【正文】 孔裕量系數(shù)，本設(shè)計為黃銅：~，； —型材或壁厚的正偏差值，mm，當(dāng)B0 ≤3m，；當(dāng)B0＞3mm時。 帶入數(shù)值計算可得A=60mm；B=。（7） ?？椎墓ぷ鲙чL度工作帶又稱定徑帶，是用于穩(wěn)定制品尺寸和保證制品表面質(zhì)量的關(guān)鍵部分。工作帶的長短直接影響到制品的質(zhì)量，倘若工作帶過短，則模子易磨損，同時會壓傷制品表面導(dǎo)致出現(xiàn)壓痕和橢圓等缺陷，制品的形狀不容易保證；如果工作帶過長，又極易在其上粘結(jié)金屬，使制品表面上產(chǎn)生劃傷、毛刺、麻面等缺陷，而且擠壓力將升高。因此根據(jù)實踐得擠壓黃銅時，工作帶取8～12mm，本設(shè)計中取為10mm。（8）模孔空刀設(shè)計空刀量過大，定徑帶的支承減弱，在沖擊載荷和悶車的情況下可能把定徑帶壓壞；空刀量過小，易劃傷制品表面。一般情況下，當(dāng)制品壁厚大于2mm時，可采用易加工的直角切口空刀；小于2mm時，或帶有懸臂處和危險斷面處，采用斜切口空刀。為了降低工作帶阻力，增加其強度，出口處可做成1186。~3186。斜角。本設(shè)計壁厚尺寸大于2mm，所以選用直角切口空刀。（9） 模具外形尺寸根據(jù)經(jīng)驗，對于管材，一般模子的外徑D=，擠壓筒的內(nèi)徑為290mm，則D=319mm，考慮模子標(biāo)準(zhǔn)化問題，取模具外徑為310mm。模子上模厚度取150mm，下模厚度取94mm，所以模具的組裝厚度：H=H上+H下=244mm。 平面分流模的強度校核平面分流模在擠壓時，承受載荷最不利的情況是發(fā)生在分流孔和焊合室尚未有金屬進入以及金屬充滿分流孔和焊合室后開始從?？讛D出這兩個時間。因此，平面分流組合模的主要破壞形式是：分流橋因受彎曲應(yīng)力而被破壞和分流孔處在危險斷面處被剪斷。（1）分流橋彎曲應(yīng)力的校核 按兩端固定，均勻載荷的簡支梁計算，校核分流橋的最小高度Hmin ： （39）式中 Hmin—分流橋的最小高度； l —分流橋的長度（兩危險斷面之間的距離），l=200mm； p—擠壓筒的比壓，即最大單位壓力p=P/F=50106/（1452106）=； [] —模具材料在工作溫度下的許用應(yīng)力。在400~500186。C下，對4Cr5MoSiV1鋼取900MPa；對3Cr2W8V鋼取1000MPa，本設(shè)計模具材料為3Cr2W8V，所以[]=1000。帶入數(shù)據(jù)可得Hmin==123mm。（2） 分流橋抗剪應(yīng)力的校核分流橋斷面上所承受的總壓力Q橋P=106N，分流橋受剪切的總面積F橋可做如下簡單的計算，剪切面的寬度即為兩分流孔的中心距100mm，上模厚度H上=150mm，則 （310）對于3Gr2W8V鋼，在450℃~500℃時，取[]=700MPa,則[]，所以剪切強度符合要求。模具裝配圖如附圖I所示。 擠壓墊設(shè)計 擠壓墊的結(jié)構(gòu)擠壓墊的作用是避免高溫的錠坯直接與擠壓桿接觸，防止其端面磨損和變形的工具。結(jié)構(gòu)形式如下圖37所示。擠壓墊片的外徑應(yīng)比擠壓筒內(nèi)徑小△D值?！鱀太大，形成局部脫皮擠壓，從而影響擠壓制品質(zhì)量，特別是在擠壓管材時不能有效的控制針的位置，導(dǎo)致管子偏心。但是，△D值也不能太小，否則會加快與擠壓筒內(nèi)襯套摩擦加速氣磨損。一般，△D值與擠壓筒內(nèi)徑有關(guān)：～。，～，鑄錠表面質(zhì)量不佳的可選更大一些。管材擠壓墊的內(nèi)孔不能太大，否則對穿孔針的位置起不到校正作用。～,因此在本設(shè)計中可取擠壓墊的厚度為80mm,擠壓墊的直徑取288mm，結(jié)構(gòu)形式如圖37（a）所示。圖37 擠壓墊的結(jié)構(gòu)形式（a）、（b）、（c）—棒材擠壓墊；（d）、（e）—管材擠壓墊；（b）、（e）—脫皮擠壓墊；（e）—清理脫皮用擠壓墊；（f）—立式擠壓機用墊片 擠壓墊在工作時因長時間與高溫的錠坯接觸；在擠壓銅合金時，其接觸表面被加熱到800度，內(nèi)部也能達到600～650℃，所承受的壓力高達1000MPa。因此應(yīng)對擠壓墊的抗壓強度進行校核。 （311)式中 Pmax—最大擠壓力，按擠壓機額定能力計算P=50MN； Fd—擠壓墊工作面積，工作面直徑等于錠坯直徑DP=280mm； [ σy ]—材料的許用抗壓應(yīng)力，取材料在工作的溫度下σ0。 代入公式得：σy=[ σy ]=1363=。故擠壓墊強度滿足要求。 擠壓桿設(shè)計 擠壓桿的結(jié)構(gòu)及尺寸確定擠壓桿作用是傳遞柱塞壓力，它在擠壓過程中承受很大的壓力。如果形狀和尺寸設(shè)計不合理，容易產(chǎn)生彎曲變形。 擠壓桿分空心和實心的兩種，一般都制成等斷面的圓柱體。本設(shè)計是正向擠壓管材，擬采用空心擠壓桿。 擠壓桿的外徑取決于擠壓筒內(nèi)徑的大小，對臥式擠壓機比筒內(nèi)徑小4~10mm；對立式擠壓機為2~3mm?？招臄D壓桿內(nèi)孔的大小應(yīng)根據(jù)其環(huán)形斷面上所承受的壓應(yīng)力不超過材料的許用應(yīng)力來確定。本設(shè)計擬定擠壓桿外徑為280mm，內(nèi)孔直徑50mm，擠壓桿的長度為1200mm，結(jié)構(gòu)如圖38所示。圖38 擠壓桿結(jié)構(gòu) 擠壓桿的強度校核擠壓桿在擠壓過程中不僅受到壓應(yīng)力，還受到偏心載荷作用，后者是由于擠壓筒安裝得不可能完全同心所引起。因此，校核擠壓桿強度時，壓應(yīng)力和彎矩引起的應(yīng)力都應(yīng)考慮，即： + （312） = （313）式中 —擠壓桿承受的最大擠壓力，可取擠壓機的最大擠壓力； —許用應(yīng)力的折減系數(shù)，它與擠壓桿的柔度和材料有關(guān)，； Fg —擠壓桿斷面面積。帶入數(shù)值計算可得=MPa由彎矩所產(chǎn)生的應(yīng)力可用式314求得： （314） 式中 —截面模數(shù)，（1d4n/d4w）=； —擠壓機的全壓力,50MN； l—偏心距，最大可達擠壓筒與擠壓桿直徑差的一半，即 =5mm。計算得： =MPa。代入式（312）中得+=+=[ σy ]=1363=，所以擠壓桿強度滿足要求。 擠壓筒設(shè)計 擠壓筒結(jié)構(gòu) 在所有擠壓工具中擠壓筒是最貴重的部件，主要作用是容納錠坯，承受擠壓桿傳遞給錠坯的壓力，并與擠壓桿一起限制錠坯受壓后只能從?？讛D出的擠壓工具。一般來說擠壓筒由兩層或三層以上的襯套組成，以過盈熱配合組裝在一起。將擠壓筒制成多層的原因是：使筒壁的應(yīng)力分布均勻；應(yīng)力峰值降低；更換襯套方便；節(jié)約鋼材。過盈熱配合的原因是使金屬流動均勻，擠壓筒免受劇烈熱沖擊，同時可采用臺肩襯套防止外套脫下。 一般用于擠壓管材的生產(chǎn)是圓的。集裝箱班輪和襯套可以是圓的,也可以是一定的錐度。圓柱形襯套加工方便，易測量尺寸，但是更換內(nèi)襯套較困難。錐形襯套更換容易，但錐度不易加工，其平直度難保證。本設(shè)計中采用的是圓柱形襯套，和為了方便加載的襯套外圓配合防止工作的外套,肩膀也可以做。：（1） 擠壓筒內(nèi)徑D0：本設(shè)計擠壓筒內(nèi)徑D0=290mm。（2）擠壓筒長度： （315）式中 —錠坯最大長度,本設(shè)計錠坯長度1000mm； —錠坯穿孔時金屬增加的長度，本設(shè)計為0； —模子進入擠壓筒的深度，取為21mm； —擠壓墊厚度。把數(shù)值帶入式（315）可得Lt=1101mm。（3）擠壓筒襯套厚度一般來說,擠壓管襯套的壁厚每一層的大小主要依賴經(jīng)驗數(shù)據(jù)初步確定第一,然后檢查校正。擠壓筒的外徑應(yīng)大致等于其內(nèi)徑的4~5倍，則外徑為1160~1450mm，本設(shè)計取1200mm。而每層襯套的厚度則根據(jù)各層外、內(nèi)徑的比值相等的原則來確定。但由于各種原因很難滿足這一原則。例如，當(dāng)擠壓筒散熱不良時，內(nèi)襯套的直徑比要求大于中襯套的直徑比。一般擠壓筒各層襯套外、內(nèi)徑的比值應(yīng)在下面所給出的范圍內(nèi)：D1/D0=~；D2/D1=~；D3/D2=2~本設(shè)計中采用的是兩層襯套，其中D0=290mm 取==；取=。容器在勞動力是非常復(fù)雜的。不僅是影響變形金屬的壓力和熱裝的壓力,也有熱應(yīng)力和摩擦的影響。力的功能結(jié)果在擠壓筒徑向應(yīng)力、周向應(yīng)力和軸向應(yīng)力。為了簡化計算，一般只考慮由熱裝配合和金屬變形時所產(chǎn)生的應(yīng)力和值。金屬作用在筒壁上的單位壓力與作用在墊上的單位壓力Pd并不相同，一般取Pn=～，對銅加工而言，取下限。（1） 因過盈配合而產(chǎn)生的裝配壓力Ps按下式求的：（316）式中 —彈性模量，105MPa； —裝配半徑公盈，～； —擠壓筒外半徑； —擠壓筒內(nèi)半徑； —裝配半徑； —過盈系數(shù)。帶入數(shù)值可得Ps=。 內(nèi)壓按下式計算： （317）式中 ω—是與擠壓材料有關(guān)的系數(shù)，～，重金屬取上限，； P—擠壓力，MN； F筒—擠壓筒截面積。代入數(shù)據(jù)得：（2）擠壓筒的迭加應(yīng)力內(nèi)襯：1）內(nèi)壁 （318） （319） 式中 —內(nèi)襯內(nèi)壁的徑向迭加應(yīng)力； —內(nèi)壓力引起的徑向應(yīng)力； —過盈裝配預(yù)應(yīng)力引起的徑向應(yīng)力； —內(nèi)襯內(nèi)壁的切向迭加應(yīng)力。代入數(shù)據(jù)得：=605MPa；=。 2）外壁 （320） （321）外套：1）內(nèi)壁 （322） （323） 2）外壁徑向迭加應(yīng)力為零，則切向迭加應(yīng)力： （324） （3）強度校核 擠壓筒內(nèi)襯和外套的危險半徑均在其內(nèi)壁上，根據(jù)變形能強度理論，其等效應(yīng)力 （325） 內(nèi)襯內(nèi)壁的等效應(yīng)力：外套內(nèi)壁的等效應(yīng)力：因此在600℃時，擠壓筒的材質(zhì)選為3Gr2W8V。其屈服強度為700MPa滿足要求。第4章 輔助設(shè)備的選擇 擠壓機是銅及銅合金管材主要的擠壓設(shè)備，還包括一些必要的輔助設(shè)備如錠坯加熱爐、錠坯加熱后的運輸和供錠機構(gòu)、冷卻設(shè)備、以及制品的鋸切和矯直等精整設(shè)備。加熱爐的選擇主要依據(jù)金屬加工工藝和錠坯的特性，有以下兩種加熱爐可供選擇。（1）步進式加熱爐步進式加熱爐的加熱能力比推進式連續(xù)加熱爐較高，同時，還有擦傷小和修路容易的優(yōu)點。計算機可以控制所有的進出料，操作方便，還可以對煤氣和空氣進行預(yù)熱，具有較高的熱效率，最高可達60%以上。（2）感應(yīng)加熱爐感應(yīng)加熱爐的形式主要有立式和臥式兩種，臥式又有單獨加熱和連續(xù)加熱兩種。在現(xiàn)代化、專業(yè)化的擠壓車間生產(chǎn)線中使用最為廣泛的是50Hz的工頻感應(yīng)爐，主要是由于他的加熱速度較快、耗能小、占地面積小并且可以完全實現(xiàn)自動化和機械化等優(yōu)點。但是，對于鋼錠和銅合金由于能耗大而好少使用。本設(shè)計擬采用步進式加熱爐。對主軸的結(jié)構(gòu)組織有許多,最與加熱爐,擠壓機的結(jié)構(gòu)和布局。根據(jù)作品的機制有兩種:（1） 將錠坯直接送到擠壓中心線上；（2） 將錠坯送至擠壓機，再升高到擠壓中心線位置。在生產(chǎn)中一般可以采用直線運動的供錠機構(gòu)，擠壓可不停頓地前進。冷卻設(shè)備主要是冷床，技術(shù)參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式是選擇冷床的主要依據(jù)。主要結(jié)構(gòu)形式有鏈?zhǔn)竭\輸機冷床、滾式冷床、步進式冷床和鋼繩來料式冷床等。本設(shè)計擬采用步進式冷床。剪機、折斷機和鋸機是金屬壓力加工車間中主要切斷設(shè)備。在車間中有很多種類的鋸機，如滑座式鋸切機、杠桿式鋸切機以及圓盤鋸等。圓盤鋸結(jié)構(gòu)簡單，對于直徑Ф50mm以下的棒材、小型型材，以及壁厚較薄的管材，圓盤鋸是較好的選擇。杠桿鋸床主要用于熱切割部分半成品材料?；瑒邮戒彊C鋸片橫向振動小,效率高、工藝性能好,完美的結(jié)構(gòu),廣泛應(yīng)用于切割大截面管,棒。故本設(shè)計選用圓盤式鋸切機。錠坯經(jīng)過金屬壓力加工過程中，會發(fā)生形狀上的變形，所以需要采用矯直機進行矯直。矯直機主要有壓力矯直機、滾式矯直機和張力矯直機。本設(shè)計是管材擠壓，可以選用圓管滾式矯直機，主要特點是只需要調(diào)整傾斜角度和上下輥間距即可矯直尺寸發(fā)生變化的材料。第5章 車間勞動定員（1）車間人員組成車間工作人員包括：1）生產(chǎn)所需工人，即直接參加生產(chǎn)工