金属压力加工车间设计工艺规程的设计ppt课件.ppt

n工工艺计算是在确定各种算是在确定各种计算算产品的工品的工艺流程和初流程和初选设备的根底上，根据的根底上，根据产品品产量的要求、制品的工量的要求、制品的工艺性能以及性能以及设备特点，特点，对各主要各主要设备或工序或工序进展展详细的科学分析和的科学分析和必要的必要的实际汁算，从而确定出种汁算，从而确定出种产品在各工序的准确而品在各工序的准确而详细的消的消费工工艺流程、工流程、工艺参数及其各种耗参数及其各种耗费定定额，并，并确定各部分及各确定各部分及各环节之之间的的协作配套关系作配套关系n工工艺计算的内容包括：主要加工工序的工算的内容包括：主要加工工序的工艺规程的程的设计制定；制定；编制消制消费工工艺流程定流程定额卡 5 工艺规程的设计n制定工制定工艺规程的目的程的目的n 充分利用被加工金属及合金的塑性．并到达技充分利用被加工金属及合金的塑性．并到达技术条条件的要求正确的件的要求正确的选择和运用和运用设备、充分、充分发扬设备潜力，潜力，并保并保证设备的平安；的平安；进展高效率的消展高效率的消费n制定工制定工艺规程的内容程的内容n 确定出每种确定出每种计算算产品消品消费工工艺流程所流程所经过的各工的各工序的工序的工艺规程程(工具材工具材质、尺寸、外形及各加工道次、尺寸、外形及各加工道次被加工件的外形、尺寸被加工件的外形、尺寸变化等化等)和工和工艺参数参数(力、温度、力、温度、速度及外表介速度及外表介质等条件等条件)。

5 工艺规程的设计n在工在工艺设计中，工中，工艺规程的制定和工程的制定和工艺参数的参数的选择，，要要对比同比同类工厂的工厂的实践践调查统计情况加以确定，并作情况加以确定，并作必要的必要的计算计算方法算方法详见<金属塑性加工学金属塑性加工学>，下，下面面仅对轧制、制、挤压拉拔的工拉拔的工艺计算作算作简要表达n轧制制规程的中心是程的中心是变形形规程〔程〔压下下规程或程或压下制度〕下制度〕其必然离不开温度制度，速度制度，其必然离不开温度制度，速度制度，辊型制度和型制度和张力力制度n 本章主要本章主要讲授授压下下规程程设计计算中的几个算中的几个问题 5.1 轧制规程设定计算 5.1 轧制规程设定计算轧制规程设定计算n1 咬入条件的校核n Δhmax≤ D (1-cosαy)n式中：Δhmax为道次最大压下量；D为任务辊最小辊径；n αy为允许咬入角，热轧按轧制速度查有关资料确定n 冷轧按光滑条件确定：Δhmax = R f 2n 式中: R——任务辊最小半径， n f——摩擦系数 5.1 轧制规程设定计算轧制规程设定计算n2 热轧时的温降计算n ( 采用实测、阅历公式、实际公式计算)n Q= KFpT 5.1 轧制规程设定计算轧制规程设定计算 5.1 轧制规程设定计算轧制规程设定计算n3 轧辊强度校核度校核n〔〔1〕校核〕校核Pyxn 轧机的最大允机的最大允许压力力Pyx是确定是确定轧辊尺寸的主尺寸的主要根据，即要根据，即轧辊尺寸是由尺寸是由Pyx确定的，一旦确定的，一旦轧辊的尺寸确定后，按的尺寸确定后，按轧辊尺寸可尺寸可计算出算出轧辊的的Pyx，其是，其是轧机各部分机各部分强度最薄弱的部分。

度最薄弱的部分 5.1 轧制规程设定计算轧制规程设定计算 式中： P为各道次的轧制压力，B，R，Δh为相应道次的轧件宽度，轧辊半径和压下量 为了平安起见，此处R取任务辊的最大半径 为平均单位压力，应根据不同轧制情况选择合理的公式 5.1 轧制规程设定计算轧制规程设定计算 计算公式： 热轧中厚板 ——斋藤公式，西姆斯公式或志田茂公式等 热轧薄板带——西姆斯公式或志田茂公式等 冷轧板带 —— 斯通公式，勃郎特-福特公式或希尔公式等 型钢，钢管——艾克隆德公式等 5.1 轧制规程设定计算轧制规程设定计算〔〔2〕〕轧辊强度校核度校核 见“章静教章静教师机械机械设备课程〞程〞〔〔3〕主〕主电机校核机校核 见“王萍教王萍教师轧制原理制原理课程〞程〞 5.2 挤压工艺计算挤压工艺计算n挤压工工艺规程的程的设计主要是主要是挤压比的比的设计及及挤压温度，温度，挤压速度〔包括速度〔包括挤压速度和金属流出速度速度和金属流出速度〕确〕确实定n挤压温度确定主要根据也是相温度确定主要根据也是相图，塑性，塑性图和再和再结晶晶图，但由于，但由于挤压时变形形热可使制品温度上升几可使制品温度上升几十度甚至十度甚至300℃℃以上，故以上，故应思索思索挤压温度的控制温度的控制值。

 5.2 挤压工艺计算挤压工艺计算n挤压速度包括：速度包括：n 挤压速度速度——主柱塞，主柱塞，挤压杆，杆，挤压垫的挪的挪动速度n金属流出速度金属流出速度——金属流出模孔金属流出模孔时速度n变形速度形速度——单位位时间变形量形量变化大小 5.2 挤压工艺计算挤压工艺计算 通常通常挤压时比比较注重金属流出速度注重金属流出速度VlVl主要取决于金属与合金的可主要取决于金属与合金的可挤性，制品的性，制品的质量要量要求，求，挤压机的才干及最大机的才干及最大挤压速度挤压工工艺设计主要是主要是挤压力的力的计算，其是制定算，其是制定挤压工工艺规程、程、选择和校核和校核挤压机的才干及零部件和机的才干及零部件和工模具工模具强度的重要根据度的重要根据 5.2 挤压工艺计算挤压工艺计算1、、挤压力力计算算 公式：公式：〔〔1〕皮〕皮尔林公式林公式——运用方便，适用各种运用方便，适用各种挤压条件，条件，误差大〔〔2〕普洛卓洛夫公式〕普洛卓洛夫公式——适用于低塑性高适用于低塑性高强度度难变形形金属〔〔3〕塞洛〕塞洛尔内公式内公式——采用玻璃光滑采用玻璃光滑剂挤压钢及稀有及稀有难熔金属2、、挤压机校核机校核 Pmax≤Pyx 5.2 挤压工艺计算挤压工艺计算3、工具、工具强度校核度校核 穿孔机穿孔机——稳定性，抗拉定性，抗拉强度度 挤压轴——稳定性，抗定性，抗压强度度 挤压模模——抗弯，抗剪抗弯，抗剪强度度 挤压垫——抗抗压强度度 挤压筒筒——等效等效应力〔平安系数〕力〔平安系数〕 5.3 拉拔工艺计算拉拔工艺计算n主要是拉拔力的计算和电机功率的计算主要是拉拔力的计算和电机功率的计算6.1任任务制度和年任制度和年任务时间确确实定定6.1.1任任务制度制度延延续任任务制制——节假日不休憩，三班或四班三运假日不休憩，三班或四班三运转非延非延续任任务制制——节假日休憩，一、二或三班任假日休憩，一、二或三班任务 6 主要设备负荷计算主要设备负荷计算 6.1.2 年任务小时确实定工工作作制制度度日日历时间h h计划停工划停工时间 h h年年计划划工工作作时间 h h非非计划划停停工工时间 h h年年规定定工工作作时间 h h大大中中修修 小修小修合合计交交接接班班换工工具具 6.1.2 年任务小时确实定阐明：明：〔〔1〕年方案任〕年方案任务时间是是设备一年中最大能一年中最大能够的任的任务时间〔〔2〕非方案停工〕非方案停工时间是由于技是由于技术或管理上的或管理上的缘由由呵斥的呵斥的设备缺点，待料，待缺点，待料，待热，待气，待，待气，待电等，等，其其约为方案任方案任务时间的的0.8～～0.92〔参〔参见表表7-1〕。

〕现代化代化轧机取上限机取上限〔〔3〕大中修和小修〕大中修和小修时间如已包括交接班和如已包括交接班和换工具工具时间应扣除，不能反复扣除，不能反复计算〔〔4〕在确定年任〕在确定年任务时间时，，应参考国内外同参考国内外同类厂厂家的家的实践情况取平均先践情况取平均先进程度 6.2.1 轧机小时产量计算1. 轧机小时产量 A = 3600GK1b/T式中： G为原料分量〔t〕,b为成材率〔%〕, T为轧制节拍时间(s) K1为轧机利用系数——实际轧制节拍时间与实践到达的轧制节拍之比值，其包括操作失误如轧件打滑；前后工序不协调；零星不需求停车小事故等即轧机不需求停车的时间损失对于现代轧机取0.8～1.0，不同轧机取值不同 2. 轧机平均小时产量AP A为某一产品或代表产品的小时产量，当车间产品很多时，由于种类，坯料规格，成材率和轧制道次不同而有不同的Ai,为计算年产量或考核车间的消费程度而确定AP AP——在一定时间内轧制产品总量与耗费的总时间计算 6.2.1 轧机小时产量计算轧机小时产量计算 6.2.1 轧机小时产量计算轧机小时产量计算n Ti= Qi /Ai——轧制产品总数量〔设计车间年，季，月，旬产量〕。

——完成轧制产品总量所需求的实践任务时间 (年,季,月,旬) 〔〔1〕按轧制种类总量与耗费的总时间计算〕按轧制种类总量与耗费的总时间计算 6.2.1 轧机小时产量计算轧机小时产量计算Qi,Ti——代表代表产品品总量，完成代表量，完成代表产品品总量所需求量所需求实践任践任务 时间该法法虽然无思索消然无思索消费各各产品品过程中程中难易程度，但易程度，但计算算简单，，在在产品方案相近和足品方案相近和足够代表代表产品的情况下，其品的情况下，其计算算值与与实践践较近 6.2.1 轧机小时产量计算轧机小时产量计算〔〔2〕按〕按劳动量量换算系数算系数计算算 劳动量量换算系数：算系数： Xi=Ab/Ai 式中：式中：Ab,Ai分分别为规范范产品，某种品，某种产品小品小时产量〔量〔t/h〕 通常以年通常以年产量中百分比最高的量中百分比最高的产品品为规范范产品，按品，按实践生践生 产统计的数据的数据Xi那么那么: AP=1/(X1a1/Ab+X2a2/Ab+------+Xnan/Ab) 式中：式中：ai为不同种不同种类在在总产量中占的比例。

量中占的比例 其其虽思索了各思索了各产品消品消费时的的难易程度，但易程度，但Xi不易固定，不易固定，实践践计算算结果有果有较大大误差故设计时常用第一种方法常用第一种方法计算 6.2.2 轧制图表轧制图表 〔P172～173〕 其也称轧制进程表和轧制任务图表轧制图表——表示和反映轧制道次和轧制时间之间的关系的图表轧制图表的四个特征时间—— 纯轧时间，间隙时间，轧制节拍时间，轧制延续时间  6.2.2 轧制图表轧制图表n轧制制过程的安排能否合理，不程的安排能否合理，不仅对产量、量、质量有量有决决议性影响，而且性影响，而且对整个整个车间消消费的各方面有重的各方面有重要影响n典型的几种典型的几种轧制制图表如下：表如下： 6.2.2 轧制图表轧制图表1. 单机座可逆式轧机 图中: T——轧制节拍时间 T=Tz+Δt Tz—— 一根料轧制总延续时间 Δt——前、后两根料之间轧制间隙时间〔原始间隙时间〕 tzh,tj——道次纯轧时间，道次间隙时间 6.2.2 轧制图表轧制图表 T = Tz-tjch式中：tjch——轧件同时经过轧机之交叉轧制时间，即前后两根料在轧制总延续时间中之重叠部分。

2. 横列式轧机  6.2.2 轧制图表轧制图表T= tzh1+Δt2. 横列式轧机〔活套轧制〕 6.2.2 轧制图表轧制图表 T=tzh+Δt纯轧时间 tzh1= tzh2 = ------= tzhn 间隙时间 tj1=tj2=------=tjn3. 顺序式轧机 6.2.2 轧制图表轧制图表特点：〔特点：〔1〕〕经过各机架之秒体各机架之秒体积流量相等；流量相等； 〔〔2〕各道次〕各道次间的的间隙隙时间随各机架随各机架轧机机轧制速度的提制速度的提 高而高而递减，减，tj1＞＞tj2＞＞------＞＞tjn-1 〔〔3〕〕 轧制制节拍拍时间为：： T = tzh+Δt 〔〔4〕〕 轧制制总延延续时间：： Tz = tzh+4. 延续式轧机 6.3.1 挤压机设备小时消费定额挤压机设备小时消费定额——设备小小时才干，或称才干，或称设备小小时处置量 Hb=G/T Hb——设备小小时产量量t/h G ——坯料分量坯料分量t T ——节拍拍时间h T = t+t1+t2t ——机机动时间，即机上，即机上纯任任务时间；；t1——间隙隙时间，即，即该料从上机开料从上机开场操作至操作至终了了间的的间隙隙 时间t2——各循各循环间或其他必需的或其他必需的辅助助时间，即两，即两块料之料之间的的 间隙隙时间对应于于轧机，机，t、、 t1、、 t2即即 、、 、、Δt那么那么设备操作操作节拍拍时间：：当当G用用废品分量品分量计算，算，T用秒用秒单位并思索位并思索设备利用系数利用系数K1时，， 那么：那么：Hb=3600GbK1/T b——成材率，成材率，%；；K1——设备利用系数，利用系数，查表表7-1 对于于挤压机，每次只机，每次只挤一根料，一根料， T= t+Δt , t=(Ld-l)/vj Ld——锭坯坯长度，度，m；； l——余余压长度，度， vj——平均平均挤压速度速度, m/s；； 6.3.1 挤压机设备小时消费定额1. 综合平均小合平均小时产量〔平均小量〔平均小时产量〕量〕HP(AP) 〔与〔与轧机一机一样〕〕2. 年年产量：量：Q年年=HPTjw Tjw——年年实践任践任务时间 6.3.2 挤压机年产量计算挤压机年产量计算 ——实践任务时间〔U〕6.3.3 完成年方案产量所需求设备台时完成年方案产量所需求设备台时6.3.4 完成年方案产量所需求的设备台数完成年方案产量所需求的设备台数N N = U/W W——设备年实践任务台时 〔时/台〕普通辅助设备的才干是主要设备才干的1.1～1.2倍。

N〔取整数〕 6.4 设备负荷率计算设备负荷率计算 设备负荷率〔η〕反映了设备充分利用与否及设备之间的平衡情况 对于主要设备，通常：η=计算台数/采用台数×100%η=消费产品所需的台时/设备年规定的台时×100%η=年实践任务时间/年规定任务时间×100%η=方案年产量/实践年产量×100% 实践年产量=AP×年规定任务时间 方案年产量=AP×年实践任务时间 6.4 设备负荷率计算设备负荷率计算 假设设备负荷大于0.9甚至1.0，阐明负荷过重应思索添加设备台数 普通情况下，设备负荷率以介于0.7～0.85之间较适宜该值过低，设备不能充分发扬作用；过高那么负荷过重 6.4 设备负荷率计算设备负荷率计算 留意： 由于热轧机各工序是延续作业，轧机各代表产品的小时产量Ai受各辅助设备消费才干的影响，消费链上的薄弱环节〔通常是加热炉〕将影响轧机才干的发扬 因此，在确定轧机的Ai时，以各消费链上最薄弱的小时产量定为轧机的小时产量Ai；在计算年实践任务小时和轧机负荷率时，均以此最薄弱的 Ai计算。