真空热处理技术是材料改性、提高材料性能的先进制造技术,具有高精度、无污染、优质节能的优点。真空炉作为真空热处理的重要生产设备,其性能直接影响材料热处理质量,而研究、设计以及生产水平又决定着真空炉的性能。长期以来,真空炉的设计研发都采用了传统方法,导致炉内结构不合理、产品研发周期长、效率低、成本高、性能差等问题。本文提出的采用计算机仿真技术与传统设计理念相结合的方法可以很好的解决以上问题,改善真空炉性能。　　本文在详细分析各类真空炉的基础上,以 HRL-500型真空炉为研究对象,确定了真空炉的初始设计参数。首先,对真空炉保温结构进行了详细设计,选择由钼片和不锈钢薄板组成的全金属反射屏作为保温层,并对反射屏进行了详细的热力学计算,获得了各层反射屏的计算温度,以此为依据初步确定了反射屏层数;第二,通过热平衡法确定了真空炉的加热功率,并以所得功率为依据对电热元件尺寸进行了简单设计;第三,利用三维设计软件 PRO/E建立了真空炉主要部件和整炉的三维模型;第四,利用有限元仿真软件ANSYS建立了反射屏的简化仿真模型,进行了仿真分析,并分析了当反射屏层距、屏厚和钼片不锈钢层数组合不同时,反射屏温度场的变化,并以仿真结果为依据,对反射屏进行了优化设计和验证;最后,利用ANSYS对真空炉炉膛温度场进行了仿真分析,并分析了反射屏打孔率和电热元件布局对炉膛温度场的影响,而且对真空炉的主要结构进行了优化,以空载和负载两种情况验证了优化效果。　　反射屏仿真结果表明:采用7层反射屏时,加热1h后第7层反射屏对保温效果基本没有贡献,第6层贡献较小;改变反射屏层距对保温性基本上没有影响;增加反射屏厚度可以改善保温效果。最终将反射屏设计为5层,层距10mm,钼屏厚度0.35mm,不锈钢屏厚度0.7mm。炉膛温度场仿真结果表明:设计的真空炉炉膛温度稳定在1400±5℃之内,达到设计要求;反射屏打孔率对真空炉炉膛温度场影响严重,打孔率越高,炉膛温度越低,均匀性越差;电热元件布局对炉膛温度场也有一定的影响,电热元件辐射面越大,炉膛温度越高,温度场越均匀。最后对影响炉膛温度的主要部分进行了优化并对优化方案做了验证,达到了预期效果。以上说明真空炉的设计分析方法具备合理性和可行性,对真空炉的进一步研究具有很好的参考价值。