金属压力加工车间设计05设备选择
金属压力加工车间设计车间设计概述
对金属压力加工车间的废弃物进行分类收集和处理，可回收利用的 废弃物应进行回收利用。
废弃物处置
对于不可回收利用的废弃物，应按照相关规定进行安全处置，避免 对环境造成不良影响。
废弃物管理制度
建立完善的废弃物管理制度，明确废弃物的分类、收集、运输和处理 等环节的责任和要求。
06
金属压力加工车间设计 案例分析
设计案例三：某铜加工企业轧制车间设计
总结词
灵活性、可持续性
详细描述
该轧制车间设计充分考虑了生产灵活性的需求，可根据市场 需求调整产品规格和产量。同时，设计注重可持续性，采用 了资源回收、能源再利用等措施，降低生产成本和环境影响 。
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安全原则
确保操作安全
设计时应充分考虑操作过程中的 安全问题，如设备布局、操作空 间、安全防护措施等，以降低操 作风险。
预防事故发生
通过合理的设计，减少事故发生 的可能性，如设置紧急出口、安 全警示标识等。
效率原则
提高生产效率
优化设备布局，减少物料搬运距离， 提高生产流程的连续性和自动化程度 。
降低能耗
直接挤压机
将加热好的坯料放入挤压筒中，通过挤压轴施加 压力，使坯料通过模具挤出成所需断面形状的制 品。
反向挤压机
挤压轴施加的压力与坯料进入挤压筒的方向相反， 使坯料在挤压过程中受到较大的摩擦力，制品精 度较高。
连续挤压机
采用连续挤压工艺，可实现连续、高效的生产， 主要用于铝、铜等有色金属的挤压加工。
废气排放标准
02
确保废气排放符合国家和地方的环境标准，定期监测废气中的
污染物浓度，确保达标排放。
废气处理效率
03
提高废气处理设备的效率，减少有害物质的排放量，降低对环
金属压力加工车间设计06主要设备负荷计算
的加工效率和稳定性。
优化措施三
03
定期维护保养设备，按照设备维护保养规定，定期对设备进行
维护保养，确保设备的正常运行和使用寿命。
05
结论与建议
结论总结
金属压力加工车间设计06方案在工艺 流程、设备布局、安全环保等方面进 行了全面的优化，提高了生产效率和 产品质量。
优化后的车间布局合理，提高了空间 利用率和物流效率，减少了生产过程 中的等待和浪费现象。
04
设备负荷率校核
设备负荷率定义
设备负荷率
指设备在某一时间内的实际负荷与设备额定负荷 的比值，用于衡量设备的工作状态和效率。
实际负荷
指设备在某一时间段内实际处理的工件数量或加 工量。
额定负荷
指设备在设计时规定的最大处理能力，通常由设 备的规格和性能决定。
设备负荷率校核标准
负荷率校核标准
根据设备的性能和工艺要求，制定合理的设备负荷率校核标 准。标准通常包括设备在不同工作状态下的负荷率要求，以 及设备在不同加工阶段下的负荷率要求。
设备负荷计算的方法
经验法
根据类似生产工艺的经验数据，估算设备的负 荷需求。
数学模型法
建立数学模型，通过计算和分析得出设备的负 荷需求。
模拟法
利用计算机模拟技术，模拟生产工艺流程，得出设备的负荷需求。
02
主要设备选择与配置
轧机选择与配置
总结词
轧机是金属压力加工车间中的核心设备，选择合适的轧机对于生产效率和产品 质量至关重要。
全车间负荷计算
车间加工能力
综合考虑车间的设备配置、工艺流程和生产组织等因素，计算车间 的加工能力，包括每年可处理的材料量、可生产的零件数量等。
车间资源优化
车间内典型设备的布置
车间内典型设备的布置车间的设备布置是为了保证工作效率、工作顺畅以及避免工作危险而设计的。
各种类型的车间都有自己的设备布置方式，因此在布置车间设备时应考虑车间的类型，生产目标以及生产流程。
常见的车间类型在开始讨论车间内设备的布置之前，我们先了解一下常见的车间类型。
1.装配车间：该车间通常用于组装成品或部件。
2.金属加工车间：这种类型的车间通常用于制造金属部件，如车架、齿轮等。
3.塑料加工车间：用于加工塑料制品的车间。
4.电子制造车间：用于制造电子设备或元器件的车间。
5.食品加工车间：生产和包装各种食品的车间。
每个车间类型都有自己的特点和工作模式，因此需要根据不同的类型进行设备的布置。
车间内典型设备的布置以下是关于车间内典型设备的布置的一些考虑因素：1. 设备布局车间内设备布局的基本原则是保证物流和人流的最佳流通，也就是说，应根据生产进程、设备运转方向、作业人员工作时间，并与厂房建筑结构有机配合，从而合理确定设备的安装位置。
在设备布局时，应注意安全距离和安全通道。
设备应尽可能呈直线排布，为了方便工作流程，设备之间的间隔距离也需要充足。
2. 功能区划分车间设备应按照行业规范进行功能分区，方便设备布置、维护和管理。
例如，金属加工车间通常被分为机加工区、车削区、铣削区等。
而在装配车间，可以按照成型工艺和装配顺序分成不同的功能区。
3. 环境配合车间内的设备布置也需要考虑环境的因素。
例如，电子制造车间需要保持洁净的环境，因此需要将设备放置在洁净室内。
而在食品加工车间，设备应置于易于清洁的位置，以防止食品受到污染。
4. 人员布置车间的设备布置还需要考虑作业人员的工作环境。
例如，在铸造车间的设备铺位空间不充足时，可能导致作业人员缺乏必要的操作空间和工具。
在车间内，不同类型的设备应密集布置，以减少作业人员的交通路线和行动距离。
5. 安装维修设备的安装和维修也需要考虑这些因素。
良好的布局和设备的合理安排可以降低设备的损坏率和维修成本。
金属压力加工工艺基础知识
金属压力加工工艺基础知识金属压力加工是一种常见的金属加工方式，广泛应用于机械制造、汽车、航空航天、建筑等行业。
它通过机械设备对金属材料施加力量，使其在受力作用下发生形变，并得到所需要的形状和尺寸。
以下是金属压力加工的基础知识。
1. 金属压力加工的主要方法金属压力加工主要包括锻造、轧制、挤压和拉伸等方法。
锻造是利用锤敲或机械压力对金属进行加工，使其在高温或室温下发生形变；轧制是通过辊轧机将金属材料压制为所需的形状；挤压是将金属放置在模具内，施加压力使其通过模具孔径形成所需形状；拉伸是将金属材料拉伸成细丝或薄板。
2. 金属材料的选择金属压力加工时，要选择适合的金属材料，常见的金属材料有钢、铁、铝、铜、镁等。
选择材料应考虑其机械性能、成本、可加工性等因素。
3. 加工工艺参数金属压力加工的工艺参数包括温度、压力、形变速度等。
不同工艺需要不同的参数，它们直接影响到成品的质量和性能。
4. 加工设备金属压力加工需要相应的设备，如锻压机、辊轧机、挤压机、拉伸机等。
这些设备具有不同的结构和功能，适用于不同的加工方式和材料。
5. 金属压力加工的优点金属压力加工具有高效、高精度、高稳定性等优点。
它能够生产各种复杂形状的金属制品，能够提高材料的机械性能和物理性能。
6. 金属压力加工的应用领域金属压力加工广泛应用于各个行业。
例如，锻造常用于制造航空发动机零件、汽车零件等；轧制常用于制造金属板材、管材等；挤压常用于制造铝合金门窗、铝合金型材等；拉伸常用于制造线材、薄板等。
总之，金属压力加工是一种重要的金属加工方式，掌握其基础知识对于从事相关行业的人员来说是很重要的。
只有了解金属压力加工的方法、材料选择、工艺参数、设备和应用领域等方面的知识，才能更好地进行金属加工，满足各种工业领域对金属制品的需求。
金属压力加工是一项复杂而重要的工艺，对于金属制品的制造起着至关重要的作用。
在金属压力加工领域，有许多基础知识需要了解和掌握，下面将进一步介绍金属压力加工的相关内容。
课件金属压力加工车间设计车间平面布置及立面尺寸
8.2 车间立面布置
根据工艺要求拟定车间旳工艺高度和全部设备 工作面高度，为建筑设计者进行厂房剖面，立 面设计提供参数，并为设备基础和安装提供根 据。
8.2.1 车间工艺高度旳拟定
吊车轨面标高(H)—— 地面（±0.0）至吊车轨道面旳高度。 其取决于设备高度，检修和操作所需要旳空间， 吊车类型及被吊物件旳尺寸，车间通风及照明要 求和车间投资等。 当H↑，厂房越高，通风照明条件越好，投资↑。
8.2.1 车间工艺高度旳拟定
在车间吊车要越过旳最高设备高度已知情况下则：
8.1.2 车间平面布置内容
8.1.2 车间平面布置内容
中间库面积 (F) 计算
F = ATK/q
式中： A——该机组平均日产量, t/天； T——生产周期时间，天； K——主设备与各精整设备产量不平衡系数； q——单位面积平均堆放量 t/m2, 取成品库1/2。 实际上，中间仓库钢材旳储存量能够考虑按轧机3～5天旳平均日产量 计算。对于合金钢厂可按轧机旳8～10天旳产量计算。有色金属中间 再制料堆放天数为2～3天，面积利用系数为0.40
靠主跨厂房旳一侧。 4)生产设备旳间距除了考虑工艺要求外，还要考虑安装操作、
检修等要求。 5)轧制中心线布置应考虑确保操作侧有足够旳操作空间.
8.1.2 车间平面布置内容
6)设备离厂房旳两端和两边柱脚应留出一定距离，以便吊运， 安装，检修。
7)操作室，生活间，控制室等辅助设施应尽量布置在两跨之间 或两端。
8.1.2 车间平面布置内容
2) 直线横移式——与(1)类同，利用管材自由滚动， 多用于管材车间及型材车间旳冷床布置。
机加工工厂设计中的加工设备选择与布局设计
机加工工厂设计中的加工设备选择与布局设计Ill 加工设备的选择加工设备是根据产品类型、生产纲领、工艺规程等参数来选择的。
假如设备的类型与数量选择得当。
不仅可减少投资，提高设备利用率，降低设备保护、运行费用。
还对完善设备布局、简化在制品周转、缩短生产链等起着至关重要的作用。
(1)加工设备选择指标①工艺可能性工艺可能性是指加工设备在不一致生产要求下实现加工工艺过程的能力。
工艺可能性要紧包含：加工设备可完成的工序种类；加工对象的类型与尺寸范围；能加工的材料与毛坯种类；切削用量的可能范围等。
通常，在大批量生产中，因工序分散，可选用工艺可能性较窄的加工设备。
如各类专机、组合机床等；在单件、小批生产中，由于工序集中，一台加工设备要完成尽可能多的工序，宜选用通用机床或者数控机床，且工艺可能性要选得宽一些，以习惯加工对象多变的需要。
②加工精度与表面质量加工精度是指加工设备所能达到的尺寸精度、形状精度与位置精度，它受制于加工设备本身的几何精度、运动精度、刚度、抗振性、热稳固性、精度保持性与误差补偿策略等。
设备加工精度过高或者过低都是不可取的，我们需要的是经济加工精度，即加工设备在其正常使用条件下能经济合理地达到的加工精度。
表面质量要紧指被加工工件表面几何学特性及表面层物理品质。
要注意其中的表面粗糙度等指标除与加工设备本身的抗振性有关外，还与影响切削稳固性的设备外因索有关，诸如：所使用的切削用量、切削液、工件材料、刀具(或者磨具)的几何形状及材料特性等，若选择设备时仅注意设备本身而忽视上述设备外因素将是片面的，其效果可能事倍功半。
通常来说，使用自动化程度高的加工设备，避免人为因素干扰，是保证加工精度与表面质量稳固性的有效途径。
③生产率生产率通常是通过加工设备单位时间内所能加工的工件数量或者所能切除的材料量来衡量的。
生产率要紧取决于加工设备的切削时间、辅助时间与分摊到每个工件上的调整、准备与结束时间。
通常，选择高速、大功率、高刚度的加工设备是提高生产率的有效保证。
作业5锻压复习题及参考答案
锻压一、思考题1. 何谓塑性变形(不可逆的变形)?塑性变形的实质是什么?(晶内滑移的基础上，晶粒间产生了相互转动和滑动)2. 什么叫加工硬化?（随着塑性变形量的增加，金属的强度和硬度升高，塑性和韧性下降的现象称为加工硬化）加工硬化对金属组织及机械性能的影响如何?（强硬度增加，塑韧性下降）3. 何谓锻造比?（表示金属变形程度的参数）说明锻造比对于金属组织和机械性能的影响。
4. 纤维组织是如何形成的?（随塑性变形量增加，原来的等轴晶沿变形方向逐渐伸长，当变形量很大时，晶粒被拉成纤维状，再结晶后成为细小等轴晶，这种组织称为纤维组织）它对机械性能有何影响?（各向异性）能否消除纤维组织?（不能）5. 评价金属可锻性好坏的指标是什么?（塑性和流变应力）影响可锻性的因素是什么?6 名词解释再结晶冷变形后的金属，加热到一定温度，破碎的晶粒重新转变为无畸变的等轴晶粒的过程重结晶即同素异晶转变7. 板料冲压有哪些特点? .生产效率高；.成本低；.制品重量轻、刚度和强度高.表面质量好、尺寸精度高.；形状可十分复杂；.操作方便，易实现机械化和自动化等优点；.但冲模的结构复杂，制造周期长成本高.；冷冲压只适合于大批量生产。
二、填空l. 金属材料的冷热变形是以再结晶温度为界限的。
2. 金属材料在冷变形下会发生加工硬化现象，强硬度增加，塑韧性下降。
3. 在热变形中金属同时进行着两个过程，但往往加工硬化随时被再结晶过程所消除。
4. 金属材料的可锻性常由变形抗力和塑性两个指标综合衡量，可锻性决定于金属的性质及变形条件条件两个因素。
5. 压力加工的主要生产方法有自由锻模锻冲压轧制拉拔挤压六种。
6. 板料冲压工序分为分离工序和变形工序两大类。
7. 冲裁工序中，冲下部分为工件(成品)，周边为废料时称为落料工序，相反时称为冲孔工序。
8. 拉深系数m是指拉深后的工件直径与拉深前坯料直径的比值。
m值越小，则变形程度越大。
在多次拉深中，因考虑材料产生加工硬化，往往要插入中间再结晶退火工序。
第七章金属压力加工
试验观察证明:金属在滑移变形过程中,一部分旧的位错消失,又大量产生 新的位错,总的位错数量是增加的,大量位错运动的宏观表现就是金属的塑性变形 过程。位错运动观点认为:晶体缺陷及位错相互纠缠会阻碍位错运动,导致金属的 强化,即产生冷变形强化现象。
(2)金属的冷变形强化 随着金属冷变形程度的增加,金属的强度指标和硬 度都有所提高,但塑性有所下降,这种现象称为冷变形强化。金属变形后,金属的晶 格结构严重畸变,形变金属的晶粒被压扁或拉长,形成纤维组织,如图7-5所示,甚至 破碎成许多小晶块。此时金属的位错密度提高,变形难度加大,金属的可锻性恶化。 低碳钢塑性变形时力学性能的变化规律如图7-6所示,其强度、硬度随变形程度的 增大而增加,塑性、韧性则明显下降。
第七章金属压力加工
一、金属压力加工 概述
第七章 金属压力加工
六、金属压力加工 新技术简介 Nhomakorabea二、金属锻造工艺
五、冲压
三、自由锻工艺过 程设计基础
四、锻造结构工艺 性
一、金属压力加工的基本概念
锻造是指在加压设备及工(模)具的作用下,使坯料、铸锭产生局部或全部 的塑性变形,以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。
(2)再结晶 当加热温度较高时,塑性变形后的金属中被拉长了的晶粒重新 生核、结晶,变为等轴晶粒的过程称为再结晶,再结晶恢复了变形金属的可锻性。 再结晶是在一定的温度范围进行的,开始产生再结晶现象的最低温度称为再结晶 温度。纯金属的再结晶温度是:
T再≈0.4T熔(K)
式中 T熔——纯金属的热力学温度熔点。
(3)具有较高的生产率 除自由锻造外,其他几种压力加工方法都具有较高 的生产率,如齿轮压制、滚轮压制等制造方法均比机械加工的生产率高出几倍甚 至几十倍以上。
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主电机参数 1）主电机型式 交流/直流 2）传动方式
单独传动：方便，动态速降大 集体传动：动态速降影响小 分组传动
3）额定功率和转速
铸铁辊
a=0.6-0.8
钢辊
a=0.8-1.0
合金钢辊 a=1.0-1.2
d为辊颈直径，或支撑辊辊颈直径
一般参考同类车间预选 轧制力矩、总力矩计算、功率计算、 电机选型、额定转速确定，校核
d. 轧辊辊型
平辊：负凸度（热轧）、正凸度（冷轧）；倒角 CVC辊型
金属压力加工车间设计 05设备选择
2020/8/22
第5章 设备选择
5.1 主要设备选择
➢ 熔铸设备选择 ➢ 轧机的选择 ➢ 挤压机的选择 ➢ 拉拔机的选择
5.1 主要设备选择
主要设备选择的原则：
满足产品方案的要求，保证获得高质量的产品；（产品角度）
满足生产方案及生产工艺流程的要求；
（工艺角度）
二消辊除中工厚板作轧辊机与：支L/D撑=辊1.间85~的3.有50害接触，
二支辊撑中辊薄板之轧辊机身：长L/D度=应1.比5~工2.2作辊略小。
型材轧机：
L/D = 1.5~2.5
2）四对辊于轧机C工VC作等辊：工作L/D辊=横2.5移~4类.0轧机，工
四作辊辊轧辊机支身撑长辊应：增L/加D =两1倍.8~之2.7横0 移量。
5.1 主要设备选择（轧机设备）
轧机选择 -轧机的布置形式
单机架布置
轧机布置
多机架布置
横列式 （a） 顺列式 （b） 棋盘式 （c） 半连续式（d） 3/4连续式 全连续式 （e）
5.1 主要设备选择（轧机设备）
轧机选择–轧机主要参数
机架数 一般参照年产量相近的同类厂家
。 连轧机：
为总延伸系数； 为平均延伸系数；
高频炉
http://www.otto-junker.de/en
5.1 主要设备选择（熔铸设备）
熔铸设备选择：
有色金属及 合金铸造设备
半连续铸造设备 连续铸造设备
铸机选择：
•技术参数 （铸造速度、铸锭尺寸、产量及能耗 ） • 技术水平及生产效率； • 操作环境及环保； • 投资及技术经济指标。
钢丝绳式半连续铸造机 丝杠式半连续铸造机 液压式半连续铸造机
所轧最大坯料厚度
轧机型式系数
对管材轧机，其轧辊直径：
附加量
倍数
坯料直径
初轧机：1.3～1.7 大型材：2.5～4.5 中型材：2.9～5.0 小型材：4.5～6.0 线 材：5.0～8.0
5.1 主要设备选择（轧机设备）
轧机选择 –轧辊参数
b. 辊身长度L
辊身长度余量
板带轧件最大宽度
辊身长度余量与最大板宽和冷轧/热 轧条件相关：
注意设备的先进性和经济上的合理性； （技术经济角度）
要考虑设备之间的合理配置与平衡。
（系统效率角度）
5.1 主要设备选择（熔铸设备）
熔铸设备选择：
燃 料炉
有色金属及 合金熔炼炉
电子束炉
火焰反射炉 竖炉
电阻加热炉
电炉
电弧炉
工频炉
感应加热炉
中频炉
炉型比较：
• 熔炼速度、容积、能耗等技术参数 ； • 熔炼质量； • 技术水平及生产效率； • 操作环境及环保； • 投资及技术经济指标。
卧式连续铸造机 立式连续铸造机
5.1 主要设备选择（轧机设备）
轧机选择
板带轧机
轧机类型
型材轧机
轨梁轧机 型材轧机 线材轧机
（轧辊辊身呈圆柱形） （轧辊辊身有轧槽）
管材轧机
自动轧管机 连续式轧管机 周期式轧管机 多辊横向旋压机
（轧辊辊身呈圆锥形、 腰鼓形或盘形）
5.1 主要设备选择（轧机设备）
轧机选择 -轧机的种类
5.1 主要设备选择（轧机设备）
轧机选择 –轧辊参数
轧辊由辊身、辊颈和轴头（传动辊）三部分组成。工作辊辊身与轧件 接触；轧辊辊径安装在轴承中，通过轴承座和压下装置将轧制力传递 给机架；轧辊轴头和连接轴相连，传递轧制扭矩。 轧辊的基本尺寸参数有：轧辊的名义直径、辊身长度、辊颈直径、辊 颈长度。
5.1 主要设备选择（轧辊轧机 穿孔机
四辊轧机 （六辊）
四辊万能轧机
二辊万能轧机
八辊轧机
三辊轧机 三辊劳特式轧机
十二辊轧机 十四辊轧机
十六辊轧机 二十辊轧机
行星轧机 钢球轧机 异步轧机（辊径差/速度差） VC、HC、CVC、PC
5.1 主要设备选择（轧机设备）
Y型轧机是在钢管张力减径机的基础上，于1957年由原西德柯克斯公司设计，用作 线材生产的精轧机组。轧机由互成120°的圆盘型轧辊构成，其轧辊布置呈Y字型 。机组一般用6～13架工作机座，相邻机座呈Y型与倒Y型交替布置实现无扭轧制， 轧制速度可达60m/s。
轧机选择 –轧辊参数
a. 轧辊直径D
或
考虑轧辊抗弯强度及其容许挠度（工艺要求），同时注意咬入角的容许值。
经验公式： 有张力轧制时 Dmax =（1500~2000）× hmin
无张力轧制时 Dmax ≤ 1000×hmin 对型钢轧机而言，轧辊直径可由坯料高度确定：
轧件最小可轧厚度
D = K1×Hmax
5.1 主要设备选择（轧机设备）
轧机选择 -轧机的主要技术参数
➢ 轧机牌坊窗口尺寸和主柱面积
➢ 最大允许轧制力、轧制力矩
➢ 轧制速度、电机功率、额定转速
➢ 坯料与成品尺寸
➢ 设备重量，外型尺寸
➢ 年产量及标称参数
开坯机：轧辊的名义直径 型材轧机：轧辊的名义直径 线材轧机：轧辊的名义直径 板带轧机：轧辊的辊身长度 钢管轧机：所轧钢管的最大外径
热轧： 700mmHSM， α=100mm； 1450mmHSM，α=150mm； 4300mmPM， α=200mm； 冷轧： 650mmTCM， α=100mm； 1800mmTCM， α=150mm；
注辊意身：长度与直径的关系：
1）初对轧于机：带液压弯辊L/D装=置2.3的~3四.0辊轧机，为
3）穿型孔材机：轧机辊身长L应/D 考= 0虑.55孔~0型.7 数及其宽
自度动。轧管机：
均整机：
L/D = 1.45~1.55 L/D = 0.80~0.90
5.1 主要设备选择（轧机设备）
轧机选择 –轧辊参数
c. 轧辊辊面硬度
轧辊硬度
软辊 半硬辊 硬面辊 特硬辊
（肖氏硬度约为30～40HS，用于开坯机、大型型钢粗轧机） （肖氏硬度约为40～60HS，用于型钢轧机、板带粗轧机） （肖氏硬度约为60～85HS，用于精轧机） （肖氏硬度约为85～100HS，用于冷轧机）