金属压力加工车间工艺课程设计

1课 程 设 计课程名称_金属压力加工车间工艺课程设计_题目名称_年产量大于 8000 吨铝型材挤压车间工艺设计_学生学院_材料与能源学院 _专业班级_ _ _学 号 学生姓名_ _指导教师_ _2011 年 1 月 20 日2目 录一、 绪论3二、 课程设计分析4三、 生产工艺及设备选择7四、 车间工作制度及生产纲领23五、 工艺卡片的编制27六、 设备负荷36七、 投资预算39八、 小结41九、 参考文献423一、绪论1.1 铝型材的加工：近年来随着科学技术的不断进步和国民经济的飞速发展，使用部门对铝合金型材的尺寸精度、外观造型及表面粗糙度等质量指标提出了新的要求，现在，采用挤压成型是铝型材的主要加工方法。归纳起来，挤压成型有下列特点。1、在挤压过程中，被挤压金属在变形区能获得比轧制锻造更为强烈和均匀的三向压缩应力状态，这就可充分发挥被加工金属本身的塑性。因此，用挤压法可加工那些用轧制法或锻造法加工有困难、甚至无法加工的低塑性、难变形金属或合金。对于某些必须用轧制或锻造法进行加工的材料，如粉末钛材、5A06、7A04、MB15 等合金的锻件等，也常用挤压法先对铸锭进行开坯，以改善其组织，提高其塑性。目前，挤压仍然是可以用铸锭直接生产产品的最优越的方法。2、挤压法不但可以生产截面形状简单的管、棒、型、线产品，而且可生产截面变化、形状极复杂的型材和管材，如阶段变截面型材、逐渐变截面型材、带异形加强肋的整体壁板型材、形状极其复杂的空心型材和变截面管材、多孔管材等。这类产品用轧制法或其它压力加工方法生产是很困难的，甚至是不可能的。异形整体型材可简化冷成形、铆焊、切削、镗铣等复杂的工艺过程，这对于减少设备投资、节能、提高金属利用率、降低产品的总成本具有重大的社会经济效益。3、挤压加工灵活性很大，只需要更换模具等挤压工具即可在一台设备上生产形状、规格和品种不同的制品，更换挤压工具的操作简单快捷，费时少，工效高。这种加工方法对订货批量小、品种规格多的轻合金材料加工生产厂最为经济适合。4、挤压制品的精度高，制品表面质量也较好。随着工艺水平的提高和模具质量的改进，现已能生产壁厚为 0.60.10mm，表面粗糙度达 RA1.60.8um 的超薄、超高精度、高质量表面的型材。这不仅大大减少总工作量和简化后步工序，同时也提高了被挤压金属材料的综合利用率和成品率。5、挤压过程对金属的力学性能也有良好的影响。特别是对某些具有挤压效应的铝合金来说，其挤压制品在淬火时效后，纵向强度性能（ b 、 0.2）远比其它方法加工的同类产品要高。这对挖掘铝合金材料潜力，满足特殊使用要求具有实用价值。6、工艺流程简短，生产操作方便，一次挤压即可获得比热模锻或成形轧制等方法面积更大的整体结构部件，而且设备投资少，模具费用低，经济效益高。7、轻金属及轻金属具有良好的挤压特性，特别适合于挤压加工，如铝及铝合金可以通过多种挤压工艺和多种模具结构进行加工。近年来，由于平面分流组合模的不断改进和发展，通过焊合挤压法来生产复杂的空心铝制品获得了广泛的应用和推广。1.2 铝合金技术指标：铝合金型材具有强度高、重量轻、稳定性强、耐腐蚀性强、可塑性好、变形量小、无污染、无毒、防火性强，使用寿命长（可达 50100 年） ，回收性好，可回炉重炼。多年来世界各国均采用 6063 铝合金（铝合金近百种）做为门窗框架。主要是因为该金属表面阳极氧化效果好，开始阳极氧化是白色，后进一步改变电解质才达到古铜色，这两种主体颜色在国内用了十多年。强度：强度是铝合金门窗主要具备的性能，平常需在工厂的压力箱中进测量，要求窗4扇中央最大位移量小于窗框内沿高度 1/70 时所能承受的风压等级表示。如类（高性能）平开铝合金窗的抗风压强度值为 30003500Pa。气密性：指在一定压力差的条件下，铝合金门窗空气渗透性的大小。通常是将产品放在专用压力箱内，使窗前后形成 10Pa 以上的压力差，测定每平方米面积的窗在每小时内的通气量。如类平开铝合金窗气密性为 0.51.0（，而类（中等性能窗）为1.01.5（ 。水密性：指在不渗漏雨水的条件下能承受的脉冲平均风压值。要在压力箱中对窗的外侧施加周期为 2S 的正弦脉冲风压，同时向窗面以每分钟每平方米喷射的人工降雨，经连续进行 10min 的风雨交加试验，在室内一侧不应有可见的渗漏现象。如类平开铝合金窗的水密性为 450500Pa，而类（低性能窗）为 250350Pa。隔热性：铝合金门窗的隔热性能，应按其传热阻值（）分为三级，即级0.50，级0.33，级0.25。隔声音：铝合金门窗的隔声性能常用隔声量（dB）表示。这是在音响试验室内对其进行音响透过损失试验。隔声铝合金门窗的隔声量在 2640dB 以上。开闭力：铝合金门窗装好玻璃后，窗户打开或关闭所需要的外力，应在 49以下，以保证开闭灵活方便。1.3 车间设计的目的与任务：车间设计的目的就是为了建设新的企业、扩建或改建老企业。设计的任务就是对需建设的企业做出技术与经济的详细规划，确定出企业的生产经济状况，技术经济指标及施工的组织方法等。设计文件是编制基本建设计划和拨付投资的依据。因此，企业在建设中能否加快速度、保证质量和节约投资，在建成后能否达到最好的经济效果，设计工作是起决定作用的。要想很好的完成一个工厂和车间的设计任务，除了要学习和掌握专业基本理论外，还要深入生产实际，总结和推广科研成果，并吸收国内外先进的技术，只有这样才能做出经济上合理，技术上先进的设计来。一个完整的金属压力加工车间设计，其内容包括生产工艺、设备、土建、供水、和排气、恭气、供电、运输、采暖与通风等设计。它们之间是一个完整的不可分割的整体，要求各个不同的设计部门互相协作，紧密配合，其中车间工艺设计是整个车间设计的主体。工艺设计工程师是一个组织者，他的主要任务是根据上级机关确定的任务书，进行工艺设计，确定生产方案、选择设备、画出车间工艺平面布置图、确定车间劳动组织与技术经济指标等，并提出对水、电、动力、热力、通风、照明、采暖、厂房建筑等设计的要求及其所需的资料。铝合金在车间设计的过程中应考虑到的因素包括：产品的型号、模孔数的确定、选择挤压机、铸锭的选用、年产量、年水电费、设备投资费、人工费等等。其中，选择挤压机是一个最核心的问题，具体可见设计步骤。 二、课程设计分析这次的设计任务是设计一个年产量大于 5000 吨的铝型材挤压车间，生产的产品有：窗帘导轨、卷闸、纱窗铝合金型材；汽车装饰铝合金型材；90 系列推拉窗等。挤压制品所用的材料是 LD31(6063)合金。2.1 LD31 化学成分及性能5表 2-1：LD31(6063)合金成份及性能表合金元素 Si Fe Cu Mn Zn Ti 其它含量% 0.20.6 0.35 0.10 0.450.9 0.10 1.5%mm2模孔数D302 0.877 93.57 326.02 330.91 1H110 1.524 75.01 566.54 575.04 1D302 0.877 93.57 326.02 330.91 1H204 2.435 81.4 905.20 918.78 3H205 0.51 56.4 189.59 192.43 1D752 0.432 71.45 160.59 163.00 1D700 0.27 36.69 100.37 101.88 1D318 0.514 54.26 191.08 193.94 1其中：单位重量是表 2 给出的；外接圆直径是通过 AUTO CAD 模孔设计时测出的,其中部分通过矩形或梯形计算获得；截面积单位重量1000/铝型材的密度，密度取 2.69 千克/平方分米，截面积获得的最后单位是 mm；模孔面积截面积（11.5）模孔数本次设计可以单孔的都单孔，除非是单孔不符合挤压机的选择原则，则采用两孔以上。三、 生产工艺及设备选择3.1 工艺流程把材料某一个处理的过程叫做工序，把生产某个产品的各个工序按一定的顺序排列起来叫做工艺流程。本车间现有的产品为空心型材，其工艺流程如下：7工模具预热 铝合金铸锭均匀化退火锯切加热挤压淬火锯切（采用连续挤压，故矫直前要锯切）矫直锯切（6m）检查人工时效检查3.2 各挤压工序工艺参数及分析3.2.1 加热A 坯料加热：目的：提高金属塑性，降低变形抗力，使金属易于流动，获得良好的组织与性能。加热方式：中频电感应加热。加热温度：400500 度B 工模具预热目的：防止在急热的情况下，挤压工模具因热应力产生龟裂，甚至开裂，同时为了使金属流动均匀。预热温度：350450 度C 均匀化退火目的：可消除铸锭内部组织偏析和铸造应力，细化晶粒，改善铸锭下一步压力加工状态和最终产品的性能。3.2.2 挤压表 3-01 本实验所用铝合金挤压温度/速度规程温度合金 制品锭坯 挤压筒平均流出速度/mmin-16063 装饰型材 320500 300480 1206063、6A02 空心建筑型材 400510 380500 860，6063 可达 1006A02 重要用途型材 490510 460480 315纯铝、3A21、6063、6A02空心型材 400530 400480 0.840对于实心铝型材，挤压速度一般不大于 60m/min，空心型材不大于830m/min。一般来说提高挤压速度，则要降低挤压温度，增大挤压力，减少模具寿命。本车间实心型材挤压速度为 40m/min,空心型材挤压速度为 25m/min。3.2.3 淬火不同的合金的冷却速度不一样，对于 6 系列的铝合金合金含量低，多采用风淬，不需要采用快速冷却，也不需要重新加热制品，直接利用挤压余热即可。本车间采用风淬。淬火设备：风扇。 风力：1.25 大气压。3.2.4 锯切由于本车间采用连续挤压，无压余，产品头部和尾部杂质、油污、氧化物比较多，组织不均匀，性能差。存在挤压缩尾。所以需切掉 300500mm。本车间设计头尾各切 300mm。3.2.5 张力矫直由于热挤，金属易变形、弯曲，采用矫直机将制品矫直。矫直机与挤压机吨配套，矫直延伸率取 2%。3.2.6 切定尺切定尺根据制品所用的场合、用途而设计。本车间切定尺为 6m/根。3.2.7 检查根据国家要求，对成品进得质量检验。表 3-02 普通级型材截面尺寸允许偏差 （GB5237.12004）允许偏差（）/mm金属实体不小于75的部位尺寸空间大于 25，即金属实体小于 75的所有部位尺寸测量点与基准边的距离 L序号指定部位尺寸/mm 3 栏以外的所有尺寸空心型材包围面积不小于70mm2时的壁厚615153030306010010015015020091 栏 2 栏 3 栏 4 栏 5 栏 6 栏 7 栏 8 栏 9 栏1 1.00 0.13 0.18 0.18 2 1.002.00 0.15 0.23 0.22 0.26 3 2.003.00 0.18 0.28 0.26 0.30 4 3.004.00 0.20 0.38 0.30 0.35 0.42 5 4.006.00 0.23 0.53 0.35 0.40 0.47 6 6.0012.00 0.25 0.75 0.41 0.46 0.52 0.56 7 12.0019.00 0.29 0.47 0.52 0.58 0.62 8 19.0025.00 0.32 0.53 0.58 0.63 0.71 0.83 9 25.0038.00 0.38 0.61 0.66 0.75 0.84 0.95 10 38.0050.00 0.45 0.70 0.75 0.89 1.01 1.14 1.3411 50.00100.00 0.77 0.98 1.09 1.36 1.58 1.87 2.1712 100.00150.00 1.08 1.31 1.44 1.82 2.19 2.60 3.00注：1、指定部位尺寸为 1.202.00mm 的型材壁厚偏差要求是强制的。2、由于本车间产品为普通级，估截面尺寸允许偏差的高精级和超高精级表未列出。表 3-03 型材的角度允许偏差 （GB5237.12004）级 别 普 通 级 高 精 级 超 高 精 级角度允许偏差 2 1 0.5表 3-04 型材的表面间隙 （GB5237.12004）型材宽度 B 普通级/mm 高精级/mm 超高精级/mm25mm 0.20 0.15 0.1025mm 0.8 B 0.6 B 0.4 B10任意 25mm 宽度 0.20 0.15 0.10表 3-05 型材的弯曲度 （GB5237.12004）弯曲对/mm普通级 高精级 超高精级任意300mm长度上 hs全长 L 米ht任意300mm 长度上 hs全长 L米 ht任意300mm 长度上 hs全长 L 米 ht外接圆直径/mm最小壁厚/mm不大于2.4 1.5 4L 1.3 3L 1.0 2L382.4 0.5 2L 0.3 1L 0.3 0.7L38 0.5 1.5L 0.3 0.3L 0.3 0.5L表 3-06 型材的扭拧度 （GB5237.12004）扭拧度/(mm/毫米宽)普通级 高精级 超高精级每米长度上 总长度上每米长度上 总长度上每米长度上 总长度上外接圆直径/mm不大于12.540 0.052 0.156 0.035 0.105 0.026 0.0784080 0.035 0.105 0.026 0.078 0.017 0.05280250 0.026 0.078 0.017 0.052 0.009 0.026表 3-07 型材的圆角半径（R）允许偏差 （GB5237.12004）圆角半径 R 过渡圆角半径 r0/mm 4.7mm 4.7mm允许偏差/mm 0.4 0.4 0.1R表 3-08 建筑型材表面的缺陷允许深度和模具挤压痕深度 （GB5237.12004）缺陷允许深度/mm状态装饰面 非装饰面合金牌号 模具挤压痕深度 /mm11T5 0.03 0.07 6061 0.06T4，T6 0.06 0.03 6063，6063A 0.06表 3-09 建筑材料 LD31（6063）的室温力学性能 （GB5237.12004）拉伸试验 硬度试验抗拉强度b/MPa规定非比例伸长应力p0.2/MPa伸长率（%）试样厚度/mm维氏硬度HV韦氏硬度HW合金合金状态壁厚/mm不大于T5 所有 160 110 8 0.8 58 86063T6 所有 205 180 8 10 200 160 5T510 190 150 50.8 65 1010 230 190 56063AT6 10 220 180 4 外观质量方面：1） 建筑型材表面应清洁，不允许有裂纹、起皮、腐蚀和气泡等缺陷存在。2） 建筑型材表面允许有轻微的压坑、碰伤、擦伤等缺陷存在、缺陷允许深度和模具挤压痕的深度见表 3-08.3） 型材端头因锯切而产生局部变形，其纵向长度不应超过 20mm。另外，型材定尺公称长度小于或等于 6m，长度允许偏差为+15mm；型材端头切斜度允许偏差为23.2.8 时效时效目的是使合金强化。铝合金可以人工时效和自然时效，先进行铝合金淬火，随后时效。本车间采用人工时效。为了降低成本，本设计采用低温长时12间时效。时效温度：175左右。时间：2h4h3.2.9 润滑本车间生产 LD31 铝合金，LD31 合金成份低、塑性好，一般不需用润滑。3.3 挤压机的选择3.3.1 挤压机选择原则.制品的最大外接圆直径 D 外 挤压机最大外接圆直径 Dmax。.制品的截面积 F 制 挤压机挤一根的最小面积 Fmin.挤压力小于挤压机最大的挤压力。.挤压比小于最大的挤压比。3.3.2 现有设备条件表 3-1：现有挤压机设备常数设备吨位 500T 800T 1630T挤压筒截面积 mm2 7085 12266 27451挤压筒内直径 mm 95 125 187最大挤压比 97.4 82 73.6最大外接圆直径 mm 65 95 147挤一根最小制品断面积mm272 150 372铸锭 90x270/320 120X400/450 178X540/600/660铸锭允许最大长度 mm 350 450 660挤压筒长度 mm 400 500 740最大挤压速度 mm/s 64.6 57 433.3.3 挤压机初步选择根据选择挤压机的第一点原则：制品的最大外接圆直径 D 外 挤压机最大外接圆直径 Dmax。和第二点原则制品的截面积 F 制 挤压机挤一根的最小面积Fmin，由表 2-3（产品型号参数）与表 3-1（现有挤压机设备常数） ，各个产品所用挤压机初步选择如下13表 3-2：挤压机初步选择产品代号 D302 H110 D302 H204 H205 D752 D700 D318挤压机 800T 1630T 800T 1630T 800T 800T 500T 800T3.3.4 挤压机能力校核根据经验公式：P = 11.775 ( - 0.8)Db dDD 挤压筒内直径 d 制品当量直径b某一挤压温度下的抗拉强度。当温度在 480500，6030 的抗拉强度为 11.3Mpa根据所选挤压、制品面积与经验公式计算如下:表 3-3：挤压机能力校核挤压机TD筒Fmin F 筒 F 制 当量直 径 d P=公式 产品代号吨 mm mm mm mmF 筒/F 制maxmm 吨500T 95 72 7085 326.02 21.73 97.4 20.38 166.556 D302800T 125 150 12266 326.02 37.62 82 20.38 355.731 800T 125 150 12266 566.54 21.65 82 26.86 287.933 H1101630T 187 147 27451 566.54 48.45 82 26.86 872.914 500T 95 72 7085 326.02 21.73 97.4 20.38 166.556 D302800T 125 150 12266 326.02 37.62 82 20.38 355.731 1630T 187 147 27451 905.20 30.33 97.4 33.95 734.424 H204800T 125 150 12266 905.20 13.55 82 33.95 237.340 500T 95 72 7085 189.59 37.37 97.4 15.54 204.956 H205800T 125 150 12266 189.59 64.70 82 15.54 431.993 800T 125 150 12266 160.57 76.39 82 14.30 457.510 D752D700 500T 95 72 7085 100.37 70.59 73.6 11.31 257.171 800T 125 150 12266 191.08 64.19 82 15.60 430.816 D31814由上表可知，所选择的挤压机均符合技术要求。3.4 挤压锭坯的选择3.4.1 选择锭坯的原则主要有以下几点:1、经济优化原则。2、成材率最高原则,因为是连续挤压所以尽量取长锭以减少加工量。3、产量最高原则。采用连续挤压，辅助时间选为分钟。挤压出来后，要切头尾各 300mm ，矫直时切除夹头部分 350mm。矫直延伸率为 2。每根制品切定尺 6m。 。根据以上原则及体积不变原理计算成材率如下各表：表 3-4：产品代号 单位 D302挤压机 T 500T 500T 800T 800T挤压筒的内径D0 mm 95 95 125 125锭坯直径 Dd mm 90 90 120 120锭坯长度 Ld mm 270 320 400 450单根坯重 kg 4.6181786 5.4733968 12.163104 13.683492体积 V dm3 1.716795 2.03472 4.5216 5.0868制品面积 mm2 326.02 326.02 326.02 326.02 模孔面积 mm2 330.91 330.91 330.91 330.91 挤出长度 L mm 5188.10 6148.86 13664.14 15372.16 切头去尾 L1 mm 4588.10 5548.86 13064.14 14772.16 矫直长 m 4.68 5.66 13.33 15.07 切夹头 m 4.33 5.31 12.98 14.72 成品 n6 m 0 0 2 2成品重 kg 0.00 0.00 10.52 10.52 成材率 0.00 0.00 86.52 76.91 采用挤压机 采用 生产时间 min 1.34 1.61 表 3-5：产品代号 单位 H205挤压机 T 800T 800T15挤压筒的内径D0 mm 125 125锭坯直径 Dd mm 120 120锭坯长度 Ld mm 400 450单根坯重 kg 12.163104 13.683492体积 V dm3 4.52 5.09制品面积 mm2 189.59 189.59 模孔面积 mm2 192.43 192.43 挤出长度 L mm 23489.06 26451.18 切头去尾 L1 mm 22889.06 25851.18 矫直长 m 22.43 25.33 切夹头 m 22.08 24.98 成品 n6 m 3 4成品重 kg 9.18 12.24 成材率 75.47 89.45 采用挤压机 采用生产时间 min 1.59 表 3-6：产品代号 单位 D302挤压机 T 500T 500T 800T 800T挤压筒的内径D0 mm 95 95 125 125锭坯直径 Dd mm 90 90 120 120锭坯长度 Ld mm 270 320 400 450单根坯重 kg 4.6181786 5.4733968 12.163104 13.683492体积 V dm3 1.716795 2.03472 4.5216 5.0868制品面积 mm2 326.02 326.02 326.02 326.02 模孔面积 mm2 330.91 330.91 330.91 330.91 挤出长度 L mm 5188.10 6148.86 13664.14 15372.16 切头去尾 L1 mm 4588.10 5548.86 13064.14 14772.16 矫直长 m 4.68 5.66 13.33 15.07 切夹头 m 4.33 5.31 12.98 14.72 成品 n6 m 0 0 2 2成品重 kg 0.00 0.00 10.52 10.52 成材率 0.00 0.00 86.52 76.91 采用挤压机 采用 生产时间 min 1.34 1.61 表 3-7：16产品代号 单位 D318挤压机 T 800T 800T 挤压筒的内径D0 mm 125 125 锭坯直径 Dd mm 120 120 锭坯长度 Ld mm 400 450 单根坯重 kg 12.163104 13.683492 体积 V dm3 4.52 5.09 制品面积 mm2 191.08 193.94 模孔面积 mm2 191.08 193.94 挤出长度 L mm 23655.01 26245.23 切头去尾 L1 mm 23055.01 25645.23 矫直长 m 23.53 26.17 切夹头 m 23.18 25.82 成品 n6 m 3 4 成品重 kg 9.25 12.52 成材率 76.07 91.50 采用挤压机 采用 生产时间 min 1.66 表 3-8： 产品代号 单位 D752挤压机 T 800T 800T 挤压筒的内径D0 mm 125 125 锭坯直径 Dd mm 120 120 锭坯长度 Ld mm 400 450 单根坯重 kg 12.17 13.683492 体积 V dm3 4.52 5.09 制品面积 mm2 160.59 160.59 模孔面积 mm2 163.00 163.00 挤出长度 L mm 27730.06 31226.99 切头去尾 L1 mm 27130.06 30626.99 矫直长 m 27.68 31.25 切夹头 m 27.33 30.90 成品 n6 m 4 5 成品重 kg 10.37 12.96 成材率 85.19 94.71 采用挤压机 采用 生产时间 min 1.7817表 3-9： 产品代号 单位 D700挤压机 T 500T 500T挤压筒的内径D0 mm 95 95锭坯直径 Dd mm 90 90锭坯长度 Ld mm 270 320单根坯重 kg 4.61817855 5.4733968体积 V dm3 1.716795 2.03472制品面积 mm2 100.37 100.37 模孔面积 mm2 101.88 101.88 挤出长度 L mm 16851.15 19971.73 切头去尾 L1 mm 16251.15 19371.73 矫直长 m 15.93 18.98 切夹头 m 15.58 18.63 成品 n6 m 2 3成品重 kg 3.24 4.86 成材率 70.16 88.79 采用挤压机 采用生产时间 min 1.80 表 3-10： 产品代号 单位 H110挤压机 T 1630T 1630T 1630T 800T 800T挤压筒的内径D0 mm 187 187 187 125 125锭坯直径 Dd mm 178 178 178 120 120锭坯长度 Ld mm 540 600 660 400 450单根坯重 kg 36.12898 40.14331116 44.1576423 12.163104 13.68349体积 V dm3 13.43 14.92 16.42 4.52 5.09制品面积 mm2 566.54 566.54 566.54 566.54 566.54 模孔面积 mm2 575.04 575.04 575.04 575.04 575.04 挤出长度 L mm 23356.37 25951.52 28546.68 7860.32 8851.56 切头去尾 L1 mm 22756.37 25351.52 27946.68 7260.32 8251.56 矫直长 m 23.22 25.87 28.52 7.41 8.42 切夹头 m 22.87 25.52 28.17 7.06 8.07 成品 n6 m 3 4 4 1 1成品重 kg 27.43 36.58 36.58 9.14 9.14 成材率 75.93 91.11 82.83 75.18 66.82 采用挤压机 采用 生产时间 min 2.04 1.35 18表 3-11：产品代号 单位 H204挤压机 T 1630T 1630T 1630T 800T 800T挤压筒的内径D0 mm 187 187 187 125 125锭坯直径 Dd mm 178 178 178 120 120锭坯长度 Ld mm 540 600 660 400 450单根坯重 kg 36.12898 40.14331116 44.15764228 12.163104 13.683492体积 V dm3 13.43 14.92 16.42 4.52 5.09制品面积 mm2 905.20 905.20 905.20 905.20 905.20 模孔面积 mm2 918.78 918.78 918.78 918.78 918.78 挤出长度 L mm 14618.13 16242.37 17866.61 4919.57 5539.96 切头去尾 L1 mm 14018.13 15642.37 17266.61 4319.57 4939.96 矫直长 m 14.30 15.96 17.62 4.41 5.04 切夹头 m 13.95 15.61 17.27 4.06 4.69 成品 n6 m 2 2 2 0 0成品重 kg 29.22 29.22 29.22 0.00 0.00 成材率 80.88 72.79 66.17 0.00 0.00 采用挤压机 采用 3.4.2 锭坯的选择：由上表成材率最高原则及购买设备成本等综合考虑可得各产品选择的锭坯尺寸及相应的挤压机选择如下：表 3-12：锭坯确定产品代号 挤压机 锭坯尺寸 DdLd/mm 成材率D302 800T 120400 91.45H110 1630T 187600 83.21D302 800T 120400 94.47H204 1630T 178540 83.39H205 800T 120450 84.81D752 800T 120450 89.77D700 500T 90320 89.32D318 800T 120450 92.703.5 产量与吨比计算、产品设计方案3.5.1 车间工作时间及产品工作时间分配根据国务院发布的全国年节及纪念日放假办法 （国务院令第 270 号）规定，我国全民法定节假日包括：新年（1 月 1 日放假 1 天） 、春节（农历正月初一、初二、初三放假 319天） 、劳动节（5 月 1 日放假 1 天） 、国庆节（10 月 1 日、2 日、3 日放假 3 天）清明节（放假 1 天） 、端午节（放假一天）和中秋节（放假一天） 。法定节假日共 11 天。一年中要进行修模，修模时间为休息日，分为：大修一次（1 个月 31 天） ，中修 2 次（一次一周 7 天） ，小修 9 次（一次 1 天） 。维护休息日共 54 天。因为放假时间上存在重合，为了最优生产，进行法定节假日和维护休息日整和，即法定节假日期间进行修模。在整和中可能存在时间上的不吻合，所以再给 20 天的时间进行工人轮班休息和中途停电等意外事故。所以最后的放假时间为 11542011=74本车间工作制度为：7 天制 3 班倒。所以车间一年生产天数为：N36574291 天 一台机一年工作时间：T291246984 h1 台 500T 挤压机一年工作时间为：T500N2412912416984h2 台 800T 挤压机一年工作时间为：T800N24229124213968h8 个产品时间分配情况如下：表 3-13：挤压机台数及时间分配产品代号 挤压机 挤压机台数/台 时间分配/DD302 800T 144D302 800T 1 146H205 800T 97D752 800T 97D318 800T12 台97H110 1630T 146H204 1630T 1 1 台 144D700 500T 1 1 台共 4 台2913.5.2 产品年产量计算挤压一条制品的时间：T=L/V+t其中，L 为制品挤压后的长度，V 为挤压速度（对于实心铝型材，挤压速度20一般不大于 60m/min，空心型材不大于 30m/min。一般来说提高挤压速度，则要降低挤压温度，增大挤压力，减少模具寿命。本车间实心型材挤压速度为40m/min,空心型材挤压速度为 25m/min。 ） ，t 为辅助时间（采用连续挤压，辅助时间选为一分钟） 。各产品年生产量计算：年产量计算：M(T/T)KTP6 T 每天工作时间（min） T 挤压一个铸锭所需时间（min）K 挤压一条制品可切成成品的条数T 一年共作时间（d）P 成品单位重量（kg/m） 成品长度（m）设技术废料占成品 5，则年产量：M 1M（100%5%）由以上数据及公式可得各个产品的年产量如下： D302 系列 800T 挤压机：T=27.41/25+1=2.34minM=2460/2.3441440.87761000=1863.90tM1= M95%=1770.70tH110 系列 1630T 挤压机：T=25.95/40+1=3.04minM=2460/2.0441461.54261000=2529.52tM1= M95%=2403.04t D302 系列 800T 挤压机：T=27.41/25+1=2.34minM=2460/1.3441460.87761000=1891.08tM1= M95%=1796.53t H204 系列 1630T 挤压机：21T=14.62/25+1=2.71minM=2460/1.7121442.43561000=2235.82tM1= M95%=2124.02t H205 系列 800T 挤压机：T=26.45/40+1=2.59minM=2460/1.594970.51061000=1680.57tM1= M*95%=1596.54t D752 系列 800T 挤压机：T=31.23/40+1=2.78minM=2460/1.785970.43261000=651.17tM1= M95%=618.61tD700 系列 800T 挤压机：T=19.97/25+1=2.80minM=2460/1.8032910.2761000=727.33tM1=848.80295%=690.97tD318 系列 500T 挤压机：T=26.25/40+1=2.66minM=2460/2.664970.51461000=727.33tM1=548.20895%=690.97t表 3-14：产品年产量表 （年初二)产品代号 D302 H110 D302 H204 H205 D752 D700 D318挤压机 800T 1630T 800T 1630T 800T 800T 500T 800T挤压速度m/min40 25 40 25 40 40 25 40制品长度L /m27.41 25.95 27.41 14.62 26.45 31.23 19.97 26.25挤压所需时间min1.34 2.04 1.34 1.71 1.59 1.78 1.80 1.66每根铸锭辅助时间t/min1 1 1 1 1 1 1 1每根铸锭所需时间T/min2.34 3.04 2.34 2.71 2.59 2.78 2.80 2.66每天工作时间T/min1442460/2911462460/2911462460/2911442460/291972460/291972460/2912912460/291972460/291年工作时间T/d 144 146 146 144 97 97 291 111成品根数 n 4 4 4 2 4 5 3 422单位重量 PKg/m 0.877 1.524 2.435 0.510 0.432 0.512 0.270 0.514年产量 M吨/年 1863.90 2529.52 1891.08 2235.82 1680.57 651.17 727.33 647.78年产总计 12227.17 吨年实际产量 M1吨/年 1770.70 2404.04 1796.53 2124.02 1596.54 618.61 690.97 615.39年产实际总计 11615.81 吨又因为设技术废料占成品 5。所以年产量：M1M（100%5%）M 总M总（100%5%）7220.8680.956859.82T5000T（见上表）车间能达到生产要求。故上述设计合理。3.5.3 吨比计算挤压机总吨位：M150018002+163013730所以吨比：年产量/挤压机总吨位12227.1737303.282.0符合技术要求3.5.4 产品设计方案由上面数据可以得出下面设计方案：表 3-15：产品设计方案和产品计算分配产品方案 产品计算序号 产品类别 产品名称 产品分配% 代号 供货状态 年产量/吨年生产任务/吨1 滑拉窗 20.69 H110 RCS 2529.52 25292 纱窗 15.24 D302 RCS 1863.90 18633窗类型材纱窗 7.59 D752 RCS 651.17 6514 卷帘门 13.74 H205 RCS 1680.57 16805 地弹门 15.47 D302 RCS 1891.08 18916 卷帘门 18.29 H204 RCS 2235.82 22367门类型材百页片 11.76 D318 RCS 674,78 6748 幕墙型材 玻璃幕墙 5.95 D700 RCS 727.33 727总计 6859.824 685523四、 车间工作制度及生产纲领表 A：生产锭总重产品代号 每根铸锭重 年生产铸锭数 年生产锭总重D302 800T 12.16 154561 1879.95 D302 800T 12.16 156896 1908.34 H205 800T 13.68 124453 1702.08 D752 800T 13.68 78472 1073.77 D318 800T 13.68 126651 1733.02 H110 1630T 40.14 101647 4080.45 H204 1630T 36.13 245053 8853.50 D700 500T 5.47 77600 424.74 生产锭总重 21155.84 4.1 车间工作制度车间年工作天数为 291 天。产品生产必须参数如下：表 3-16：产品生产必须参数由上表（A）确定产品代号 D302 H110 D302 H204 H205 D752 D700 D318挤压机 800T 1630T 800T 1630T 800T 800T 500T 800T挤压速度m/min40 25 40 25 40 40 25 40制品长度L /m27.41 25.95 27.41 14.62 26.45 31.23 19.97 26.25挤压所需时间min1.34 2.04 1.34 1.71 1.59 1.78 1.8 1.66每根铸锭辅助时间t/min1 1 1 1 1 1 1 1每根铸锭所需时间2.34 3.04 2.34 2.71 2.59 2.78 2.8 2.6624T/min每根锭重 Kg/根12.16 40.14 12.16 36.13 13.68 13.68 5.47 13.68 年生产注定数量/根154561 101647 154561 245053 87849 78472 77600 126651 年生产铸锭总计/吨1880 4080.45 1879.95 8853.50 1202.08 1073.77 424.74 1733.02 年需要锭总计 21155.84 年生产工作时间 /h3456 3504 3504 3456 2328 2328 6984 2328年生产工作天数 /d291 291 291 291 291 291 291 291每天生产量/吨6.41 8.69 6.50 7.68 5.78 2.24 2.50 2.23 年产量M吨/年1863.9 2529.52 1891.08 2235.82 1680.57 651.17 727.33 647.78年产总计 12227.17 吨年合格产量 M1吨/年1770.7 2404.04 1796.53 2124.02 1596.54 618.61 690.97 615.39挤压机吨位 3730吨 年产合格总计 11615.81 吨年产量/挤压机吨位3.28 254.2 车间几何损失、废品率及车间生产纲领计算几何损失主要包括： 由于锭坯前端金属是承受剪切变形而流出模孔，基本上保留了原来的铸造组织，机械性能低劣和挤压缩尾等使制品头部与尾部组织不均、性能差。需各切掉 300mm 造成金属损失。 损失量0.6L100% 拉伸矫直后要对变形的夹头切掉 350mm。 损失量0.35（L102%）100% 切定长 6m 造成金属余料。 损失量（L 切 n6）（L102%）100% n单孔成品根数。L 切 切夹头后长度非几何损失包括: 锯切造成锯屑 2mm 不可回收的金属废料。 损失量 0.002N L 100%N单孔挤出的制品总共切了几刀 生产过程中约有 5%的不合格产品。由上计算法则可得挤压车间生纲领计算表如下：表 4-1：挤压车间生产纲领计算表：挤压车间生产纲领计算表序号 1 2 3 4 5 6 7 8产品名称 纱窗 地弹门 卷帘门 纱窗 百叶片 滑拉窗 卷帘门 玻璃幕墙合金牌号 6063 6063 6063 6063 6063 6063 6063 6063产品状态 RCS RCS RCS RCS RCS RCS RCS RCS产品代号 D302 D302 H205 D752 D318 H110 H204 D700计算产品代号 D302 D302 H205 D752 D318 H110 H204 D700年生产任务/t 1864 1891 1681 651 648 2530 2236 727 可回收切头尾损失 2.19 2.19 2.27 1.92 2.29 2.31 4.10 3.00 可回收质量次品损失5 5 5 5 5 5 5 5金属损失（%）可回收切 1.25 1.25 1.30 1.10 1.31 1.32 2.35 1.72 26夹头切定尺 10.06 10.06 6.86 1.97 6.15 5.11 13.53 6.73 不可回收锯屑 5.84E-02 5.84E-02 6.05E-02 5.76E-02 6.10E-02 6.17E-02 8.21E-02 7.01E-02成材率 86.52 86.52 89.45 94.71 91.50 91.11 80.88 88.