热处理车间的设计.docx

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热处理车间的设计

热处理车间的设计

本科毕业设计

题目：

年产量3000吨热处理车间的设计

学院:

材料与冶金学院

专业:

金属材料工程

学号:

7036

学生姓名:

唐郑磊

指导教师:

从善海副教授

日期:

2008.

摘要

热处理是机械工业的一项重要基础技术，通常像轴、轴承、齿轮、连杆等重要的机械零件和工模具都是要经过热处理的。

热处理对于充分发挥金属材料的性能潜力，提高产品的内在质量，节约材料，减少能耗，延长产品的使用寿命，提高经济效益都具有十分重要的意义。

正所谓“工欲善其事,必先利其器”，那么也就必须给热处理一个良好的环境及先进设备，总的来说就是一个设计得当的热处理车间。

设计的主要内容整个热处理车间的设计过程。

从热处理车间的分类和特性、热处理车间生产任务、工作制度及年时基数、工艺设计、热处理设备的选择与计算、车间设备组织与布置、热处理车间建筑物与构筑物、车间动力和辅助材料消耗量计算、热处理的生产安全与环境保护、热处理车间人员定额、热处理车间的建设投资及技术经济指标等方面，对热处理车间进行设计。

从热处理技术的现状和水平，掌握其发展趋势，大力发展先进的热处理新技术、新工艺、新材料、新设备，用高新技术改造传统的热处理技术，实现“优质、高效、节能、降耗、无污染、低成本、专业化生产”的方向上设计热处理车间。

关键词：

热处理车间；热处理设备；热处理工艺；设计

Abstract

Heattreatmentisanimportantfoundationformechanicalindustrialtechnology,asisusuallyshaft,bearings,gears,mechanicallinkage,andotherimportantpartsandmoldswererequiredtotaketheheattreatment.HeatTreatmentforgivingfullplaytotheperformancepotentialofmetallicmaterials,theintrinsicqualityoftheirproducts,materialsavings,andreducepowerconsumption,extendproductlife,andimprovingeconomicefficiencyareofgreatsignificance.Istheso-called"Perfecttoolsarenecessaryforperfectjobs,"thenitmustbeagoodtheenvironmentandadvancedequipmentforheattreatment,thewholeisdesigningaproperheattreatmentworkshop.

Papersarethemaincontentsoftheheattreatmentplantdesignprocess.Fromtheclassificationandcharacteristicsofheattreatmentworkshop,heattreatmentworkshopproductiontasks,thesystemofworkandthebaseyear,processdesign,equipmentselectionandheattreatment,theorganizationandlayoutofworkshopequipment,heattreatmentworkshopbuildingsandstructures,powerplantandauxiliarymaterialsconsumption,heat-treatedproductsafetyandenvironmentalprotection,heattreatmentworkshopstafffixed,heattreatmentplantconstructioninvestmentandtechnicalandeconomicindicators,designstheheattreatmentshop.FromthecurrentsituationandthelevelofHeatTreatmentTechnologycontroltheirdevelopmenttrend,developvigorouslyadvancednewtechnologies,newprocesses,newmaterialsandnewequipment,usehightechnologytotransformtraditionalheattreatmenttechnologytoachieve"high-quality,highefficiency,energysaving,energy,pollution-free,low-cost,specializedproduction"ofthedirectionofheattreatmentplantdesign.

Keywords:

heattreatmentworkshop,heattreatmentequipment;heattreatmentprocess;design

1绪论

选题背景及设计意义

1.1.1选题背景

新热处理车间，通常采取“购买一批、自制一批、改造一批、淘汰一批”的调整思路，全面实行设备升级。

通过引进先进技术和对引进技术的消化吸收,使热处理生产技术有突出的变化[1]。

引进国外先进技术设备，对热处理车间进行设计。

1.1.2设计意义

热处理生产技术必须迎头赶上,才能抓住机遇、迎接新的挑战[2]。

从技术专业化与协作来看，从产品生产专业化到工艺专业化，都是为了实现生产技术的现代化。

组织热处理生产工艺专业化协作，建立热处理专业工厂，将有力地促进我国热处理行业技术的现代化发展。

热处理工艺专业化生产有利于采用新工艺、新设备，可以提高设备利用率，提高热处理质量，提高生产率，节约能源消耗，降低生产成本。

因此，在武汉重型机床厂新建热处理车间时，必须特别重视并解决专业化与协作问题，确定车间的专业化生产特点。

热处理车间设计概述

车间设计的主要内容，一般热处理车间的设计，应包括如下主要内容[3]：

（1）车间任务和工作制度；

（2）工艺分析和设备选择；

（3）车间布置；

（4）车间建筑物及构筑物；

（5）对公共系统设计的要求；

（6）生产组织与人员；

（7）生产安全与环境保护；

（8）投资概算；

（9）工艺设备平面布置图与设备明晰表；

设计思路

1.3.1从车间规模的分析

热处理的规模，影响所采用的工艺方法和先进的工艺设备，因而影响其产品质量和生产成本。

过去，大小机械厂都各自建立自己独立的热处理车间和工段。

但是，由于生产规模通常较小，设备负荷率低，多数是低于合理经济规模的情况下进行生产的。

有些由于规模小，不利于选用先进的工艺和高效的设备，为使设备配套增加投资，由于设备负荷率低，浪费能源与动力。

这些都导致生产成本，经济效益很低。

热处理车间的规模问题中，任何工艺（包括常规工艺和先进工艺）在本车间都承担是不现实的，应该以本企业生产任务为基础，解决本企业关键的，量大的生产工艺的需要。

所设车间，所选主要设备，应达到一定的生产规模，有一定的设备负荷率。

如果设备负荷率过低，则不应该设立车间或采用某种单项设备。

在设计之前，对于车间任务应进行比较深入的分析，衡量其生产规模，确定建设是否合理。

1.3.2从技术发展与技术改造分析

科学技术是不断发展的，决不会停留在一个水平上。

根据我国热处理行业现在的水平，今后相当长时间内的主要任务，是用先进技术改造现在仍存在的落后技术与生产设备，对现有车间进行技术改造。

技术改造，设备更新，不仅可以扩大再生产，而且可以增加产品品种，提高质量，节约能源，降低消耗，改善劳动条件，保护环境，全面提高生产经济效益和综合社会效益。

现有热处理车间的技术改造，是我国经济发展的一个重要措施。

当然，在热处理车间新的设计中，仍然应为今后的技术发展和扩大再生产留有必要的余地。

2热处理车间设计纲领

车间任务

一个热处理车间或工段所承担的生产任务，是设计热处理车间的基础。

只有明确了车间的任务，所确定的车间生产规模，所选定的工艺和设备才能符合实际需要。

所谓车间任务，首先是所承担本企业的生产产品的热处理零件年产量，也就是设计纲领。

以满足零件热处理新的技术要求为前提，“三创新”（即材料创新、工艺创新和工装创新）的结果是行之有效的结果[4]。

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[5]。

企业机械产品热处理零件生产纲领，包括铸件，锻件毛坯的预备热处理和机械产品零件的最终热处理。

这些就是根据产品零件图纸所规定的技术所决定的。

热处理车间还应该承担本企业自制的切削工具、各类模具、机械修理备件、配件的热处理任务，根据其任务量的大小确定车间的设置。

为提高设备负荷率，应尽量结合车间的特点接受对外协作任务，对于比较固定的长期协作任务，也应列入车间生产任务内。

但是，对于车间设计生产纲领（见表），必须以发展的眼光对待。

机械产品总是不断改进发展的，对热处理零件总可能有进一步性能的质量要求，车间生产能力应有一定的富余。

有些一次决定车间生产能力的条件，如最大热处理件的尺寸和重量，最大关键设备的主要规格尺寸，车间最大起重能力等，应考虑车间发展远景的需要。

表零件热处理工序生产纲领统计表

序号

产品名称

年处理量

/t

退火/t

正火/t

渗碳/t

渗氮/t

碳氮共渗/t

淬火/t

回火

表面淬火

/t

时效/t

冷处理/t

高温/t

低温/t

1

镗杆

110

206

2

主轴

110

206

3

滑枕

206

4

齿轮

420

206

5

刀牌

6

床身

7

主柱

362

362

8

导轨板

206

9

其他

1000

总重量

826

车间中的新型设备，也必须首先确定其所承担的任务，即所承担的各类热处理零件的纲领，保证其负荷率。

通过新热处理车间的设计，将热处理工艺改进与热处理设备是热处理节能的主要途径。

热处理工艺改进与热处理设备改进节能基本思路是,使改进后的热处理工艺及设备既达到热处理的目的,又是消耗最少的