20CrMo鋼汽車拖拉機變速箱齒輪氣體滲碳熱處理生產(chǎn)線

1、設計學學專指生生業(yè)導課程設計任務題目姓名學號班級老師20CrMo鋼汽車、拖拉機變速箱齒輪氣體滲碳熱處理生產(chǎn)線.6.6.66.6.6.66.20CrMo鋼汽車、拖拉機變速箱齒輪氣體滲碳熱處理生產(chǎn)線設計說明書20CrMo鋼汽車、拖拉機變速箱齒輪氣體滲碳熱處理生產(chǎn)線設計說明書 .1變速箱齒輪的工作情況變速箱齒輪為汽車、拖拉機等發(fā)動機的重要部件，用于改變發(fā)動機曲軸和 傳動軸的速度比。故齒面在較高的載荷（沖擊載荷和交變載荷等）下工作，因此 磨損快。在工作過程中，通過齒面的接觸傳遞動力，兩齒面在相對運動過程中， 既有滾動也有滑動，存在較大的壓應力和摩擦力，經(jīng)常換擋使齒端部受到?jīng)_擊。3.2變速箱齒輪的性能要

2、求從上述齒輪的失效和變速齒輪的工作情況來看，要求變速箱齒輪具有較高 的抗彎強度、接觸疲勞和良好的耐磨性，心部有足夠的強度和沖擊韌性。三、確定工件形狀、尺寸，制定車間工作制度、年時基數(shù)和生產(chǎn)綱領1、變速箱齒輪的設計1.1合理選用模數(shù)模數(shù)是齒輪的一個重要的基本參數(shù)、 模數(shù)越大，齒厚也就越大，齒輪的彎曲 強度也越大，它的承載能力也就越大。反之模數(shù)越小，齒厚就越薄，齒輪的彎曲 強度也就越小?？紤]到變速箱齒輪其承受的彎曲應力較大，本設計選擇變速箱齒 輪的模數(shù)m=3 mm。2.2合理選用壓力角齒輪的漸開線齒形取決于基圓的大小，基圓的大小受到壓力角的。對于同一分度圓的齒輪而言，若其分度圓壓力角不同，基圓也就

3、不同。分度圓相同時壓 力角越大，基圓直徑就越小，漸開線就越彎曲，輪齒的齒根就會變厚，齒面曲率 半徑增大，從而可以提高輪齒的彎曲強度和接觸強度。 本設計選擇我國規(guī)定的標 準壓力角0=20。3.3合理選用螺旋角與直齒輪相比，斜齒輪具有傳動平穩(wěn)，重合度大，沖擊小和噪聲小等優(yōu)點。 變速箱齒輪大多數(shù)使用斜齒輪。從理論上講，螺旋角越大越好，但螺旋角增大， 會使軸向分力也增大，從而使得傳遞效率降低了。為了保證齒輪傳動的平穩(wěn)性、 低噪聲和少沖擊，本設計選擇螺旋角 薩30。3.4合理選用正角度變位對于良好潤滑條件的硬齒面齒輪傳動，一般認為其主要危險是在循環(huán)交變應 力作用下，齒根的疲勞裂紋逐漸擴張造成齒根斷裂而失

4、效。變速箱中的齒輪，為了避免齒輪折斷，應盡量提高齒根彎曲強度，運用正變位。一般變位系數(shù)越大， 齒形系數(shù)值越小，齒輪上彎曲應力越小，齒輪彎曲強度就越高。硬齒面的齒輪傳動中，齒面點蝕剝落也是失效原因之一，增大嚙合角可降低齒面間的接觸應力和最大滑動率， 能大大提高抗點蝕能力。而增大嚙合角，則必 須對一副齒輪都實行正變位，這樣既能提高齒面的接觸強度，又可提高齒根的彎 曲強度。但是對于斜齒輪傳動，變位系數(shù)過大，又會是齒輪總的接觸線長度縮短， 反而降低其承載能力；同時，變位系數(shù)越大，由于齒頂圓要隨之增大，其齒頂厚 度將會變小，這會影響齒頂?shù)膹姸?。所以變速箱齒輪的總變位系數(shù)要根據(jù)實際情 況來選定。本設計對齒

5、輪設計不是重點，所以在此也不做格外的要求，但是對齒 輪的基本設計還是有必要的。3.5提高齒頂高系數(shù)齒頂高系數(shù)影響這重合度，在斜齒輪中主要影響斷面重合度，從而影響齒輪 傳動平穩(wěn)度。但是，齒頂高系數(shù)越大，齒頂厚度就會越薄，從而影響齒頂強度。 因此，在保證不根切和齒頂強度足夠的情況下， 增大齒頂高系數(shù)。本設計選用齒 頂高系數(shù)為1.0。表2變速箱齒輪的基本參數(shù)齒頂圓直徑da(mm)法向模數(shù)mn(mm)齒輪齒數(shù)Z螺旋角P法向壓力角a齒頂高ha(mm)196.25635530203齒根圓直徑df端面模數(shù)mt(mm)分度圓直接d(mm)全齒高h(mm)端面壓力角a齒根高hf(mm)187.7563.4611

6、90.5266.7522.803.752、變速箱齒輪形狀和尺寸根據(jù)上述齒輪的設計可以得出變速箱齒輪的尺寸如下圖所示:943084196, 26汽車、拖拉機變速箱齒輪(20CrMo)3、車間的生產(chǎn)綱領生產(chǎn)綱領是指車間承擔的熱處理件生產(chǎn)量，是根據(jù)項目產(chǎn)品產(chǎn)量已經(jīng)單臺產(chǎn)品熱處理件數(shù)量、重量和零件熱處理工藝要求，同時結合產(chǎn)品特點、企業(yè)生產(chǎn)工 藝水平確定的備（廢）品率基數(shù)出產(chǎn)品熱處理綱領，然后加上輔助專業(yè)提出的工 具機修件數(shù)量總和編制而成的。估算單個變速箱齒輪的重量：質量 m=p/P取7.9g/cm3m n （190 X190X 26+94X 94 X 16-60 X 60 X 42）詔X 7.9=5.

7、763kg表3熱處理生產(chǎn)綱領表產(chǎn)品材料日產(chǎn)件 數(shù)個工件重量kg年熱處理件重/t備注計劃量備品量實際量齒輪20CrMo7815.76311204、車間的工作制度及年時基數(shù)3.1工作制度本車間生產(chǎn)變速箱齒輪，其包括鍛造、預熱處理、滲碳、最終熱處理等工序, 采用二班制，階段工作制。設備設計年時基數(shù)為設備在全年內(nèi)的總工時數(shù)，等于在設=D 設備設計年時基數(shù)為設備在全年內(nèi)的總工時數(shù)，等于在設=D 設 Nn（1-b%）全年工作日內(nèi)應工作的時數(shù)減去各種時間損失，即F式中：F設一設備年時基數(shù)；天一全年假日（10）天一6.5小時;D設一設備全年工作日，等于全年日數(shù)（365） 全年星期雙休日（106天一全年假日（1

8、0）天一6.5小時;N每日工作班數(shù)；n每班工作時數(shù)，一般為8小時，第三班是b損失率，時間損失包括設備檢修及事故損失，工人非全日缺勤而無 法及時調(diào)度的損失，以及每班下班前設備和場地清潔工作所需的停工損失。見表4為設備的年時基數(shù)表4熱處理車間設備設計年時基數(shù)項目生產(chǎn)性質工作班制全年工作日每班工作時數(shù)年時基數(shù)一般設備及熱處理 設備階段工作 制3249& 6.55378.4工人設計年時基數(shù)熱處理車間工人年時基數(shù)可依下式計算F 人=D 人 n(1-b%)式中：F人一工人年時基數(shù)（h）；D人一工人全年工作日（249天）；b時間損失率，一般取4%時間損失包括病假、事假、探親假、 產(chǎn)假及哺乳、設備清掃、工作休

9、息等工時損失。見表5為熱處理工人車間時年基數(shù)表5熱處理車間工人車間設計年時基數(shù)項目全年工作日工作班制每班工作時數(shù)年時基數(shù)一般工作條件2493& 6.55378.4四、材料選擇和介紹1材料的選擇根據(jù)該齒輪的工作特點，結合其使用要求，應該選用該低合金滲碳鋼，一 是含有較多的合金元素，確保了滲碳后淬透性，減少齒輪的變形量，二是齒輪基 體的強度和韌性得到了保障，能夠滿足齒輪的工作要求。給定的材料為20CrMo氣體滲碳鋼，用來制作變速箱齒輪是適合的，該鋼的淬透性和心部強度較高。含 碳量低故可使齒輪心部具有良好的韌性；2、材料成分及組分的作用2.1化學成分碳 C: 0.180.23 硅 Si: 0.170

10、.37 錳 Mn : 0.40-0.70 磷 P: 0.030 硫 S: 0.025 鉻 Cr： 0.80-1.10 鉬 Mo: 0.15-0.25 （質量分數(shù)，%）2.2主要組分的作用合金元素Cr和Mo的存在提高了淬透性，心部得到低碳馬氏體組織，增強 了鋼的強度；而Cr、Mo元素還有促進滲碳、提高滲碳速度的作用，對高溫滲碳 溫度敏感；Cr和Mn元素能促進回火脆性的顯著增大，而Mo能有效的抑制高溫 回火脆性，并且能夠提咼回火穩(wěn)定性。在滲碳時，晶粒容易長大，Mo在一定程度下能夠降低晶粒長大傾向。五、制定熱處理工藝1、變速箱齒輪熱處理技術要求1.1熱處理技術要求汽車、拖拉機變速箱齒輪常用鋼種為20

11、CrMnTi、20CrMo等，對其滲碳工藝有指定的技術要求：層深：mnv3 時，0.61.0mm； 3 mn5 時，1.11.5mm 齒面硬度：5864HRC心部硬度：mnW5時，3245HRC;mn5 時，2945HRC3245HRC。本設計的法向模數(shù)mn=3伽，根據(jù)上述技術要求，層深選擇：0.61.0伽，實 際選擇層深為1 mm；齒面硬度選擇：5864HRC;3245HRC。1.2制定熱處理工藝依據(jù)20CrMol岡材料的零界溫度 Aci=743C、Ac3=818C、Ari=504C、Ar3=746C、Ms=400C。在制定熱處理工藝的過程中，都會以這些溫度作為主要依據(jù)。2、變速箱齒輪加工流

12、程該齒輪加工工藝流程為：下料 T毛坯鍛造成型（始鍛溫度1200C，終鍛溫 度800C） f預備熱處理（正火）f切削加工f氣體滲碳f最終熱處理f噴丸（砂） f精加工。3、變速箱齒輪預備熱處理20CrMo鋼變速箱齒輪在加工時要求有較高的光潔度，良好的切削加工性， 使插齒的切削呈卷曲帶狀，減輕機床負荷也延長刀具的壽命；消除經(jīng)過鍛造的變 速箱齒輪毛坯的內(nèi)應力、細化晶粒、均勻組織等。因此要進行正火處理，以滿足 上述要求。其正火工藝溫度為 9201000C（常用950970C），透燒后空冷，得 到均勻分布的片狀珠光體和鐵素體，硬度HBS為156207 （179217）。一般選擇正火溫度時，如果設備條件允許

13、，盡可能選用高于滲碳溫度3050C正火。本設計選擇正火溫度為950C，保溫2小時后空冷。4、變速箱齒輪氣體滲碳4.1氣體滲碳的概念和應用氣體滲碳是將工件裝入密閉的滲碳爐內(nèi)，通入氣體化學劑（甲烷、乙烷等） 或液體化學劑（煤油或苯、酒精、丙酮等），在高溫下分解出活性碳原子，滲入 工件表面，以獲得表面層的一種滲碳操作工藝。氣體滲碳是為了獲得高碳的表面 層，提高工件表面的硬度和耐磨性，而心部仍保持原有的高韌性和高塑性， 并提 高工件的抗疲勞性能。氣體滲碳可應用于可控氣氛中進行，應用比較廣泛，用于處理低碳鋼、低 合金鋼制作的、在沖擊條件下工作的滲碳耐磨件，如汽車、拖拉機齒機、活塞銷、 風動工具、機床主軸

14、等。4.2氣體滲碳方式氣體滲碳方法有滴注式氣體滲碳、吸熱式氣體、直生式氣體滲碳和氮基氣氛 氣體滲碳，目前生產(chǎn)中較多的是采用滴注式氣體滲碳。 本設計采用滴注式氣體滲 碳的方式。滴注式氣體滲碳的滲碳劑一般有甲醇（形成載氣），煤油、丙酮、醋（乙）酸乙酯（形成富化氣）等。本設計采用典型的滲碳滴注劑甲醇-煤油，其中甲醇是稀釋劑，煤油是滲碳劑。煤油價格低廉，滲碳能力強，是工業(yè)生產(chǎn)常采用的滴 注劑。甲醇-煤油滴注劑中煤油的含量一般在 15%r30%圍內(nèi)。高溫下甲醇的裂 解產(chǎn)物H20、CO2等將CH4和C氧化，可使爐氣成分和碳勢保持在一定的范圍 內(nèi)，可以采用C02紅外儀進行控制。為了保證甲醇與煤油裂解反應充分

15、進行， 爐體應保證四個條件：I爐氣靜壓1500Pa；n滴注劑必須直接滴入爐內(nèi)；m加濺 油板；W滴注劑通過400700C溫度區(qū)的時間 0.07s4.3變速箱齒輪氣體滲碳工藝氣體滲碳的工藝參數(shù)主要有：滲碳溫度、滲碳時間、爐內(nèi)氣氛的碳勢。一般情況下它們選擇如下：滲碳溫度：900950C，在催滲劑的情況下，有時可降低至 870C。滲碳溫 度越高，滲碳速度越快，滲層越深，但溫度過高會造成奧氏體晶粒粗大，降低零 件的力學性能，并增加工件畸變，降低設備使用壽命。滲碳時間：一般情況下，滲碳層深度與滲碳溫度、滲碳時間的關系可以利用Harris公式估算：式中：mm；K;homm；K;hoT滲碳溫度， t滲碳時間，

16、根據(jù)變速箱齒輪熱處理技術要求中層深 1伽，選擇滲碳溫度為9200C, 滲碳時間為2.5小時。爐內(nèi)氣氛的碳勢：指表征其在一定溫度下改變工件表面碳含量能力的參數(shù)， 通常用低碳鋼在含碳氣氛中的平衡碳量來表示。爐內(nèi)碳勢越高，滲碳能力越強、 滲碳速度越快，但深層中的碳濃度梯度越陡，當爐內(nèi)碳勢高于深層表面的吸碳能 力時，還會在工件表面積成炭黑，反而是滲碳速度下降。因此碳勢的測定、控制 和調(diào)節(jié)，對保證滲碳質量和提高滲碳速度有非常重要的影響。4.4變速箱齒輪氣體滲碳工藝曲線通過上述選擇的滲碳劑、滲碳溫度、滲層深度及滲碳時間，制定出滲碳熱處 理工藝：在排氣過程加熱預熱到92010r并調(diào)整碳勢2.5h ;在甲醇-

17、煤油碳勢氣 氛下強滲擴散2.5h后，在1h內(nèi)預冷到8400C,保溫1小時后油淬火。其工藝 曲線如下：92010C爐壓/Pa甲醵滴星煤油滴量用再加m)時間yh整碳勞爐壓/Pa甲醵滴星煤油滴量用再加m)時間yh整碳勞擴散常壓150016001802002025a51030 VO5、變速箱齒輪滲碳后熱處理變速箱齒輪表面滲碳后，獲得高硬度、高強度的表層層和良好韌性的心部。 為了消除淬火殘余的應力，淬火后從室溫加熱1h升溫到180C0C低溫回火保 溫2小時。其工藝曲線如下圖所示：八、熱處理設備選擇與計算八、熱處理設備選擇與計算1、熱處理設備選型的原則和依據(jù)1.1熱處理設備選擇的原則設備選擇的基本原則是質

18、量安全可靠，能產(chǎn)出優(yōu)質的產(chǎn)品，高的生產(chǎn)效率, 低的生產(chǎn)成本和良好的工作環(huán)境。少品種大批量生產(chǎn)的熱處理設備的選型：選用安全可靠、生產(chǎn)率高、運 行成本低的連續(xù)式熱處理設備。批量生產(chǎn)的熱處理設備的選型：原則上以連續(xù)式熱處理生產(chǎn)線為主，考慮產(chǎn)品種類問題，則所選用的設備便于工藝和生產(chǎn)調(diào)整。多品種單件生產(chǎn)的熱處理設備的選型：宜采用周期式熱處理設備，或以 周期式熱處理設備組建局部機械化、自動化聯(lián)動線的方式。1.2熱處理設備選擇的依據(jù)車間勞動安全衛(wèi)生和環(huán)保要求；設備投資和運行成本；與前后工序的關系和銜接；企業(yè)及車間的自動化、機械化、現(xiàn)代物流和現(xiàn)代管理要求； 項目所在地及企業(yè)的特殊要求和條件。2、熱處理設備的選

19、型2.1熱處理爐型的選型選擇熱處理爐型時，應根據(jù)熱處理件特點、工藝要求和批量，合理選擇爐 型。本設計是制造變速箱齒輪，應是比較大批量生產(chǎn)，選用推桿式連續(xù)滲碳淬火 自動線。變速箱齒輪大致相同，但是在尺寸方面有些差異，因此我們選擇連續(xù)式 熱處理設備。2.2熱處理爐生產(chǎn)率熱處理爐生產(chǎn)率是指某熱處理爐在 1h內(nèi)完成某熱處理工序零件的重量，即 kg/h。它與爐型、爐膛尺寸、工藝類型、零件裝夾方式等因素有關。表 6為推桿 式爐的生產(chǎn)率參數(shù)指標。表6推桿式爐單位爐底面積的平均生產(chǎn)率參考指標單位：kg/(m2?h)爐子類型退火正火、淬火回火氣體滲碳推桿式爐607012016010012535452.3推桿式爐

20、的設計2.3.1推桿式爐的介紹推桿爐的應用和工作特點推桿式可控氣氛爐是指零件在熱處理爐內(nèi)的輸送依靠液壓或壓縮空氣驅動頂桿，一盤一盤進入爐中和自爐內(nèi)頂出，用于中小零 件的退火、正火、淬火、回火和滲碳、碳氮共滲等普通熱處理和化學熱處理等。 推桿式爐以電能為熱源，電流通過電熱元件發(fā)熱，借助輻射和對流方式傳給零件，將零件加熱到要求的工藝溫度。該爐子有以下特點：爐膛內(nèi)溫度分布均勻，溫差 在，滿足多種熱處理工藝要求，熱量不易散失，故熱效率高；液壓推進料 盤，易于實現(xiàn)機械化和自動化操作；質量穩(wěn)定，勞動條件好；通入可控氣氛能夠 進行零件的保護加熱和化學熱處理。推桿式爐的結構推桿式爐有下列部分組成：主推料機構、

21、側推料機構、前 室、前室門、防爆閥、內(nèi)爐門、爐體、側推料（或拉料）機構、后爐門、后室、 淬火槽、升降臺等?？蓪崿F(xiàn)化學熱處理及光亮淬火等，與清洗機、回火爐以及料 盤傳動機構幾何過程生產(chǎn)線，可實現(xiàn)全過程的自動化控制。在設計推桿式爐時，爐子的長度要考慮推料機的推理和防止料盤推動時的拱 起，推桿式爐的長度一般不超過 1012m。一般推桿式熱處理爐的技術性能如下 表7所示。表7推桿式熱處理爐技術性能名 稱工作溫度/ r工作室尺寸/m電加熱器功率/kW一次最大裝載量/kg供電線路電壓/V加熱器連接數(shù)據(jù)950 06.1 X 0.7X 0.616810003804?2.3.2正火推桿式爐的設計推桿式爐用于正火

22、時，單位爐底面積的平均生產(chǎn)率為120160 kg/（m2?H，現(xiàn)取140 kg/（m2?h），每天需要正火預備熱處理的工件總重量m=4.5t,正火周期為3h,每天正火6次。則有效爐底面積S有效=4.5 X 103/ （140X 3X 6） =1.8m2,每次 推桿式爐應該正火工件的總重量為 750kg。P=60 mnA/t125kg；,P=60 mnA/t125kg；,6個;A 取 1.1）。式中：m個料盤裝載的工件重量， n次推入的料盤數(shù)量（個） t推料周期（min） 180minA 取 1.1）。則 P=60X 125X6X 1.1/180=275kg/h正火推桿式爐爐膛有效長度的計算：L

23、 有效=P ta/g式中：P爐子的平均生產(chǎn)率為275kg/h; t工作總加熱時間為3h;a料盤沿爐子縱向的長度為0.54m; g每盤工件的重量為125kg。貝U L 有效=275X 3X 0.54/125=3.564m正火推桿式爐爐膛寬度的計算：B=b+2S式中：b料盤沿爐子橫向的寬度為0.54m;S料盤與爐壁的距離（S值與爐體長度有關，當爐長小于10m時，S 取 75100mm；大于 10m 時，取 100250mm。本設計 S 取 80mm）則爐膛寬度 B=540+80X 2=700mm3750mm X 3750mm X 700mm x 400mm。7800mrX 7800mrX 2450

24、mX 2470mm。2.3.3氣體滲碳推桿式爐設計1500kg。推桿式爐用于氣體滲碳時，單位爐底面積的平均生產(chǎn)率為 3545 kg/（m2?h， 現(xiàn)取45 kg/（m2?h），每天需要氣體滲碳熱處理的工件總重量 m=4.5t,氣體滲碳周 期為7h,每天氣體滲碳3次。則有效爐底面積 S有效=4.5 X 103/ （45X 7X 3） =4.762m21500kg。P=60 mnA/t110kg；,14 P=60 mnA/t110kg；,14 個;式中：m個料盤裝載的工件重量， n次推入的料盤數(shù)量（個）t推料周期（min） 420min；A 取 1.1A 取 1.1）。J則 P=60X 110X

25、14X 1.1/420=242kg/h氣體滲碳推桿式爐爐膛有效長度的計算：L 有效=P ta/g式中：P爐子的平均生產(chǎn)率為 242kg/h;t工作總加熱時間為7h;a料盤沿爐子縱向的長度為0.48m;g每盤工件的重量為110kg。貝U L 有效=242X 7X 0.48/110=7.392m氣體滲碳推桿式爐爐膛寬度的計算：B=b+2S式中：b料盤沿爐子橫向的寬度為0.48m;S料盤與爐壁的距離（S值與爐體長度有關，當爐長小于10m時,S 取 75100mm；大于 10m 時，取 100250mm。本設計 S 取 110mm）則爐膛寬度 B=480+110X 2=700mm7600mmX 760

26、0mmX 700mm x 400mm。則氣體滲碳推桿式爐的外型尺寸為：11500mx 2450mx 2470mm。本設計采用三室推桿式連續(xù)氣體滲碳爐，第一室為燒脂預熱室；第二室為加熱、滲碳和擴散室；第三室為降溫保持室。2.3.4回火推桿式爐的設計推桿式爐用于低溫回火時，單位爐底面積的平均生產(chǎn)率為100125 kg/（m2?h），現(xiàn)取110 kg/（m2?h），每天需要氣體滲碳熱處理的工件總重量 m=4.5t, 低溫回火周期為3h,每天回火6次。則有效爐底面積S有效=4.5 x 103/（ 110 x 3x 6） =2.273 m2，每次推桿式爐應該回火工件的總重量為 750kg。P=60 mn

27、A/t150 kg；5P=60 mnA/t150 kg；5個；式中：m個料盤裝載的工件重量， n次推入的料盤數(shù)量（個）t推料周期（min） 180min；A 取 1.1）。A該設備的附加系數(shù)（一般 貝U P=60 x 150 x5A 取 1.1）。L 有效=P ta/g式中：P爐子的平均生產(chǎn)率為275kg/h;t工作總加熱時間為3h;a料盤沿爐子縱向的長度為0.45m; g每盤工件的重量為150kg。貝U L 有效=275 x 3 x 0.45/150=2.475m低溫回火推桿式爐爐膛寬度的計算：B=b+2S式中：b料盤沿爐子橫向的寬度為0.45m;S料盤與爐壁的距離（S值與爐體長度有關，當爐

28、長小于10m時，S 取 75100mm；大于 10m 時，取 100250mm。本設計 S 取 110mm） 則爐膛寬度 B=480+75x 2=600mm2650mmx 2650mmx 600mm x 400mm。6440mm x 6440mm x 2350mm x 2470mm。2.4淬火油槽的設計本設計采用的是油淬。以油為淬火介質，設備主要是由盛油的槽子構成。 油 的粘度對冷卻能力和冷卻均勻性有顯著的影響。2.4.1淬火油需要考慮的因素淬火油介質需要考慮的因素很多，主要有：根據(jù)工藝要求確定允許的介質溫度?？刂拼慊鹩偷氖褂脺囟?095C的范圍之內(nèi)；考慮淬火件單位重量的表面積；本設計淬火介質

29、可以選擇較大值；考慮介質的攪拌方式，配備介質攪拌裝置和對提高其冷卻能力和冷卻的均勻性，本設計配備螺旋槳式攪拌的淬火油槽，則淬火件重量與淬火油的體積比可以為 1: (58) (t/m3);考慮每次淬火冷卻的間隔和安全因素；應該設有淬火介質冷卻裝置，和集液槽防止著火。本設計中，每次滲碳后的工件總質量為 1.5t，則在良好攪拌的情況下淬火油 的體積應為1.5 X 8=12m3。2.4.2淬火油槽及其輔助設備的設計尺寸設計要求：淬火槽底部均流裝置，均流裝置與工件底部之間預留 300500mm,工件上部與油液面也要預留 300800mm,液面上部預留液體膨脹 的升高尺寸，槽體上板到最高液面之間再預留大于

30、200mm的尺寸。根據(jù)上述要求，設計出淬火油槽的尺寸長X寬X高 =3nX3nX2.6m。要對淬火介質進行攪拌，要安裝螺旋攪拌器，使介質均勻。在槽體的上口邊 緣，應該設有溢流槽和管路。本設計是對推桿式滲碳后的變速箱齒輪進行油淬， 應該選用的是連續(xù)作業(yè)淬火槽，本設計選用的是與推桿式爐相配套的滑槽式淬火 系統(tǒng)。2.4.3淬火油槽的防火淬火油槽最害怕的是發(fā)生火災，所以應該非常重視防火。一般淬火油槽發(fā)生 火災的原因有以下一些：1、油的閃點和著火點過低；2、油槽容量不足，換熱器能力太小，造成油溫過高；3、油液不流動或油粘度過大，造成淬火部位局部的油液溫度過高，熱量不 能及時散到周圍介質中去；4、油中含有水

31、分，粘著油的水泡上浮到油槽表面，水泡爆破時噴射油霧， 引起著火；5、 在油槽底部積存一定量的水當油溫超過 100C時，會引起底部的水達到 蒸發(fā)點而沸騰引起的體積迅速膨脹，使油槽內(nèi)的油溢出淬火油槽，引起大面積著 火；&過熱的工件被提出油槽而引發(fā)的著火；7、大量熱油蒸汽從槽蓋等處冒出，引起著火；8、熱工件入油途中發(fā)生吊車故障或停電而引發(fā)著火；9、油泄露而著火。預防火災的措施如下：1、合理選擇淬火油，油的閃點應高于使用溫度 50C以上；2、應設有冷卻系統(tǒng)以控制油溫在一個合理的范圍。油溫過高，易被點燃； 油溫過低，油的粘度大，易局部過熱；3、設置功能強的油攪拌或循環(huán)系統(tǒng)，淬火時液面的高溫油能被及時地被

32、帶 走;4、設置大于淬火油槽容積的集油槽和與之匹配的拍油泵，當淬火油槽燃燒 起火時，可以在較短時間內(nèi)把油迅速排放到距油槽較遠的集油槽內(nèi)；5、淬火油槽應設置槽蓋和排煙裝置；6油槽加熱器應安裝在油面下150mm處，或延長電加熱管的非加熱區(qū)，使 其非加熱區(qū)的埋液深度大于液面波動；7、經(jīng)常排除混入油中的水，尤其對于在 100C以上使用的油槽。8、淬火吊車應有備用電源；對于經(jīng)常停電的地區(qū)，要考慮采用有停電緊急 入油功能的吊鉤或吊車；9、配備足量的消防器材，二氧化碳滅火、泡沫滅火、干粉滅火，切忌用水 滅火；10、定期進行安全培訓和安全檢查。2.5其他輔助設備的選擇2.5.1氣氛控制執(zhí)行器本設計變速箱齒輪在

33、氣體滲碳時，要求對滲碳碳勢進行控制。用甲醇-煤油滴注劑時，滲碳氣氛一般用 CO2紅外儀進行控制。測定露點與氣氛碳勢，控制 滴注劑的滴量。2.5.2清洗設備清洗設備有連續(xù)式、室式、槽式等清洗機和清洗槽。常用于清除殘油和殘鹽， 本設計中采用油淬火，選用連續(xù)式浸、淋、吹干相結合的兩室清洗設備。選擇 QXLT-40型清洗機.本設計變速箱齒 噴丸、噴砂清洗 形成每秒幾十米的2.5.3清理及強化設備 主要用于清理零件熱處理后表面的氧化皮或進行表面強化。 輪，對齒輪表面有較高的要求，因此要對它進行表面噴丸處理。 設備以壓縮空氣為動力，將金屬或非金屬彈丸從噴槍口壓出， 高速丸流，打擊零件表面，從而完成清理或者

34、強化處理。本設計變速箱齒 噴丸、噴砂清洗 形成每秒幾十米的本設計選擇 FDQ3512-2Z,外形 尺寸長X寬X高=5600mm X 3900mm 43600mm 工作臺 2X 1200mm2.5.4校直設備校直設備用于矯正零件的翹曲變形。本設計的變速箱齒輪在油淬和退火可能 會出現(xiàn)零件的翹曲變形，因此要對零件進行校直。本設計選用的校直的裝置為單 柱矯直液壓機 丫41-63（長X寬X高=1400 X 1000 X 2750）。2.5.5運輸設備本設計涉及的工藝有鍛造、熱處理、噴丸等，有些工藝不在同一車間，因此 要選擇平板車進行運輸零件。在熱處理車間中也應選用輥道，用于推桿式爐連續(xù) 生產(chǎn)線上夾具和料

35、盤的輸送。3、推桿式爐熱處理主要技術參數(shù)表8推桿式爐熱處理主要技術參數(shù)處理工件名稱汽車、拖拉機變速箱齒輪生產(chǎn)率（kg/h）242占地面積m2滲 碳 爐料盤尺寸（mm）及數(shù)量（塊）480 X 530 X 5014料盤最大裝載量（kg）110爐子外型尺寸 長X寬m211.5X 2.45加熱區(qū)800920r強滲區(qū)920 10r擴散區(qū)920 10r預冷區(qū)840920r保溫區(qū)840 10r淬 火 槽體積容量（m3）3X 3X 2.6=23.4淬火介質溫度r4095r攪拌裝置螺旋攪拌器清 洗 機清洗劑及其溫度Na2CO3 溶液 80r外形尺寸長X寬X高2400 X 1150X 1750回 火 爐料盤尺寸（

36、mm）及數(shù)量（塊）450 X 500 X 50料盤最大裝載量（kg）150爐子外型尺寸 長X寬m26.44X 2.35加熱溫度 r180 10r正 火 爐料盤尺寸（mm）及數(shù)量（塊）540 X 600 X 50料盤最大裝載量（kg）125爐子外型尺寸 長X寬m27.8X2.45加熱溫度 r950 10C傳動方式機械傳動七、熱處理車間的布置1、熱處理車間廠房要求根據(jù)熱處理生產(chǎn)特性，對廠房的位置、結構和尺寸都是有要求的。1.1車間廠房位置的要求熱處理車間應遠離產(chǎn)生煙氣、灰塵和有害氣體的車間?？紤]日曬的影響， 盡可能采用南北向；為了保證良好的通風，最好能和夏季主導風向垂直。熱處理 車間與其它車間內(nèi)共

37、用一廠房時，應占沿外墻的位置，并盡可能與聯(lián)系密切的車 間靠近，以縮短運輸路程，要有一定的防震間距。還應考慮企業(yè)規(guī)模和發(fā)展的需 要，考慮適當?shù)陌l(fā)展余地。要設有單獨通入外部的通道及出入口，并避免其他車間運輸通道穿過。1.2車間廠房的結構要求熱處理車間屬于熱加工車間，在生產(chǎn)過程中散發(fā)大量的熱量、蒸汽和有害 氣體等，要求陽光充足，通風良好，能防火。熱處理車間至少一面靠外墻，最后 是獨立建筑物，廠房要求高，窗戶大，有天窗。1.3車間廠房的寬度、高度要求廠房寬度可包括一個活幾個跨度?？缍仍?18米以內(nèi)時，應采用3的倍數(shù)； 跨度18m以上時，應采用6的倍數(shù)。柱距一般為6米,靠兩端山墻的柱距為5.5 米。安裝

38、大型臺式爐的車間，柱距有時采用 9米和12米。機械制造廠的熱處理 車間廠房的跨度，一般為1224米。熱處理車間廠房高度根據(jù)設備高度、零件尺寸、吊運情況、通風和散熱等 因素決定。到屋架下弦高度一般為67米。有吊車的熱處理車間到軌頂高度一般 為68米。重型熱處理車間應根據(jù)軸類等長形零件的長度來確定。2、熱處理車間內(nèi)的平面布置熱處理車間應根據(jù)工藝流程合理劃分區(qū)域和布置設備。既要求布置緊湊、 節(jié)省面積，又應考慮生產(chǎn)操作與設備檢修方便。一般要求注意一下幾點。2.1熱處理車間平面布置的原則1、根據(jù)生產(chǎn)性質合理組織工作地。按照工藝工序和設備類別混合組織，滿 是生產(chǎn)時方便。2、合理組織工件在車間的流通路線。車

39、間設備平面布置應盡量減少工件在 處理過程中的往返交叉。主通道寬度一般為23.5米。在布置設備時，應首先依 工藝過程考慮工件在車間內(nèi)的走向，確定車間大門的位置和個數(shù)。一般熱處理車 間有兩個大門，分設在兩端，零件從一端送入，有另一端運出，或分別為不同車間工件的各自進出口。若車間較大，車間大門較多時，常在生產(chǎn)組直接設置中間 門，以減少各組間的混淆。車間大門不宜太多，以減少占地面積。其次，根據(jù)工 件進出口的位置，按工藝流程的順序布置設備。3、要有利于車間通風、采光和改善勞動條件。小設備和安裝高度小的設備， 應盡量靠外墻（或南側）；大設備應盡量靠內(nèi)墻（或北側），一面影響通風采光。 處理大工件的爐子，應安

40、排在門口附近，避免大工件貫穿車間搬運和在車間內(nèi)散 發(fā)大量的熱量。4、設備布置應考慮建設建筑面積、生產(chǎn)費用和維修方便。需抽風的設備應 盡量集中并靠外墻；電力消耗大的爐子應盡量靠近變電所； 循環(huán)水、油的管路應 盡量短和減少拐彎；公用單軌吊車設備應排成一條線；需挖地坑的設備應盡量集 中，以便可能共同使用同一地坑；需安工業(yè)管路的燃料爐，應注意管路安裝方便； 注意地下煙道的位置和走向；集油槽、水池應盡量離開柱基等。5、根據(jù)生產(chǎn)操作及維修要求合理確定設備間的尺寸。設備間應留有足夠的 工藝操作和裝卸工夾具工作地；設備現(xiàn)場調(diào)整檢修地；半成品及成品件存放地。 對燃料爐，爐側空間應能保證燒嘴操作以及檢修燒嘴、維修管道的方便。6充分利用車間面積，并注意整齊美觀。設備應盡量靠墻布置，并排列整 齊，增加車間中的生產(chǎn)操作面積。在兩開間吊車吊不