各工序、工段及各工作场地，确定设备的工艺布置和相对位置及间隔距离，并留出工人操作及辅助面积，确定工人操作位置；最后画出车间设备平面和立面布置图，并编制设备明细表。4.2.1车间设备平面布置的原则

36、 大型连续式设备及机组的布置，根据数量确定是否跨厂房跨度，尽量在同一跨度中，有利于使用起重设备。车间有一端封闭墙体时，大型设备尽量靠在内墙布置，以利用采光和通风。热处理车间在工艺流程基本顺畅的情况下，可按设备分片布置。设备布置应符合工艺流程的需要，零件的流向应尽量由入料端向出料端，避免交叉和往返运输。设备应尽量布置整齐，箱式炉以炉口取齐，井式炉以中心线取齐。需要起重运输 工具的设备，应布置于起重机有效范围内。需局部通风的设备应靠外墙或靠近柱子布置，以利于通风管的引出。车间内应避免隔断，对必须设置隔离间的应集中于车间的一端。喷砂间靠外墙隔断，有利于砂的储存和设置除尘装置。生产区内应留有零件装卸及

37、存储面积或立体仓库。车间需留出必要的通道，通道的尺寸随车间使用运输车型而异。车间预留扩建面积可采取车间内预留设备空地或预留增跨或接长厂房空地。留有计算机控制管理房地。热处理车间的设计原则为： （1）热处理车间的位置和热处理生产的组织要保证全厂生产流程合理，各种物料的运行路线短捷，流动工作量小。 （2）充分考虑热处理车间的特殊情况，改善操作环境和生产安全。 （3）设备布置应与电力、气、燃料、水等供应路线相协调。 （4）合理利用车间面积。 （5）有利于设备的安装和投产后设备的维修。 （6）有利于车间生产管理提高管理水平。 （7）注意车间的条理和美观，提高生产的文明程度。 （8）考虑远景的发展规划。

38、 4.2.2热处理车间内设备的组织原则 （1）工艺原则：把相同的工艺设备组合和布置在一个工地上，如淬火加热炉为一类，渗碳炉为一类。这种组织方式便于工件按一定的工艺顺序形成生产流程，适合于多工艺小批量生产方式。 （2）设备原则：把同类型的设备组织和布置在一个工地上，例如把井式炉组合在一起。这种方式便于设备管理。通常一个车间内混合有工艺原则和设备原则的组织方式。 （3）对象原则：以生产对象为线索，把完成该产品生产的热处理设备按工艺顺序组成生产线。这种方式适合于大批量生产。4.3设备平面布置设计 4.3.1设备平面布置的一般原则 （1）大型连续式设备及机组的布置，根据数量确定是否跨厂房跨度，一般应尽

39、量布置在一跨度中，有利于是有起重运输设备。 （2）车间有一面封闭墙体时，大型设备应尽量靠墙内布置，可利采光和通风。 （3）中小型热处理车间在工艺流程基本顺畅的情况下，可按设备类型分片布置。 (4）设备布置应符合工艺流程的需要，零件的流向应尽可能由入料端流向出料端，避免交叉和往返运输。 （5）设备应尽量布置整齐，箱式炉以炉口取齐，井式炉以中心线取齐。 （6）需要起重运输的设备，应布置于起重机的有效范围内。 （7）需局部通风的设备应靠外墙或靠近柱子布置，以利于通风管的引出。 （8）车间内应尽量避免隔断，对必须设置隔间的应集中布置于车间的一端。喷砂间靠外墙隔断，有利于砂的储存和设置除尘装置。 （9）

40、生产区内应留有零件装卸及储存面积或立体仓库。 （10）车间应留出必要的通道，通道的尺寸随车间使用运输车型而异。 （11）车间顶留扩建面积可采取车间内顶留设备空地或顶留增跨或姐厂房空地。 4.3.2设备布置间距 （1）炉子后端距墙柱的距离，一般箱式炉取1到2米；煤气炉和油炉取1.5到1.8米；可控气氛炉应留出辐射管取出的距离。 （2）炉子之间的距离，小型炉0.8到1.2米；中型炉1.2到1.5米；大型炉1.5到2.0米；间隙式炉组成的生产线0.5到0.8米；连续式炉3.0到4.0米。 （3）井式炉间的距离，小型炉炉0.8到1.2米；中型炉1.2到1.5米；大型炉2.5到4米。 （4）井式炉炉口距

41、地面距离，渗碳炉0.3米；正火、回火炉0.7到0.9米。 （5）连续式炉的炉前后区空地，锻件热处理炉：炉前6到8米，炉后8到12米；连续气体渗碳炉：炉前4到6米，炉后2到3米；一般连续式炉前后4到6米。 （6）炉子安装高度 即炉口炉口平面到地平的距离，人工操作时，一般为0.85到0.8米。4.4 车间在厂区内的位置5. 实习总结这两周的金属材料学课程设计很短暂，感觉自己所需要学习的知识还很多，以前课堂上虽然讲过相关知识但与设计之间还存在不少差距。在这次课程设计中，我们小组三人都尽了自己最大的努力，充分发挥了团队精神，这是我们小组能顺利完成任务的保证。 作为一名金属材料专业大三的学生，我觉得做金

42、属材料学课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。在已度过的大学时间里，我们大多数接触的是专业课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何去锻炼我们的实践能力？如何把我们所学的专业基础课理论知识运用到实践中去呢？我想做类似的课程设计就为我们提供了良好的实践平台。 在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅大量的设计资料了。为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的设计资料是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在做金属材料学设计，但我们不是有名的学术家，我们只是个专业能力有待提高的稚嫩学生。我们唯一能做的还是不断收集各种资料以从中吸取有价值营养的资料。在这过程中，我们翻阅了不少书籍，遇到

43、分歧的问题尽可能多找点多看点。 其次，在这次课程设计中，我们运用到了以前所学的专业课知识及相关知识，如CAD制图、简单图表的绘制等。虽然过去没怎么应用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率很高，这是我做这次课程设计的又一收获。然后，我感觉要做好一个课程设计，就必须做到：在设计之前，我们应该对设计思路有一个系统的规划与梳理。设计之中，我们要不断拿起以前的专业书籍及相关资料查看并互相讨论。 在设计课程过程中遇到问题是很正常的，但我们应该将每次遇到的问题拿出来互相讨论。我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作

44、的失败。课程设计中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道。团结协作是我们设计成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。 课程设计结束了，但是从中学到的知识会让我受益终身。在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。这也激发了我今后努力学习的兴趣，我想这将对我以后的学习产生积极的影响。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和

45、努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。参考文献： 1热处理手册，机械工业出版社，【热处理手册】编委会编。 2模具钢手册/陈再枝，蓝德年编著。北京：冶金工业出版社，2002.3 3热处理设备及其使用与维修/马伯龙编著.北京：机械工业出版社，2011.6 4金属切削与刀具使用技术/刘杰华，任昭蓉编著.北京：国防工业出版社，2006.1 5新编工模具钢金相热处理/蔡美良等主编.北京：机械工业出版社，1998.9 6金属材料手册/温秉权，黄勇主编.北京：电子工业出版社，2009.6 设计小组详细的工作分工说明组长：张龙飞 具体工作分工：艾明：热处理车间设计和车间布置，设计原则。拉刀的校直加工工艺。查相关的资料。周礼君：拉刀尺寸设计，车间的平面布置图，拉刀的服役条件、