资源描述
杨梦雅:年产500吨高速钢工具热处理工段的设计
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
指导教师 胡耀波
职 称 副教授
时 间 2014年1月10日
摘 要
本次设计是通过高速钢工具的热处理工段来设计年产量500吨的高速钢工具的热处理车间,主要从生产纲领的计算、材料的选择、工艺的采用、设备的种类以及数量的选取等入手,进行一系列详细的分析和计算,最终得到确定的数据。热处理车间的长为42m,宽为24m。车间中主要设备有中温箱式炉1台、三相埋入式电极盐浴炉6台、井式回火炉3台、冷处理设备1台以及发黑处理设备等,用于高速钢工具的热处理。每台主要设备的负荷率都处于80%到95%之间。除此之外,还有清洗机、喷砂机、液压矫直机和金相显微镜,超声波无损检测仪,硬度计等辅助性设备若干台。采用二班制,设置设备的工作时间约为306天,工人的工作时间为251天。根据车间的设备进行人员配备,总计46人。最后,我们整理各个方面的数据资料,对费用进行统计,得出该热处理车间工作一年产品总成本为8750.69万元。
关键词: 热处理 高速钢工具 车间设计
目 录
1. 分析设计题目和原始资料 - 4 -
1.1 生产纲领的计算 - 4 -
1.2 工作班次的决定 - 6 -
1.3 车间性质及车间位置的分析与决定 - 6 -
2. 冶金部分 - 7 -
3. 工艺部分 - 7 -
3.1 零件在全厂的加工路线及热处理的位置和次数 - 7 -
3.2热处理工艺的各工序及各工序的具体参数 - 7 -
3.2.1 热处理工序 - 7 -
3.3工艺明细表及典型零件的热处理工艺卡片 - 9 -
3.4热处理设备类型的选择 - 14 -
3.5热处理生产纲领按工序分配表 - 14 -
4. 设备的选择和数量的计算 - 15 -
4.1 设备类型的选择 - 15 -
4.1.1烘干、预热、淬火加热、分级淬火设备 - 16 -
4.1.2回火设备 - 16 -
4.1.3辅助设备 - 16 -
4.2设备数量的计算 - 16 -
4.2.1设备的生产率 - 16 -
4.2.2设备的年时基数 - 16 -
4.2.3设备年负荷时数 - 17 -
4.2.4设备数量计算 - 17 -
4.2.5负荷率 - 17 -
4.3设备明细表 - 18 -
5. 热处理车间(工段)车间平面布置与厂房选择 - 20 -
5.1车间面积的估算 - 20 -
5.2厂房结构的确定 - 21 -
5.3车间的输送带、通道和门 - 21 -
5.4设备的布置 - 21 -
6. 热处理车间生产组织 - 22 -
6.1热处理车间的组织形式 - 22 -
6.2计算和配备基本生产工人、工程技术人员、行政管理人员等 - 22 -
6.3车间人员明细表 - 23 -
7. 技术经济计算及车间设计的技术经济指标 - 24 -
7.1车间的各种辅助材料、燃料及动力的年消耗量和费用 - 24 -
7.1.1辅助材料年消耗量和费用 - 24 -
7.1.2 动力的年消耗量和费用 - 25 -
7.2用水消耗量和费用 - 26 -
7.2.1生活用水消耗量及费用 - 26 -
7.2.2生产用水消耗量及费用 - 26 -
7.3热处理车间厂房的面积及厂房建筑的投资 - 27 -
7.4设备费、折旧费等 - 27 -
7.5车间人员的工资、工资附加费、年工资总额 - 28 -
7.6 车间办公费用及其他费用 - 29 -
7.7热处理车间产品成本概算 - 30 -
7.7.1 年运营成本 - 30 -
7.7.2刀具材料成本 - 30 -
7.8热处理车间设计的主要技术经济指标 - 30 -
8. 结论 - 32 -
9. 参考文献 - 33 -
- 34 -
年产500吨高速钢工具热处理工段的设计
1. 分析设计题目和原始资料
表1 品种规格
序号
品种
规格和单件重量
规格(mm)
单重(kg)
规格(mm)
单重(kg)
规格(mm)
单重(kg)
1
正方形车刀条
18-200
0.57
20-200
0.71
22-200’
0.85
2
花键拉刀
6*11*14*3(30~50)
0.76
6*23*26*6(50~80)
3.72
8*42*48*8(80~120)
20.8
3
磨前齿轮滚刀
m5
3.08
m8
5.51
m10
9.58
4
盘形剃齿刀
mn2*240
4.05
mn3*240
4.28
mn5*240
4.55
品种规格分配:
1、 正方形车刀条:占高速钢总重量的30%,各种规格平均各占1/3;
2、 花键拉刀:占高速钢总重量的30%,各种规格平均各占1/3;
3、 磨前齿轮滚刀:占高速钢总重量的20%,各规格平均各占1/3;
4、 盘形剃齿刀:占合金工具钢总重量的15%,各种规格平均各占1/3。
1.1 生产纲领的计算
在本任务中,明确给出了需要热处理的产品的品种及数量,因此设计生产纲领时应采用明显的生产纲领。其计算方法为[1]:
A=A0(1+α%)
式中 A—实际产品的年生产量(吨/年或公斤/年、件/年);A0—生产纲领中给出的产量(吨/年或公斤/年、件/年);α—系数(%),一般情况为零,当生产新产品时,为了考虑到在制造过程中出现返修品或进行工艺分析时造成一定的损耗,因而根据实际情况加一个系数。在本任务中取α为0.01。
由此可得生产纲领明细表,见表2。
表2 生产纲领明细表
序号
产品名称
型号规格
钢号
件重/10-3t
生产纲领
备注
年计划产量/t
年计划产量/件
系数/%
年实际产量/t
年实际产量/件
1
正方形车刀条
18-200
6542
0.57
50
87720
0.01
50.005
87729
2
20-200
6542
0.71
50
70423
0.01
50.005
70430
3
22-200
6542
0.85
50
58824
0.01
50.005
58829
4
花键拉刀
6*11*14*3(30~50)
6542
0.69
0.76
50
65789
0.01
50.005
65796
45
0.07
5
6*23*26*6(50~80)
6542
2.8
3.72
50
13441
0.01
50.005
13442
45
0.92
6
8*42*48*8(80~120)
6542
17.69
20.8
50
2404
0.01
50.005
2404
45
3.11
7
磨前齿轮滚刀
m5
6542
3.08
33.3
10812
0.01
33.303
10813
8
m8
5.51
33.3
6044
0.01
33.303
6044
9
m10
8.61
33.3
3868
0.01
33.303
3868
10
盘形齿轮铣刀
mn2*240
6542
4.05
25
6173
0.01
25.003
6173
11
mn3*240
4.28
25
5841
0.01
25.003
5842
12
mn5*240
4.55
25
5495
0.01
25.003
5495
13
其他
—
6542
—
25
—
0.01
25.003
—
总计
500.05
336832
500
336866
1.2 工作班次的决定
热处理车间的工作制度取决于生产性质、工艺过程和生产规模。年产500吨高速钢工具工具热处理工段属于中型生产规模,但从节约能量消耗、提高设备利用率出发,我们决定将所有工人分为三个工作组,采用两班连续工作制,即每天两班,每班8小时,设备工作日306天,工人工作日为251天。
两班连续工作制具体实施方法为:第一个工作日,第一、二工作组分别负责早班和晚班,第三工作组休息;第二个工作日,第三、一工作组分别负责早、晚班,第二工作组休息;第三个工作日,第三、二工作组分别负责早、晚班,第一工作组休息,以此类推。
1.3 车间性质及车间位置的分析与决定
在本任务中,我们设计的为高速钢工具的热处理车间,为该厂的主要车间,主要进行零件的最终热处理。
由于热处理生产与相邻工序生产(锻造和机加工)在工艺上和组织生产商的关系十分密切,因此我们设计热处理车间与锻工车间、机械加工车间共用一栋厂房。这不但缩短了工件在生产过程中的运输途径,减少了运输工具及工人的需要量,而且缩短了生产周期,减少了车间仓库面积的需要量,同时也减少了运输造成的产品品种混淆、钢号错乱及工件表面或刃部碰伤的可能性[1]。
热处理车间
机加工车间
锻工车间
图1车间位置示意图
热处理车间与锻工车间、机械加工车间之间的相对位置关系如图1所示。热处理车间占一个跨度。在锻工车间锻造后的零件运入热处理车间进行预备热处理,然后由热处理车间运入机械加工车间进行加工,加工完毕返回热处理车间进行最终热处理,最后再返回机械加工车间进行精加工。
2. 冶金部分
高速钢的牌号很多,且各自具有很多不同的特点及应用范围。用高速钢作为刀具材料,应根据加工材料的性能、制造刀具的类型、加工方式和工艺系统刚性、成本和来源等条件合理选择。目前,我国最常用的通用型高速钢是W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2,俗称18-4-1和6-5-4-2。[2]这两种高速钢通用性较强,可用来制造任务书中提到的所有刀具。其中W6Mo5Cr4V2的突出特点是具有很高的硬度、耐磨性及热硬性(也称红硬性),当刃具温度高达500~600摄氏度左右时,硬度仍无明显下降,能以比低合金刃具钢更高的速度进行切削,主要用于制造切削速度高、负荷重、工作温度高的各种切削刀具,如车刀、铣刀、滚刀、刨刀、拉刀、钻头、丝锥等。W6Mo5Cr4V2钢为钨钼系通用高速钢的代表钢号。该钢具有碳化物细小均匀、韧性高、热塑性好等优点。由于资源与价格关系,许多国家以W6Mo5Cr4V2钢取代W18Cr4V而成为高速钢的主要钢号。因此,我们选择用W6Mo5Cr4V2制造正方形车刀条、花键拉刀、磨前齿轮滚刀、盘形剃齿刀。而为了节约成本,花键拉刀的刀柄部分采用45钢
3. 工艺部分
3.1 零件在全厂的加工路线及热处理的位置和次数
所有零件在全厂的加工路线均为原材料——锻造——热处理(退火)——机械加工——热处理 (淬火)、回火——精加工(磨削),因此共需要两次热处理,第一次是锻造之后的退火,第二次是机械加工之后的最终热处理。而本次热处理车间的设计只考虑最终热处理。
3.2热处理工艺的各工序及各工序的具体参数
3.2.1 热处理工序[2]
l 烘干
为避免高速钢在加热时飞溅,高速钢热处理时需先进行200℃左右2min时间的烘干。
l 预热
由于高速钢合金含量高,导热性较差,淬火加热前必须进行预热,通常为两次。[3][4]
低温预热:500—600℃保温0.8-1.0min/mm(盐浴炉)。
中温预热:800—850℃保温0.4-1.0min/mm(盐浴炉)。
l 淬火加热
高速钢淬火温度的选择:从增加碳化物溶入量、提高奥氏体合金化程度的角度来说,奥氏体化温度越高越好,以便增加钢的耐磨性和红硬性。但从晶粒度、强度的角度来说,随着奥氏体化温度的升高,钢的晶粒组化,到达一定限度以后,钢的强度和韧性就会下降。而这两方面都与工具的使用寿命有密切的关系,因此正确地选择淬火温度,对工具的使用寿命有极大的影响。
W6Mo5Cr4V2的淬火温度通常1210~1250℃。
当工件几何形状复杂,厚薄不均,在整体加热时,容易产生局部过热,甚至引起变形和开裂。所以在保证必要的热硬性前提下,应适当降低加热温度。另外对于要求精度很高的刀具,为了减少变形,也应适当降低加热温度。
对于截面小的刀具如小钻头等,在使用过程中,往往感到强度不足,为了使工具具有综合的机械性能,应采用较低的淬火温度。对于截面积较大,承受单位较小的工具,强度不致发生问题,故应采用较高的淬火温度,以求提高其热硬性。
对于工具刃部工作时受热较高,但冲击载荷小、形状简单的刀具,如车刀等,则宜采用较高的淬火温度,以期获得较高的热硬性。
l 冷却
高速钢刀具的淬火冷却方式一般采用盐浴分级淬火,贝氏体等温淬火适用于形状复杂的大型刀具(以防止淬冷开裂)和要求淬冷畸变很小的刀具。分级冷却温度通常为550℃或600℃,分级时间与淬火加热时间相同。盐浴分级冷却后,在下贝氏体区等温停留,有利于减小淬火应力。通常在240~260℃等温60~240min,可形成大量贝氏体,并显著提高高速钢的强度和硬度。
l 回火
高速钢回火规范的确定,一般都以获得最高回火硬度,残留奥氏体的充分分解和消除内应力为原则。高速钢回火应达到最佳的碳化物二次析出硬化效应、残留奥氏体记分转变和残留应力彻底消除的三大目标。
高速钢淬火加热后奥氏体中含有大量碳和合金元素,Ms和Mf点显著降低,淬火后总保留着大量残留奥氏体,影响尺寸稳定性。
普通高速钢的回火硬化峰值均在540~560℃左右,所以大多数高速钢通常选择540~560℃回火。通常采用多次回火,每次1~1.5小时。经三次回火后残余奥氏体量降到了1%~2%。
此外,由于柄部材料45钢,柄部与头部通过焊接连接,需要对其柄部进行专门的淬火处理。花键拉刀要垂直加热、垂直冷却,并需要校直。
3.3工艺明细表及典型零件的热处理工艺卡片
零件的热处理工艺明细表如下表3所示:
表3 零件的热处理工艺明细表
序号
零件编号
零件名称
产品型号
钢号
淬火
回火
要求
烘干
第一次预热
第二次预热
加热
冷却方式
温度(℃)
时间
HRC
备注
温度(℃)
时间(s)
温度(℃)
时间(s)
温度(℃)
时间(s)
温度(℃)
时间(s)
1
1-1
正方形车刀条
18-200
6542
200
120
850~870
600
1230~1240
300
在235盐浴中冷却(中性盐)至240~280℃保温左右1.5h,空冷。
550~560
1h,3次
≥64
2
1-2
20-200
850~870
1230~1240
310
550~560
1h,3次
≥64
3
1-3
22-200
850~870
1230~1240
320
550~560
1h,3次
≥64
4
2-1
花键拉刀
6*11*14*3(30~50)
6542
200
120
550~600
720
800~850
480
1210~1220
240
580~620℃235盐浴中分级冷却至220~280℃硝盐中保温90min后空冷;柄部空冷或油冷至室温。
540~560
1h,3次
63~66
5
45
850
40~45
6
2-2
6*23*26*6(50~80)
6542
550~600
990
800~850
660
1210~1220
330
63~66
7
45
850
40~45
8
2-3
8*42*48*8(80~120)
6542
550~600
1260
800~850
840
1210~1220
420
63~66
9
45
850
40~45
10
3-1
磨前齿轮滚刀
m5
6542
200
120
500~520
3060
820~860
680
1215~1230
340
m>5,分别于580~620℃、400~450℃、在中性盐浴中分级3~5min,再在260~280硝盐中等温1~1.5h。
550~560
1h,4次
64~66.5
发黑处理
11
3-2
m8
6542
3825
850
425
12
3-3
m10
6542
4500
1000
500
13
4-1
盘形剃齿刀
mn2*240
6542
200
120
500~520
90
820~860
660
1220~1230
330
在580~620℃、400~450℃盐浴中分级冷却3~5.5分钟;240~280℃在硝盐中保温1.5~2h;-70~-80℃进行冷处理。
540~550
1h,3次
64~66
370~380稳定化处理6~8h
14
4-2
mn3*240
6542
15
4-3
mn5*240
6542
热处理工艺卡片如下所示:
表4 正方形车刀条热处理工艺卡片
XX工具制造厂
热处理工艺卡
产品型号
零件名称
零件编号
共 4 页
温度e温度
热处理车间
正方形车刀条
1-1
第 1 页
钢号
技术条件
6542
刃部硬度≥64HRC,晶粒度8.5~10级
重量0.57 kg
粗加工后
精加工后
0.57 kg
总工艺规程序号
热处理的工序编号
工序名称
设备名称
工卡具
装炉
热处理工艺规程
工人等级
工时定额/h
件数
重量/kg
加热
冷却
温度/℃
时间/s
介质
温度/℃
方法
1
装卡
铁丝
2
烘干
中温箱式炉
网篮
50×2
28.5
200
120
3
第一次预热
三相埋入式电极盐浴炉
50×2
28.5×2
850
600
72%CaCl2 +28%NaCl(质量分数)的中性盐溶液
在235盐浴中冷却(中性盐)至240~280℃保温左右1.5h,空冷。
4
淬火
三相埋入式电极盐浴炉
50×2
28.5×2
1230
300
100%BaCl2 (质量分数)的中性盐溶液
300
5
清洗
室式清洗机
网篮
50×2
28.5×2
6
回火
井式回火炉
50×6
28.5×6
560
3600,3次
7
清洗
室式清洗机
网篮
50×2
28.5×2
9
校直
手动校直机
10
检验
硬度计,金相显微镜
11
喷砂
喷砂机
网篮
50×2
28.5×2
表5 花键拉刀热处理工艺卡片
XX工具制造厂
热处理工艺卡
产品型号
零件名称
零件编号
共 4页
热处理车间
花键拉刀
2-1
第 2 页
钢号
技术条件
W6Mo5Cr4V2
45
硬度 ≥ 64 HRC,晶粒度9.5-10.5级
重量 6542: 0.69 kg
45: 0.07 kg
总计: 0.76 kg
粗加工后
精加工后
0.76
总工艺规程序号
热处理的工序编号
工序名称
设备名称
工卡具
装炉
热处理工艺规程
工人等级
工时定额/h
件数
重量/kg
加热
冷却
温度/℃
时间/min
介质
温度/℃
方法
1
装卡
铁丝
2
烘干
中温箱式炉
400
304
200
120
3
刀条预热(焊缝高出液面)
三相埋入式电极盐浴炉
网篮
400
304
550
720
4
刀条预热(焊缝高出液面)
三相埋入式电极盐浴炉
400
304
800
480
5
刀条淬火(焊缝高出液面)
三相埋入式电极盐浴炉
400
276
1210
240
235硝盐
600
580~620℃235盐浴中分级冷却至220~280℃硝盐中保温90min后空冷;柄部空冷或油冷至室温。
6
清洗
室式清洗机
网篮
400
304
7
回火
井式回火炉
400*3
304*3
560
3600,3次
空气
8
清洗
室式清洗机
网篮
400
304
9
校直
手动校直机
10
检验
硬度计,金相显微镜
11
喷砂
喷砂机
网篮
400
304
表6 磨前齿轮滚刀热处理工具卡
XX工具制造厂
热处理工艺卡
产品型号
零件名称
零件编号
共 4 页
热处理车间
磨前齿轮滚刀
3-1
第 3 页
钢号
技术条件
W6Mo5Cr4V2
硬度≥65HRC,晶粒度9~10.5级
重量 3.08 kg
粗加工后
精加工后
3
总工艺规程序号
热处理的工序编号
工序名称
设备名称
工卡具
装炉
热处理工艺规程
工人等级
工时定额/h
件数
重量/kg
加热
冷却
温度/℃
时间/min
介质
温度/℃
方法
1
装卡
铁丝
2
烘干
中温箱式炉
8
24.64
200
120
3
预热
三相埋入式电极盐浴炉
8
24.64
500
3060
820
680
4
淬火
三相埋入式电极盐浴炉
8
24.64
1215
340
油
580
多次分级,235盐分别停留、3~5min,取出浸入硝盐1~1.5h
400
260
5
清洗
室式清洗机
网篮
8
24.64
6
回火
井式回火炉
8*3
24.64*3
560
3600,4次
空气
7
时效处理
井式回火炉
8
24.64
370
360~480
空气
8
清洗
室式清洗机
网篮
8
24.64
9
校直
手动校直机
10
检验
硬度计,金相显微镜
11
喷砂
喷砂机
网篮
8
24.64
12
防锈
表7 盘形剃齿刀热处理工艺卡片
XX工具制造厂
热处理工艺卡
产品型号
零件名称
零件编号
共 4 页
热处理车间
盘形剃齿刀刀
4-1
第 4 页
钢号
技术条件
W6Mo5Cr4V2
64~66;碳化物不均匀度:≤4级
重量 4.05 公斤
粗加工后
精加工后
4
总工艺规程序号
热处理的工序编号
工序名称
设备名称
工卡具
装炉
热处理工艺规程
工人等级
工时定额/h
件数
重量/kg
加热
冷却
温度/℃
时间/min
介质
温度/℃
方法
1
装卡
铁丝
2
烘干
中温箱式炉
10
40.5
200
120
3
预热
三相埋入式电极盐浴炉
10
40.5
500
90
在580~620℃、400~450℃盐浴中分级冷却3~5.5分钟;240~280℃在硝盐中保温1.5~2h;-70~-80℃进行冷处理。
820
660
4
淬火
三相埋入式电极盐浴炉
10
40.5
1220
330
235盐
硝盐
600
5
清洗
室式清洗机
网篮
10
40.5
6
回火
井式回火炉
10*3
40.5*3
560
60
空气
1h,3次
7
清洗
室式清洗机
网篮
10
40.5
8
检验
硬度计,金相显微镜
9
喷砂
喷砂机
网篮
10
40.5
10
防锈
3.4热处理设备类型的选择
设备选择的基本原则是质量安全可靠、能生产出优质的产品,高的生产效率,低的生产成本和良好的作业环境。因此,结合本厂处理加工的各种工件的热处理工艺,具体设备的选型如表11。
3.5热处理生产纲领按工序分配表
表10 热处理生产纲领按工序分配表
序号
产品编号
产品名称
产品型号
钢号
产品单重/kg
年实际产量/t
零件重量/t
淬火
回火
1
1-1
正方形车刀条
18-200
6542
0.57
50.005
50.005
50.005
2
1-2
20-200
0.71
50.005
50.005
50.005
3
1-3
22-200
0.85
50.005
50.005
50.005
4
2-1
花键拉刀
6*11*14*3(30~50)
6542
0.69
50.005
45.399
45.399
45
0.07
4.606
4.606
5
2-2
6*23*26*6(50~80)
6542
2.8
50.005
37.64
37.64
45
0.92
12.57
12.57
6
2-3
8*42*48*8(80~120)
6542
17.69
50.005
42.53
42.53
45
3.11
7.48
7.48
7
3-1
磨前齿轮滚刀
5
6542
3.08
33.303
33.303
33.303
8
3-2
8
5.51
33.303
33.303
33.303
9
3-3
10
9.58
33.303
33.303
33.303
10
4-1
盘形剃齿刀
mn2*240
6542
4.05
25.003
25.003
25.003
11
4-2
mn3*240
4.28
25.003
25.003
25.003
12
4-3
mn5*240
4.55
25.003
25.003
25.003
13
其他
_
6542
_
25.003
25.003
25.003
总计
500.05
500.05
500.05
4. 设备的选择和数量的计算
4.1 设备类型的选择[2]
根据车间的生产性质、生产规模、燃料及电的供应情况、热处理工艺特点、工人劳动条件、安全与防火等条件,本厂热处理车间选择的主要设备和辅助设备如下。
4.1.1烘干、预热、淬火加热、分级淬火设备
为方便进行流水作业,本次设计烘干选用中温箱式炉,预热、加热及分级淬火都选用三相埋入式电极盐浴炉。选用设备的原则是要求大的装载量、高的生产效率及低的运行成本。因此,选用设备时主要考虑其装载量、平均生产率及最高工作温度,选用的淬火炉为三相埋入式电极盐浴炉,由于花键拉刀最长尺寸为1660mm,标准三相埋入式电极盐浴炉的长度不符合工具生产的要求,盐浴炉的深度不够,即使深度达到要求,综合考虑生产效率和经济性,根本不需要买过大的盐浴炉,因此我们预热、淬火加热以及分级淬火的盐浴炉都根据实际生产需要自己设计,内部尺寸采用350×350×1700mm。高速钢预热、分级淬火选用与淬火相同的炉子。
4.1.2回火设备
由于高速钢需要三次回火,回火炉选用三台井式回火炉,组成回火工作组,有效防止高速钢在高温下脱碳和氧化,并且满足在一小时内将淬火高速钢工件及时回火的要求。设备选用的原则与上述设备基本相同,结合文献提供的资料,本厂热处理车间选用井式回火炉,型号为RJ2-70-9。
4.1.3辅助设备
辅助设备选取基于运行成本及工作效率等因素。结合工件的热处理工艺,本厂热处理车间选用的主要辅助设备有清洗设备、校直设备、起重设备、运输设备、检查设备及分析设备。其中,清洗设备选用的清洗机型号为QXLT型40-1两室2台。校直设备选用全自动单柱矫直液压机Y41-100;起重设备选用桥式起重机,型号为QD型双梁桥式起重机,跨度为22.5m;检查设备选用的硬度机为电动洛氏硬度机2台,型号分别为HR-150DT。检查设备选用的金相显微镜为明暗场金相显微镜2台,型号分别为BXM-750。无损检测装置选用超声波无损检测,型号为时代超声波探伤仪CTU300。运输设备包括平车、叉车等,平车选用型号为KPD系列低压轨道供电式电动平车,型号为:KPD-40-1/1s,叉车选用BT00567。
4.2设备数量的计算[1]
4.2.1设备的生产率
设备的生产率与炉型、炉膛尺寸、工艺类型、零件装夹方式等因素有关。部分设备的生产率可在其技术参数中直接获得,其余可通过单位炉底面积的平均生产率参考指标计算获得。
4.2.2设备的年时基数
设备的年时基数与安排的工作制度密切相关。由于本厂热处理车间的工作制度为两班阶段工作制,根据公式
F=DNn(1-b%)
式中 D——设备全年工作日数,D取251。
N——每日工作班数,N取2班;
n——每班工作时数,n通常取8小时;
b%——损失率,由于设备检修、调整、故障而损失的时间。本次计算采取b%=8%。
通过计算,可得F=3695h。
4.2.3设备年负荷时数
设备年负荷时数又称炉时数,是指某种设备处理某种工件每年应工作的负荷时数。一种通用式设备可以处理多种工件,故应分别计算处理每种工件每年应工作的负荷时数,然后将各种工件所需要的负荷时数相加,既可以得到设备年负荷时数。
其计算公式如下:
E=E1+E2+……
E——某种设备的年负荷时数(h);
E1、E2……——该设备所完成各种工件所需要的负荷时数(h);
其中,Ei=Ai/Pi
Ai——该设备所完成各种工件的年产量(kg)(i=1,2……)
Pi——该设备所完成各种工件时的生产率(kg/h)(i=1,2……)
4.2.4设备数量计算
设备数量根据其年负荷时数E和年时基数F计算。
设备数量的计算公式为:
C=E/F
式中,C——设备数量
计算的C值,一般不是整数,取整数为C′
4.2.5负荷率
设备负荷率是计算设备数量和实际采用数量之比。
负荷率的计算公式为:
K=C/C′×100%
式中,K——设备负荷率
合理的设备负荷率一般规定为,三班制80%~90%,二班制90%~96%。设备负荷率过低,不但使设备生产能力得不到充分发挥,而且使设备投资费用增加,造成不应有的浪费。但应当指出,当以流水作业法组织生产时,为了考虑设备配套使用,某些设备的负荷率可能较低,但应尽量提高。
4.3设备明细表
表11 设备明细表
设备名称
设备型号
技术规格
年工序纲领(t)
设备实际生产率kg/h
设备数量
负荷率%
最高工作温度℃
工作空间尺寸
外形尺寸
价格(元)
(mm)
中温箱式炉
RXX-75-9
额定功率75kw,电压380v,相数3
500.05
160
1
92.4
950
600*900*1800
3050*2410*2230
30000
三相埋入式电极盐浴炉(一次预热)
定制
额定功率45kw,电压380v相数3
325.49
88.1
1
66.6
650
350*350*1700
1210*960*2000
40000
三相埋入式电极盐浴炉(二次预热)
定制
额定功率80kw,电压380v相数3
475.50
128.7
1
92.0
850
350*350*1700
1210*960*2000
40000
三相埋入式电极盐浴炉(加热)
定制
额定功率100kw,电压380v相数3
500.05
135.3
1
92.4
1300
350*350*1700
1310*960*2000
45000
三相埋入式电极盐浴炉(235盐冷却)
定制
额定功率45kw,电压380v相数3
349.94
94.7
1
90.0
650
350*350*1700
1210*960*2000
40000
三相埋入式电极盐浴炉(中性盐 冷却)
定制
额定功率45kw,电压380v相数3
325.49
88.1
1
92.0
450
350*350*1700
1210*960*2000
40000
三相埋入式电极盐浴炉(硝盐冷却)
定制
额定功率45kw,电压380v相数3
250.2
67.8
1
91.9
250
350*350*1700
1410*960*2000
40000
井式回火电阻炉
RJ2-70-9
额定功率70kw,电压380v相数3
1500.15
135.3
3
81.2
650
600×2500
1930*1800*4100
20000
冷处理设备
D-8/0.2
额定功率4kw,电压380v相数3
100.01
27.1
1
91.9
530*530*700
700*700*800
30000
清洗机
QXLT型40-1两室
额定功率19kw
装料高度850mm
零件最大尺寸400*250mm
135.3
2
81.2
从室温到80连续可调
400×250×850
2400×1150×1750
50000
喷砂机
Q3518型
磨液泵功率37kw
500.05
135.3
1
81.2
3500*2900*2900
80000
单柱矫直液压机
Y41-100
公称压力1000KN
150.02
40.6
1
92
工作台尺寸200×600;最大行程500
200
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