热处理工艺设计实践及其质量控制（9）

伯龙马

        如题
       9. 热处理工艺装备的设计
       为了满足热处理工艺及其生产实施的需要、保证热处理质量和生产安全等所使用的一切工、模、量、夹、吊具和工位器具以及为扩大热处理设备应用范围而自制的附件（如堵孔用的螺栓、保护零件螺纹所用的螺母、高频加热用的铜键以及各种试样）等统称为热处理工艺装备（简称为热处理工装）。
完备的热处理工装，有利于保证热处理质量；提高热处理生产率；减小热处理变形；减轻操作者劳动强度；确保安全生产；维护零件的完整性和提高经济效益等。
      在设计热处理工艺时，凡工艺在生产实施过程需使用的工装，均由工艺设计者提出申请，按企业规定的审批程序交由有关部门或本部门其它人员设计和制造，并在工艺实施前提供给使用部门。
        9. 1 热处理工装的类别
热处理工装，通常分为三类：
   （1）通用工装  即实施各种（或某些）热处理工艺所共同使用的工装，如勾钳、篮筐、料盘和通用吊具、挂具等，参见图1-21和图1.22所示。
   （2）专用工装  即专门为某一零件或某一工艺所设计及其制造的工装，如高频加热用的专用感应器、回火定形专用夹具、某种零件的专用淬火压模等。
   （3）标准工装  即已企业、行业、部门、国家标准化了的工装。标准工装有的是专用工装，也有的是通用工装，即已被商品化在市场上可买到的工装，例如，利用标准件组合的工装（标准吊钩）等。
热处理工装，也有其它分类方法，如按工艺、用途、特征等进行分类的。可根据每个企业的具体情况而定。

      9.2  热处理工艺装备的设计
      由于企业规模和类型不同，负责工艺装备设计的部门和人员也不同。对于工程技术人员配备较多、专业较齐全的大、中型企业，一般由工艺设计人员提出一份较详细的工装设计任务书（包括所需要的工装形式、结构、大小等内容），按企业规定的程序进行申请、审批后，由工艺部门配备专门设计工装的组织和人员进行设计；对于小、微型企业，工装设计通常由工艺设计人员提出工装设计的初步构想和申请，经审批后自己进行设计。
    工装设计与选择，应当遵循其一定原则、依据和程序：
   （1）设计与选用工装的基本原则和要求
    1）所设计与选用的工装，必须是实施相应工艺的确实需要，并能发挥其应有作用。
    2）工装系数与生产批量相适应。所谓热处理工装系数，即其工装数量与所处理的零件总的数量之比，是控制热处理工装合理数量的指标。为了缩短生产周期和降低生产成本，工装系数应尽量低些。随着生产批量增加，工装系数也相应增加。不同产品及其生产批量都有一个合理的控制数值，可与企业总工艺师（或总工程师）协商确定。
     3）选择和确定热处理工装时，应尽量以通用工装和标准工装为先，或能否借用其它的专用工装等。确实需要重新设计时再考虑设计方案和填写设计任务书等。
      4）设计热处理工装时，应合理选材。关于随同零件一起加热的工装应选择耐热材料，并考虑高温状态下的刚度和蠕变等问题；对于不随零件一起加热的工装，主要考虑其刚度和弹性强度问题。此外，对于经常接触酸、碱、盐的工装要考虑使用耐蚀材料制造。
       5）工装结构应轻巧、使用方便，例如一些撬棒等重量较大工装器具，可局部设计成空心的；料盘等采用带加强肋的结构，以利于在保证刚度的前提下，减轻重量。
       6）设计热处理工装时，应考虑尽量减少其热能损耗，特别是与零件一起加热的工装，其有效厚度和体积越大，无效热量越多。
       7）工装设计应向机械化、自动控制方向发展，如采用简易机械手等。
     （2）工装设计的依据  
       1）使用该工装的零件图样及其热处理工艺规程。
       2）所设计的工装设计任务书。
       3）所使用的热处理设备及其性能特点。
       4）使用该工装的热处理生产批量和技术经济意义。
       5）有关的设计标准和相关的规定等。
   （3）热处理工装设计程序  由于各企业的热处理规模、性质等不同，其工装设计程序也不尽一样，有繁有简。较正规的（特别是较大型、较复杂的工装）设计程序为：
      1）设计准备工作。掌握必要的设计资料，仔细分析设计依据。
       2）拟定工装设计方案，并对几个方案进行比较后选择其一。
       3）在设计任务书中，绘制所选用方案的草图，并以书面形式提出设计申请。
       4）工装设计任务书及其制造申请书得到审批后，按机械制图规则进行正式设计。
       5）所设计的工装总图及其零件图经校对、审核、会签和批准后，分发到有关部门制造。
       对于没有建立完善质量管理体系的企业，可根据各企业的具体情况，工装设计程序可以适当精简。

                         更多内容参见马伯龙编著《热处理工艺设计与选择》一书。