畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-年產(chǎn)量2萬噸銅及銅合金管材擠壓車間工藝設(shè)計(jì)

1、.西安建筑科技大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目年產(chǎn)量2萬噸銅及銅合金管材擠壓車間工藝設(shè)計(jì)學(xué)生姓名王亞鵬 學(xué) 號(hào)100810104院（系）冶金工程學(xué)院專 業(yè)金屬材料工程指導(dǎo)教師楊西榮時(shí) 間年 月 日（小四號(hào)，空一行）設(shè)計(jì)總說明/摘要（三號(hào)，黑體，居中，段后空0.5行）本次設(shè)計(jì)的題目為年產(chǎn)2萬噸銅及銅合金管材擠壓生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)采用了先進(jìn)的設(shè)備和工藝，投產(chǎn)后要求達(dá)到投資成本少，產(chǎn)品質(zhì)量 ，利潤(rùn)、成品率高，及環(huán)保節(jié)能等要求。以中鋁洛陽銅業(yè)有限公司為藍(lán)本，在本次設(shè)計(jì)中選用了3種具有代表性的計(jì)算產(chǎn)品，規(guī)格分別為:H62 46*8 Y 5000t、H96 20*5 Y 10000t、HPb59-1

2、90*9 Y 5000t銅管設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：銅管的品種、狀態(tài)、規(guī)格、數(shù)量的選擇；工藝流程的制定；主輔設(shè)備的性能、數(shù)量選擇；工藝計(jì)算和設(shè)備負(fù)荷計(jì)算；廠房的平面設(shè)計(jì)布置以及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算等。本設(shè)計(jì)選用的產(chǎn)品主要面向當(dāng)前國(guó)內(nèi)市場(chǎng),并適當(dāng)?shù)赝卣箛?guó)際市場(chǎng)，投產(chǎn)后具有良好的發(fā)展前景。（小四號(hào)，空一行）關(guān)鍵詞：車間設(shè)計(jì)，銅管棒（小四號(hào)，空一行）Design Description/Abstract（三號(hào)，Times New Roman，加粗，居中）. The title of this design is the output of 20，000 tons of Copper lengths and

3、production workshop as annual. Advanced equipment and technology are adopted in this design. After the commissioning of the required investment costs less, good quality products, profits, high yield, Energy-saving and environmental protection etc. According to some data of the in Luoyang,an in this

4、design is chose for the five representative of calculation products,Respectively : H62 46*8 Y 5000t、H96 20*5 Y 10000t、HPb59-1 90*9 Y 5000t .，.Design elements include : Copper lengths and the number of choices. Process development; The main and auxiliary equipment performance and the number of choice

5、s; Mill intensity and check the electrical power; Process equipment load calculation and computation; plant layout layout and economic and technical indicators of the calculation.The design of the selected products are mainly oriented to the domestic market at present, due to the expansion of the in

6、ternational market, the commission has good development before。Key Words: Design Workshop; Brass rods目 錄1 緒論 （ ）1.1 輕型木結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 （ ）1.1.1 概述 （ ）1.1.2 特點(diǎn) （ ）1.2 輕型木結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀 （ ）5 結(jié)論 （ ）參考文獻(xiàn) （ ）附錄 （ ）致謝 （ ）; 第 3 頁（小四號(hào)，空一行）1 緒論（三號(hào)，黑體，居中，段后空0.5行）1.1銅及銅合金簡(jiǎn)介（四號(hào)，黑體，段前、段后各空0.5行）1.1.1概述純銅呈紫紅色，又稱紫銅。純銅密度為8.96。熔點(diǎn)為1083，

7、具有優(yōu)良的導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性和耐蝕性。主要用于制作發(fā)電機(jī)母線電纜開關(guān)裝置變壓器等電工器材和熱交換器管道太陽能加熱裝置的平板集熱器等導(dǎo)熱器材。常用的銅合金分為黃銅青銅白銅3大類。本課題是以中鋁洛陽銅業(yè)有限公司管棒生產(chǎn)車間為設(shè)計(jì)雛形。雖正面臨金融危機(jī)但國(guó)內(nèi)外銅管棒的需求空間仍然很大，產(chǎn)品規(guī)格根據(jù)客戶的實(shí)際要求生產(chǎn)所以也沒有一定的標(biāo)準(zhǔn)，但產(chǎn)品的精度必須滿足生產(chǎn)車間所依據(jù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在這種情況下，比較常見的銅及銅合金管棒材的用途非常廣泛。例如：紫銅管主要用于輸送飲用水、衛(wèi)生用水、煤氣、天然氣、氧氣等；黃銅管主要用于制空調(diào)用制冷四通閥體供排水管、管接頭、供機(jī)械,航空等工業(yè)部門制造各種零件；青銅管供機(jī)械、

8、航空等工業(yè)部門制造各種零件；白銅管則主要用于電器、航空、儀器、儀表、化工、樂器、醫(yī)療衛(wèi)生、船舶和電力等工業(yè)部門制造耐蝕零件、冷凝器和熱交換器。本課題研究的目標(biāo)是設(shè)計(jì)合理的綠色環(huán)保型中型銅及銅合金管棒材生產(chǎn)車間，并把高效率高品質(zhì)低成本作為生產(chǎn)宗旨。課題研究的方法是通過設(shè)計(jì)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝到最終出產(chǎn)品來體現(xiàn)。因?yàn)楸菊n題是生產(chǎn)年產(chǎn)量2萬噸的銅及銅合金管棒材，屬于中型生產(chǎn)車間，初步設(shè)想分一條生產(chǎn)線：生產(chǎn)各種銅合金直管，直管生產(chǎn)線同時(shí)也供生產(chǎn)銅合金棒材。研究的內(nèi)容主要包括：產(chǎn)品方案的匯總、體現(xiàn)車間規(guī)模的代表產(chǎn)品（計(jì)算產(chǎn)品）的選擇、生產(chǎn)每種計(jì)算產(chǎn)品合適的生產(chǎn)方法種類及最佳方法選擇、產(chǎn)品生產(chǎn)的系統(tǒng)工藝流程、實(shí)

9、現(xiàn)工藝流程的主輔生產(chǎn)設(shè)備、主要工序的理論工藝計(jì)算及編制工藝卡片、設(shè)備負(fù)荷計(jì)算、設(shè)計(jì)車間的平面及立面布置圖和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)核算。本次設(shè)計(jì)對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)的每一個(gè)設(shè)備都給予了說明，為的就是建設(shè)新的企業(yè)。設(shè)計(jì)的任務(wù)是對(duì)所需建設(shè)的企業(yè)做出技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的詳細(xì)規(guī)劃，確定出企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)狀況，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及施工的組織方法等。一個(gè)完整的金屬壓力加工車間設(shè)計(jì)，其內(nèi)容包括生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備、土建、供水和排水、供氣、供電、運(yùn)輸、采暖與通風(fēng)等的設(shè)計(jì)。它們之間是一個(gè)完整的不可分割的整體，要求各個(gè)不同的設(shè)計(jì)部門互相協(xié)作，緊密配合，其中車間工藝設(shè)計(jì)是整個(gè)車間設(shè)計(jì)的主體。1.2編制產(chǎn)品方案1.2.1產(chǎn)品大綱品種牌號(hào)規(guī)格年產(chǎn)量原料所遵

10、循的標(biāo)準(zhǔn)管材H622040*51010000圓錠坯GB/TH9640100*85000HPb59-138100*950001.2.2生產(chǎn)方案的選擇主要方向分為擠壓法、臥式連鑄法、斜軋穿孔法和焊接法，然后再通過冷軋、拉伸工序即可生產(chǎn)出管材來。其中擠壓法工序要稍多，但是產(chǎn)品質(zhì)量好，產(chǎn)量受一定的限制。臥式連鑄法生產(chǎn)速度快，質(zhì)量相對(duì)擠壓法稍差點(diǎn)，但產(chǎn)量可提高很大。斜軋穿孔法適合中等直徑、塑性較好的金屬管材生產(chǎn)，其特點(diǎn)為：產(chǎn)量高、幾何廢料損失少、設(shè)備投資不高、生產(chǎn)品種少、管坯內(nèi)外表面的缺陷多，適合中小型工廠。焊接法適合生產(chǎn)較大直徑管材，如水道管及熱交換器管等。它是以帶材做坯料京成型、焊接、拉拔而成所需要

11、的管材。此法生產(chǎn)效率高，成本低，但管材有焊縫，內(nèi)表面質(zhì)量較差。綜合以上考慮，生產(chǎn)方案采用擠壓供錠。其中常用擠壓供錠的生產(chǎn)方案又分為以下三種：1).擠壓法:適合生產(chǎn)厚壁管、復(fù)雜斷面的管棒材等。此法生產(chǎn)周期短，成品率高，設(shè)備較少。2).擠壓拉拔法:適合生產(chǎn)大直徑，薄壁管材。此法的特點(diǎn)：投資不高、產(chǎn)品質(zhì)量好，表面的精度高。適合生產(chǎn)規(guī)模較小的工廠。3).擠壓冷軋拉拔:適合生產(chǎn)薄壁的中小管。其特點(diǎn)：生產(chǎn)品種多，質(zhì)量好；冷軋變形量大，工序少，生產(chǎn)周期短；設(shè)備復(fù)雜，機(jī)械化程度高；投資大。適合大、中型工廠，采用此發(fā)較廣泛。綜上考慮，采用生產(chǎn)方案為擠壓冷軋拉拔法。擠壓法一般按以下兩個(gè)方面來分類：1):按擠壓金屬

12、相對(duì)于擠壓軸的運(yùn)動(dòng)方向分為：正擠壓、反擠壓和Conform連續(xù)擠壓；2):按擠壓工藝特點(diǎn)分為：熱擠壓、冷擠壓、帶潤(rùn)滑擠壓、不帶潤(rùn)滑擠壓、快速擠壓、等溫?cái)D壓、無殘料擠壓及液體靜壓力擠壓等方法。1.2.3擠壓方法的對(duì)比1)正擠壓法：是目前擠壓方法中應(yīng)用最廣泛的一種，主要特點(diǎn)是在擠壓過程中，擠壓筒固定不動(dòng)，鑄錠在擠壓軸壓力作用下，沿?cái)D壓筒內(nèi)壁移動(dòng)。正向擠壓時(shí)，制品的流出方向與擠壓軸的移動(dòng)方向一致。此法的活動(dòng)性很大，可用此法生產(chǎn)各種擠壓制品。2)反向擠壓：擠壓時(shí)，模軸固定不動(dòng)、擠壓筒緊靠擠壓軸。在主柱塞和擠壓筒柱塞的作用下，擠壓軸和擠壓筒同步向前移動(dòng)，而模軸逐步進(jìn)入擠壓筒內(nèi)進(jìn)行反復(fù)擠壓。發(fā)現(xiàn)擠壓時(shí)，鑄

13、錠表層與擠壓筒內(nèi)壁之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而也不發(fā)生摩擦。反向擠壓時(shí)，制品的流出方向與模軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。由于反向擠壓時(shí)鑄錠表面與擠壓筒內(nèi)襯之間無激烈摩擦，因而不消耗擠壓力。所以反向擠壓時(shí)可減低擠壓力30%40%，制品尺寸精度高，力學(xué)性能均勻，擠壓速度高，成品率高。反向擠壓硬合金時(shí)，擠壓速度與正向擠壓比較可提高0.51.0倍，成品率可提高10%20%。擠壓制品外接圓之間受模軸限制，一般比反向擠壓要小30%作用，鑄錠表面品質(zhì)要求嚴(yán)，設(shè)備一次投資費(fèi)用比正向擠壓機(jī)高20%30%，輔助時(shí)間長(zhǎng)。因反向擠壓機(jī)具備以上許多優(yōu)點(diǎn)，所以它個(gè)別適應(yīng)于擠壓硬合金型、棒、管材以及要求尺寸精度高、組織細(xì)密無粗晶環(huán)的制品。

14、3)Conform連續(xù)擠壓法，此種加工方法是英國(guó)原子能管理局于20世紀(jì)70年代初研制成功的鋁合金連續(xù)擠壓法。其特點(diǎn)是，利用送料輥和配料之間的接觸摩擦力而產(chǎn)生擠壓力并同時(shí)將坯料溫度提高到500左右。毛坯被送入送料輥后，通過毛坯與送料輥之間的摩擦作用使毛坯升溫并使毛坯沿著模槽方向前進(jìn)，然后進(jìn)入模具。此法的優(yōu)點(diǎn)為：可一次成形生產(chǎn)尺寸小、壁薄的型材、管材；成品率高，一般可達(dá)到98.5%；毛坯無需加熱；設(shè)備造價(jià)低；可以連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高。缺點(diǎn)是：目前只適應(yīng)于尺寸小的和軟的合金生產(chǎn)，規(guī)格、品種受到限制。正向擠壓與上述兩種擠壓方法相比有以下優(yōu)點(diǎn)：更換設(shè)備簡(jiǎn)單、迅速；輔助時(shí)間少；制品表面品質(zhì)好；對(duì)鑄錠表面品

15、質(zhì)沒有嚴(yán)格要求；設(shè)備簡(jiǎn)單，投資費(fèi)用少；制品外接圓直徑大。綜上考慮，采用擠壓方案為正向擠壓。1.3編制工藝流程1.3.1制定工藝流程的主要依據(jù)生產(chǎn)工藝流程，是指在生產(chǎn)過程中，勞動(dòng)者利用生產(chǎn)工具將各種原材料、半成品通過一定的設(shè)備、按照一定的順序連續(xù)進(jìn)行加工，最終使之成為成品的方法與過程。原則是：技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)上的合理。由于不同的工廠的設(shè)備生產(chǎn)能力、精度以及工人熟練程度等因素都大不相同，所以對(duì)于同一種產(chǎn)品而言，不同的工廠制定的工藝可能是不同的；甚至同一個(gè)工廠在不同的時(shí)期做的工藝也可能不同?？梢?，就某一產(chǎn)品而言，生產(chǎn)工藝流程具有不確定性和不唯一性。生產(chǎn)工藝流程就是產(chǎn)品從原材料到成品的制作過程中要素的組

16、合。包含輸入資源、活動(dòng)、活動(dòng)的相互作用（即結(jié)構(gòu)）、輸出結(jié)果、顧客、價(jià)值六大方面。流程的組織包括以下幾個(gè)基本要求：1、能滿足產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量指標(biāo)2、具有經(jīng)濟(jì)性3、具有合理性4、符合環(huán)保要求5、過程可操作6、過程可控制我國(guó)工藝流程設(shè)計(jì)越來越注重以下幾個(gè)方面：1、盡量采用成熟的、先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備；2、盡量減少三廢排放量，有完善的三廢治理措施，減少或消除對(duì)環(huán)境的污染，并做好三廢的回收和綜合利用；3、確保安全生產(chǎn)，以保證人生和設(shè)備的安全；4、盡量采用機(jī)械化和自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)，高產(chǎn)。1.3.2銅及銅合金管材工藝流程鑄錠加熱擠壓鋸切中斷酸洗矯直檢查冷軋中斷光亮退火制頭拉伸拉伸拉伸剪切制頭拉伸剪切矯直脫脂檢查

17、包裝入庫。1.4主要設(shè)備的選擇與計(jì)算1.4.1擠壓機(jī)的選擇表3-1 齒板受剪破壞試驗(yàn)結(jié)果（、）（小四號(hào)，黑體，居中）加載情況試件編號(hào)齒板寬mm齒板長(zhǎng)mm極限剪力(N)剪切面長(zhǎng)度(mm)計(jì)算的抗剪極限承載力(N/mm)取兩較小值的平均值(修正后)抗剪極限承載力設(shè)計(jì)值(N/mm)120·T11527665000152106.908106.06760.61021535046500100116.253152494100098104.592150·T1152734600084315136.393128.32773.3302152734250084315126.0163153774620088935129.870（若有需要說明的細(xì)節(jié)，可用腳注列于表下，腳注序號(hào)用（1）、（2）標(biāo)于相關(guān)詞右上方）4.2.4 板齒抗滑移承載力當(dāng)荷載既不平行于板軸又不垂直于板軸，齒抗滑移承載力應(yīng)在和 之間用線性插值法確定。設(shè)此時(shí)的齒抗滑移承載力為 （41）（小四號(hào)，宋體，公式居中，公式編號(hào)右對(duì)齊）（小四號(hào)，空一行）參考文獻(xiàn)（三號(hào)，黑體，居中，段后空0.5行）1 作者1，作者2.文章題目.期刊名，期（卷），年：起始頁碼-終結(jié)頁碼（五號(hào)，宋體，單倍行距）2 作者1，作者2