【正文】 根據(jù)鏈數(shù)的不同可將鏈?zhǔn)嚼螜C(jī)分為單鏈拉拔機(jī)和雙鏈拉拔機(jī)。而且制品的尺寸精確，表面光潔。 本設(shè)計(jì)選用 XIIT32冷軋機(jī)和 XIIT55 冷軋機(jī) 。 本次設(shè)計(jì)采用兩種擠壓機(jī)，分別為 1500t 臥式油壓機(jī)和 1200t 臥式油壓機(jī)。不帶穿孔裝置的適合于擠壓 棒 材和線坯。當(dāng)擠壓機(jī)工作時 間占整個擠壓循環(huán)的 70％ 以上、 且 擠壓速度變比不大 時，采用無蓄力直接傳動銨為經(jīng)濟(jì)。水壓適合于大噸位、高壓的擠壓機(jī)，設(shè)備維修容 易，采用多臺擠壓機(jī) 聯(lián)用較經(jīng)濟(jì)。臥式擠壓機(jī)生產(chǎn)操作和實(shí)現(xiàn)自動化 都比較方便，而其 存在的主要缺點(diǎn)是占地面積較大，擠壓管材容易產(chǎn)生 偏心 。立式管 棒擠壓機(jī) 的工具能極好地對正中。通常要求輔助設(shè)備能力大 于主要設(shè)備能力。生產(chǎn)工藝流程中的每一個工序必須按該工序的工藝要求選擇設(shè)備。 江西理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 第四章 設(shè)備的選取 設(shè)備選擇的依據(jù) 設(shè)備選擇的主要內(nèi)容是確定出車間設(shè)備的種類、型式、結(jié)構(gòu)、規(guī)格、數(shù)量及能力。 表 36 退火生產(chǎn)中易產(chǎn)生的缺陷及原因 缺陷種類 產(chǎn)生原因 預(yù)防措施 過熱或脫氧 快速升高溫度而脫鋅 退火時間過長而過熱 制品距離電熱元件太近，造成局部溫度偏高而脫鋅 裝爐過多使底部制品過熱 與原因?qū)?yīng) 性能不合要求 爐內(nèi)溫度不均勻 退火溫度調(diào)整不當(dāng) 退火時間不當(dāng) 壓料生產(chǎn)致使里生外熱 未考慮來料的尺寸公差或判斷錯誤 與原因?qū)?yīng) 江西理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 機(jī)械 損傷 料未冷卻下來便放在槽鋼架子里造成壓痕 運(yùn)輸過程下來不慎產(chǎn)生碰傷或擦傷 與原因?qū)?yīng) 機(jī)械損傷 裝料過多時造成制品與插棒接觸過緊，高溫下制品形成壓坑或擠扁 出爐時位經(jīng)自然冷卻就起吊使制品吊偏吊彎 與原因?qū)?yīng) 表 37 鋸切矯直生產(chǎn)中易產(chǎn)生的缺陷及原因 缺陷種類 產(chǎn)生原因 鋸切 短尺 定長不準(zhǔn)或觀察不仔細(xì)或未留有退火矯直余量而短尺 斜口 入鋸不正或拉伸制品彎曲嚴(yán)重而成斜口 毛口 制品不待鋸?fù)暾麄€圓周便拖開而成毛口或鋸片不鋒利 臺階 鋸切時轉(zhuǎn)動方向改變了原始鋸切面而成臺階 齒痕 制品 在移動過程中離鋸片太近，不慎碰上鋸片而成齒痕 矯直 輥印 輥?zhàn)诱{(diào)整不當(dāng)或來料偏軟而成輥印 劃傷、壓坑 棍子表面粘有金屬或出口處有銳利角而成劃傷或壓坑 頭部矯扁 入口處矯直輥壓力過大，制品強(qiáng)行進(jìn)入而矯扁 成品包裝是產(chǎn)品加工中的最后一道工序，包裝的目的是為了防止產(chǎn)品在運(yùn)輸和貯存過程中遭受機(jī)械損傷、化學(xué)腐蝕或混料等，確保產(chǎn)品完整無損的供用戶使用。 拉伸裂斷 拉伸芯頭超高。 江西理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 表面裂紋 厚壁管變形不均，變形只產(chǎn)生在表層而形成裂紋。 襯芯、模子公差尺寸選擇不好，造成制品超差。 管材偏心嚴(yán)重。 由于酸洗不徹底，表面有氧化皮而擦傷表面。 表 35 拉伸生產(chǎn)中易產(chǎn)生的缺陷及原因 缺陷種類 產(chǎn) 生 原 因 江西理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 表面機(jī)械損傷 各工序落料架的襯墊木材、橡皮、帆布等軟性物質(zhì)造成的碰傷 拉伸時，泥沙鋸屑等拉進(jìn)模孔壓入制品表面。 檢查、包裝部門按照車間下發(fā)的技術(shù)要求單對產(chǎn)品進(jìn)行檢查，并將合格的產(chǎn)品包裝好，將產(chǎn)品名稱、合金牌號、產(chǎn)品規(guī)格、狀態(tài)、重量、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、班次、日期等在產(chǎn)品卡片上添好，貼在外包裝上。 檢查、包裝 成品檢驗(yàn)與包裝是生產(chǎn)過程中不可缺少的最后兩道工序。 4) 操作時要注意輕拿輕放，防止碰傷、碰扁，擦毛。剪切適用于中等規(guī)格的棒材 ,常用的設(shè)備是聯(lián)合剪切機(jī)偏心輪剪切機(jī)等。 8）每吊料矯直好以后，插上流程卡，或移交成品退火，或移交成品檢驗(yàn)。 4）定尺黃銅管的矯直要同有關(guān)工序相配合，一般操作順序?yàn)椋轰忣^→矯直→鋸定尺。這種矯直方法在管棒材生產(chǎn)中應(yīng)用最廣。為消除制品的彎曲和扭擰，制品要進(jìn)行矯直。真空退火也可以防止表面氧化。它也稱無氧化退火。含鋅量高的黃銅、硅黃銅和錫黃銅是對應(yīng)力腐蝕敏感的合金。不同交貨狀態(tài)的制品，其內(nèi)部組織與性能是不同的。在退火過程中一方面要使金屬能充分發(fā)生再結(jié)晶。 1)中間退火 中間退火的主要目的是消除坯料在冷加工時產(chǎn)生的加工硬化現(xiàn)象。 7） 拉伸有特殊要求的制品，允許根據(jù)工藝要求及質(zhì)量要求選用其他類型的潤滑劑 8） 應(yīng)根據(jù)乳液的潤滑性能污染破壞的程度，適時更換新乳液，以便始終保持乳液的良好潤滑性能。 江西理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 4） 拉伸潤滑時，內(nèi)外表面的乳液流量大小應(yīng)適中，以能均勻潤滑，有效冷卻及清洗制品表面為準(zhǔn)。 11） 拉伸質(zhì)量應(yīng)符合《拉伸半成品質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》 （ 2） 拉伸工藝潤滑 1） 管材采用 70Ⅱ 型潤滑劑進(jìn)行內(nèi)外表面的潤滑。 8） 拉制品在操作，吊運(yùn)等過程中，必須輕拿輕放，防止碰傷、碰扁及擦毛等。 4） 在正常生產(chǎn)中，拉制成品要經(jīng)常地進(jìn)行檢查尺寸公差及表面質(zhì)量是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)和半成品標(biāo)準(zhǔn)。拉伸時嚴(yán)格按拉伸工藝流程進(jìn)行拉伸。 拉伸 拉伸是管棒材常用的加工方法之一，是將擠壓等方法提供的坯料經(jīng)多次冷拉成成品。 （ 8）冷制頭的管坯必須先進(jìn)行酸洗，再制頭。 （ 4）操作時，要注意輕拿輕放；特別對長管、薄壁管更應(yīng)注意；防止碰傷、碰扁、碰彎和擦傷等缺陷，影響產(chǎn)品質(zhì)量。夾頭的長度為拉伸機(jī)床頭板的厚度加 (50～ 100)mm，管棒材夾頭長度范圍見下表 34。 《軋制半成品質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》。 江西理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 ，冷軋后的坯料應(yīng)在 24 小時內(nèi)送到退火爐及時退火。 軋管工藝操作和技術(shù)要求 : 1. 軋制前應(yīng)看清楚流程卡上的卡號、牌號、規(guī)格及其他要求，按工藝流程進(jìn)行軋制。 （ 12）酸洗過程中，要時刻注意碰傷、擦傷、碰 扁制品等現(xiàn)象 發(fā)生。酸液液面高度不得高于槽高的三分之二。 （ 6）酸洗槽內(nèi)不準(zhǔn)放入鋼絲繩或浸入鐵制品，以免黃銅酸洗發(fā)紅。 （ 4） TUP， BZn1520， HSn621， QA192管出爐時，必須放入清水槽內(nèi)急冷，以脫去氧化皮。配制酸溶液時必須是先向槽內(nèi)注入水，然后才能注入硫酸，否則會引起爆炸。為防止氧化皮壓入制品，影響產(chǎn)品品質(zhì)和磨損工具，坯料表面的氧化皮必須用酸洗的方法除去，直到顯示出金屬本色后，坯料才能繼續(xù)加工。 江西理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 大多數(shù)銅及銅合金管棒材的擠壓，可以采用 45 號機(jī)油和 20～ 30℅鱗片狀石墨調(diào)制而成的潤滑劑，在冬季，為增加潤滑劑的流動性，應(yīng)加入 5～ 9℅的煤油予以稀釋， 在夏季，可加入適量松香使石墨呈現(xiàn)懸浮狀態(tài)。 表 33 各擠壓制品的擠壓速度 擠壓產(chǎn)品 金屬流出速度 ,m/s 擠壓比 擠壓速度 mm/s 紫銅管 鋅白銅管 錫黃銅管 鋁青銅管 黃銅棒 一次變形量很大，金屬與工具接觸面上的單位正壓力極高 (相當(dāng)于金屬變形抗力的 3～ 10 倍，其至更高 )，這是擠壓所具有的特殊變形條件。 1. 確定擠壓速度時應(yīng)考慮的原則： 1） 金屬塑性變形區(qū)溫度范圍愈寬，則擠壓金屬流出速度就愈大； 2） 復(fù)雜斷面比簡單斷面的擠壓流出速度要低； 3） 擠壓時潤滑好，可提高擠壓速度； 4） 純金屬的流出速度比合金大； 5） 加工率大，則擠壓速度可快； 6） 金屬粘性高的則擠壓速度慢些（如鋁青銅）。 （ 3） 設(shè)備能力限制 根據(jù)擠壓力與擠壓比的對數(shù)成正比的關(guān)系，綜合考慮擠壓筒 直徑 (擠壓墊上的單位擠壓力 )和金屬材料在擠壓溫度下所需的擠壓應(yīng)力大小，使所確定的擠壓比值既能實(shí)現(xiàn)擠壓過程又不超過設(shè)備的能力。 （ 2） 制品質(zhì)量要求 根據(jù)制品斷面上的組織與性能要求，擠壓熱加工態(tài)的制品時，擠壓比 — 般不得小于 10～ 12。 根據(jù)上述的確定的熱擠壓溫度原則，本設(shè)計(jì)的擠壓溫度如下表 32。從塑性圖上確定的熱擠壓溫度，一般范圍很寬，但在實(shí)際生產(chǎn)中還必須根據(jù)其他的因素而將次范圍縮小。 擠壓過程的基本參數(shù)是擠壓溫度與速度，二者有著緊密的聯(lián)系，因?yàn)閿D壓過程常采用大的變形程度，其結(jié)果將提高金屬在變形區(qū)的溫度，當(dāng)擠壓速度和流動速度愈大時，金屬溫度升高愈明顯；因此，選擇鑄錠的加熱溫度時要考慮金屬的最大塑性范圍。 擠壓用的 錠坯品質(zhì)要滿足以下要求并嚴(yán)格檢查：錠坯的化學(xué)成分及宏觀組織應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定 ；尺寸及偏差應(yīng)滿足工藝的要求，以防止因厚度偏差過大而影響擠壓 過程中的品質(zhì)；嚴(yán)格檢查表面品質(zhì)，不但要求表面無缺陷，還要保證 修理合格；要求鑄錠內(nèi)部沒有縮孔、氣孔、夾雜、偏析及裂紋等缺陷。 6） 根據(jù)鑄造條件以及具體情況 目前采用的鑄造方法有：水平模、立模、半連續(xù)及連續(xù)鑄錠。 在擠壓銅及銅合金管棒時間隙值為 5～ 10mm。 D —— 擠制品內(nèi)徑， mm； L0 —— 錠坯長度， mm； λ —— 擠壓比； l —— 擠制管、棒材長度， mm； n —— 每根擠制管體型材切成定尺的根數(shù)； l1 —— 擠制后管棒型材切頭切尾長 度， mm ； 11 Llln ??? ?江西理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 L1 —— 擠壓殘料 (壓余 )長度， mm。 2） 根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格尺寸 錠坯形狀是由產(chǎn)品形狀和設(shè)備特點(diǎn)決定的。 5） φ 6黃 銅 H62 棒的生產(chǎn)工藝流程 供錠→加熱→擠壓→鋸切→酸洗→檢查→打頭→拉拔→ 拉拔→鋸切→ 退火→酸洗→打頭→拉拔→切成品→矯直→脫脂→ 成品退火→ 成品檢查→入庫 。具體如下： 1） φ 8*1 紫銅 TUP 管的生產(chǎn)工藝流程 供錠→加熱→擠壓→鋸切→ 矯直 → 檢查 → 冷軋 → 鋸切 → 檢查→修理→退火→ 酸洗→打頭→拉拔→ 拉拔 → 鋸切→打頭→拉拔→ 拉拔→鋸切→打頭→拉拔→拉拔 檢查探傷 入庫（ Y） 成品退火 矯直切斷 酸 洗 入庫（ M） 江西理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 拉拔→鋸 切→打頭→拉拔→拉拔→ 切成品→矯直→脫脂→ 成品退火→ 成品檢查→入庫 。因此，設(shè)計(jì) 時生產(chǎn)率的要求是設(shè)計(jì)工藝過程的出發(fā)點(diǎn)。 (2) 根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量的要求 為了滿足產(chǎn)品技術(shù)條件要求，就要有相應(yīng)的工序給以保證。確定車間生產(chǎn)工藝流程是工藝設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作，它直接關(guān)系到整個設(shè)計(jì)能否滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。 β 相在高溫下具有很高的塑性，而低溫下的 β ′ 相（有序固溶體）性質(zhì)硬脆。鋁青銅可熱處理強(qiáng)化，其強(qiáng)度比 錫青銅 高，抗高溫氧化性也較好。少量的錫能提高黃銅的強(qiáng)度和硬度，但超過 ％以后反而會降低黃銅的性能。 ～ %氧對導(dǎo)電導(dǎo)熱和加工性能影響不大 ,但易產(chǎn)生氫病 ,一般不能在高溫還原氣氛中加工使用 。此法生產(chǎn)效率 高，成本低，但管材有焊縫，內(nèi)表面質(zhì)量差。 適合中等直徑、塑性較好的金屬管材生產(chǎn)，此法特點(diǎn)：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)外表面缺陷多，適合中小型廠。 適合于生產(chǎn)薄壁的中、小管及棒型材。 2）擠壓 —— 拉拔法 適合生產(chǎn)大直徑，薄管壁的管材。 3）投資、建設(shè)速度、機(jī)械化與自動化程度、勞動條件、工人與管理人員的數(shù)量以及將來的發(fā)展。 （ 1）生產(chǎn)方案選擇的依據(jù) 生產(chǎn)方案的選擇與設(shè)備的選擇密切相關(guān)，二者應(yīng)同時加以考慮，確定生產(chǎn)方案時主要考慮以下幾點(diǎn)： 1）金屬與合金的品種、規(guī)格、狀態(tài)及質(zhì)量要求。因此，編制產(chǎn)品方案、確定計(jì)算產(chǎn)品及其產(chǎn)量分配乃是工藝設(shè)計(jì)中的主導(dǎo)。若從擬生產(chǎn)的所有產(chǎn)品 中應(yīng)有某工序而計(jì)算產(chǎn)品不通過此工序，在此情況下，就要重新選計(jì)算產(chǎn)品。因此，可以從擬生產(chǎn)的所有合金品種中選出十幾種或幾十種有代表性的產(chǎn)品。為了減少設(shè)計(jì)工作量，加快進(jìn)度，同時又不影響整個設(shè)計(jì)質(zhì) 量，可以將各類產(chǎn)品進(jìn)行分類編組，從中選擇典型產(chǎn)品作為計(jì)算產(chǎn)品。 總之，在進(jìn)行產(chǎn)品方案編制時，要以上述三點(diǎn)為依據(jù)，全面考慮，三者不可偏廢。產(chǎn)品方案是進(jìn)行車間設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，根據(jù)產(chǎn)品方案可以選擇設(shè)備和確定生產(chǎn)工藝。并且當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)施好，交通便利，原料、產(chǎn)品運(yùn)輸方便。 廠址選擇 建廠地區(qū)選擇應(yīng)該考慮到以下幾個要求： （ 1）必須符合國家工業(yè)布局的基本要求； （ 2）原料，燃料，動力的來源和運(yùn)輸條件； （ 3）適當(dāng)靠近產(chǎn)品的銷售地區(qū)； （ 4）自然條件好，有適宜的氣候環(huán)境 ； （ 5） 能就近取得足夠的建筑材料； （ 6）與其他企業(yè)協(xié)作方便。設(shè)計(jì)范圍就銅及銅合金管棒材需求市場分析、工藝方案和主要設(shè)備 選擇，輔助與公用設(shè)施以及投資效果等進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證。 未來我國各行業(yè)對銅和銅合金管棒的需求將繼續(xù)增加，故，根據(jù)以上分析， 設(shè)計(jì)規(guī)模為年產(chǎn) 噸 銅 及銅合金管棒材生產(chǎn)車間 。相比外國銅及銅合金的生產(chǎn)，我國銅及銅合金生產(chǎn)技術(shù)有待進(jìn)一步提高以滿足市場對銅及銅合金產(chǎn)品品種、質(zhì)量、精度等方面的要求。我國習(xí)慣上按加工方法將棒