金屬壓力加工車間工藝
李風肖寅昕編
材料與能源學院
2015.1. 2
a、 課程設計任務書
廣東工業大學本科生課程設計（**）任務書
一、課程設計（**）的內容
完成年產量不少於5000噸的擠壓車間工藝設計，完成的型材的品種有：
二、課程設計（**）的要求與資料
1. 查詢文獻資料不少於六篇（最好有一篇外文資料）
2. 完成年產量計算、擠壓機選擇計算、擠壓機時間年分配表計算、噸比計算、產品設計方案計算、車間工作制度表、車間生產綱領計算、裝置負荷計算、車間耗電水量計算和投資預算。
三、課程設計（**）應完成的工作
1. 完成課程設計說明書1份（包括任務書）（不少於）
2. 完成鋁合金型材擠壓車間布置圖。
3. 完成金屬平衡表和工藝卡片至少6張。
四、課程設計（**）程序安排
五、應收集的資料及主要參考文獻
[1]溫景林.金屬壓力加工車間設計.北京：冶金工業出版社
[2]楊青，胡豔，喻金田.技術經濟學.武漢：武漢理工大學出版社
[3]馮開平，左宗義.畫法幾何與機械製圖.廣東：華南理工大學出版社
[4]劉靜安.鋁型材擠壓摸具設計、製造、使用及維修.北京：冶金工業出版社
[5]《鋁合金及其加工手冊》.長沙：中南工業大學出版社,1989
[6]王祝堂,田榮璋.鋁合金及其加工手冊[m].長沙:中南工業大學出版社,1989：152
[7] 姚若浩.金屬壓力加工中的摩擦與潤滑[m].北京:冶金工業出版社,1990：75-77.
[8] 趙雲路,劉靜安.民用建築鋁型材擠壓模具優化設計. 北京：冶金工業出版社
[9] 南磊層.幾種鋁型材擠壓模具的改良設計. 武漢：武漢理工大學出版社
[10] 朱建生，任元良.鋁型材擠壓暗紋產生的原因及消除方法. 北京：冶金工業
出版社發出任務書日期：2023年1月7日指導教師簽名：
計畫完成日期：2023年 1月23日專業責任人簽名：
主管院長簽名：
b、 說明書內容
（一） 題目
年產噸鋁型材擠壓車間工藝設計
（二） 本次設計的意義
（三） 生產任務
1、 本車間任務
產品名稱，合金牌號成分效能、產品規格、產品單位重量、全廠年產量、擠壓車間年生產任務。
（確定年產量
1）確定產量牌號、標準。
2）年生產量，以出廠產品為準。）
2、 型材圖形、品種、規格分配、代表產品（產品計算）、本車間成品率
產品型號引數
（確定產品系列
1）圖形
2）生產內容列表（通常不少於10個）
3）選代表產品計算
①尺寸最大乙個
②尺寸最小乙個
③產量最多至少4個）
（四） 生產工藝及裝置選擇
1、 生產工藝流程
生產工藝流程
工具模預熱─┐
配料→ 熔煉 → 鑄造 → 均勻化退火 → 鋸切 → 加熱 ┴→ 擠壓 → 淬火 → 鋸切(採用連續擠壓，故矯直前要鋸切)→ 矯直 → 鋸切(６m)→ 檢查 → 人工時效 → 檢查 → 氧化 →成品
對工藝流程必要的說明
1) 加熱：
論述加熱的必要性，溫度、時間的控制、能源（如電、氣、油等）的採用及原因，還有爐型
（油、電、氣、感應）的功率、規格的選擇。
鑄錠是否經過均勻化退火（論述簡單理由）。
２）擠壓：
（a、分根擠壓，有壓餘；b、連續擠壓，無壓餘。）
擠壓速度的選擇，不同型材（空心、實心）、不同擠壓機不一樣工模具（擠壓筒、杆、模具）
預熱原因、溫度等等，模具壽命與氮化處理關係等等。
壓餘長度一般為0.2d筒左右（d —— 擠壓筒內直徑）。
３） 淬火：風機、噴水霧；風機位置、風力多大等等。
４） 張力矯直：要給出矯直機噸位、矯直變形量等等；拉伸夾頭、夾尾長度一般不大於200mm。
５）切頭尾：
為什麼要切頭尾？ 一般300mm左右，連續擠壓無壓餘，從而可按最高成材率定下鑄錠長度。
當然，長度與φ要符合要求。
６）檢查：
按國家標準對製品做外觀尺寸及機械效能檢查。必要時對製品進項組織進行抽檢。給出國家標準。檢驗方法要一一寫清楚。
７）時效（人工）：工藝給出等等；用什麼爐型、規格、大小？
８）輔助工具預熱、：加熱溫度
冷床長度
潤滑種類，哪些要或不要原因。
2、 工藝計算
1） 裝置條件
2） 擠壓機的選擇
①先確定擠壓機噸比。即一年內產品噸數與擠壓機總噸位之比。
②確定台數及每台噸位
通過產品的最大外接圓直徑和擠一根最小製品斷面積，選定擠壓機噸位和台數。
③擠壓機能力校核
根據經驗公式：p = 11.775 × (- 0.8)dσb
d ——擠壓筒內直徑
d ——製品當量直徑
σb——某一擠壓溫度下的抗拉強度。當溫度在480℃～500℃，6063的抗拉強度為11.3mpa
3） 計算產量和噸比及產品設計方案
1 車間工作時間及產品工作時間分配
每台機一年工作時間
擠壓機時間年分配表
2 計算年產量
擠壓機速度，鋸子的厚度，一年工作多少天。
採用連續擠壓，輔助時間選為１分鐘。擠壓出來後，要切頭尾300mm ，矯直時切除夾頭部分》 300mm。矯直延伸率為0.5～2％。每根製品切定尺6m。
①……系列……t擠壓機
模孔面積應比產品面積大1.5％
錠子直徑由擠壓機確定，錠子長度恰當選取。
算出擠壓後長度（體積不變原則）
除去鋸切長度，再算出矯直後長度
切定尺擠壓一條製品時間t可求出
年產量計算：m』= kt」p』× 6
t —— 每天工作時間
k —— 擠壓一條製品可切成成品的條數
t」—— 一年共作時間
p』—— 成品單位重量
６ —— 成品長度
設技術廢料佔成品5％。年產量m1 = m』× （100% - 5%）
②……如上計算另一種產品
…（每一代表產品、每一系列的擠壓機年產量都要算出）
則年產量 m = m１ + m２ + ……
此年產量應與題目相符
各產品年產量表
3 計算噸比
噸比應符合 > 2.0要求，否則重新設計。
④產品設計方案
產品設計方案和計算產品
說明計算產品的意義、代表性、可靠性。
3、 工藝條件
（五） 車間工作制度及生產綱領
1、 車間工作制度
工作天數為天
產品生產必須引數
2、 車間的幾何損失、廢品率計算
損失有擠壓壓餘、切頭尾、切定尺、鋸屑、質量技術廢品等，從而得出車間綜合成品率。
3、 擠壓車間生產綱領計算
擠壓車間生產綱領計算表
注：人工時效的年生產綱領只需考慮扣去切頭、尾部分損失
㈥、工藝卡片編制
編寫金屬平衡表
1）選定代表產品
一台擠壓機至少有乙個代表產品，一類型材也至少有乙個代表產品，填一張卡片。
∴至少有５～６張卡片。
2）確定熔鑄車間供錠的直徑，長度。
不同擠壓機提供不同尺寸鑄錠；相同擠壓機，但有2個擠壓筒者，則提供不同尺寸鑄錠。
3）確定擠壓車間成品率。
（金屬平衡表與工藝卡片一起製作）
加工車間工藝卡片
㈦、裝置負荷率計算
加熱爐、擠壓機、冷床、張力矯直機及鋸床為一聯合機組，其生產能力及負荷率取決於擠壓機的生產能力，故只需計算擠壓機的台數和負荷率。時效爐為單獨作業，故單獨計算它。
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