年产量4万吨h68黄铜管挤压车间设计毕业设计(编辑修改稿)

年产量4万吨h68黄铜管挤压车间设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

extrusion technology and rolling technology. This design is about an annual output of 40000 tons of H68 brass tube extrusion workshop ,in which the extrusion process is the most important part in the billet size and the extrusion products’ size areΦ 2801000mm andΦ 303mm, extrusion equipment is singleacting horizontal extruding machine， and the extrusion method is lubrication forward contents of the design mainly includes： summarizing the present situation and the development of China39。 s copper processing industry， designing extrusion process parameters (extrusion ratio， the size of the ingot billet， extrusion temperature， extrusion speed，extruding machine selection， etc.)， extrusion pressure calculation and extrusion die design，(extrusion die， extrusion tube， extrusion， extrusion rod and other ponents) design and calculation， the selection of auxiliary equipment， and forming workshop labor capacity， the workshop layout and main technical and economic indicators. The extrusion force of the design is the quality of the products ,the flat die is chosen as extrusion calculating the thickness of the mold, it is obtained by the dangerous section of the mold and bending moment . Keywords： H68 brass； extrusion technology； plant design； extrusion process； extrusion die 铜陵学院毕业设计 1 第 1 章 概述 我国铜材加工的生产现状及发展趋势 我国铜行业发展情况 2020 年 12 月， 我国开采的 铜精矿含铜量 为 万吨， 比以往调高 %，加工铜材产量 万吨， 比以往增加 %， 生产精铜的质量为 517 万吨 ， 总体取得较大的成果。 近几年我国铜材发展情况如表 11 所示。 （ 1） 消费量和年产量持续保持稳定增长。 我国在十一五期间，精铜产量 从 260 万吨（ 2020 年 ） 增加到 458 万吨（ 2020 年），年平均增加 12%。 大于同一时间的 GDP 增长率。 消费精铜 相对来说提高 15%， 由 374 万吨（ 2020 年）增加到 753 万吨。 我国铜加工产品的消费量和产量持续保持较快的增长速度。 （ 2） 铜矿资源实现较大的发展。 近几年来由于铜 材价格一直上升的影响，使我国铜矿的开采工作显著增加，接连发现一些矿产储量丰富的铜矿，例如，西藏冈底斯铜矿成为我国最大的铜矿床，资源储量高达 1200 万吨以上。 （ 3） 铜矿产冶炼企业的生产规模不断矿大，产业密集度进一步增加。 江西铜业集团在 2020 年生产 105 万吨的精铜；大冶有色企业精铜产量达到历史最高，为 35 万吨。 生产规模不断提高的同时，冶炼企业密集度也不断增大。 2020 年，我国铜材冶炼企业 CR 产量指标为 ， HHI（ HerfindahlHirsch man Index）为 911，与中等密集水平向接近。 （ 4） 铜材 生产工艺水平与装备有了进一步的提高。 在近几年，由于我国经济不断高速增加和全球范围内的产业转移，我 国的铜材加工业不断发展，特别是铜板带材，消费量和年产量持续告诉增长。 同时，我国不断引进和自主开发一批水平先进的铜材生产设备和生产工艺，不断提高技术创新水平，促使我国铜加工业 的高速发展。 我国铜制品的不断发展发展 近几年来，我国铜产品品种发生了较大的变化，新产品和新材料不断出现，传统的铜材不断完善向现代铜加工产品转变，其中最明显、最突出的特点是向高精度、环保、节能、高性能的方向发展。 许多产品达到世界先进 水平，在铜材市场享誉国内外。 （ 1）空调和制冷设备超波、超细、高精度、复杂齿形以及高清洁度的产量不断增加。 （ 2）建筑用铜气、水管、采暖管在我国的应用不断加大。 （ 3）冷凝器用铜合金管随着电力工业的不断发展，虽然受到不锈焊接铜管的影响，年度 项目 铜精矿 精铜 加工铜材 2020 年 生产量 消费量 净进口量 2020 年 生产量 消费量 —— 净进口量 表 11 2020年 ~2020 年我国铜行业生产、消费及净进口情况 （万吨） 刘成成： 年产 4 万吨 H68 黄铜管挤压车间设计 2 其产量不断提高。 而且，冷凝器用铜合金管在造船业、海洋工程以及化工行业的应用也不断增加。 （ 4）焊接用带材大多用于铜包铝线材的生产，品种规格为 132mm，其要求具有严格的宽度公差和较高的导电率。 （ 5）桐线杆已成为作为线材坯料的重要产品。 合金线用铜杆大多使用水平连铸方 法生产，主要产品有异形线、高速列车导线等 （ 6）无铅环保型铜及铜合金新材料、高导电材料以及各种大长度异形铜材生产实现较大的进展。 科技创新引领我国铜加工业的高速发展 近 60 年来，我国铜加工行业由小变大、由弱到强，尤其是在十一五期间迅速发展，七年来，产量居世界第一位。 2020 年我国铜材产量为世界的一半以上。 我国铜加工业的取得蓬勃发展的主要原因即是科技创新。 最近以来，由技术创新引起的产业变革有：铜材产品的性能由传统指标向现代化发展；产品品种由传统机械用铜材向现代电子行业用铜材发展；生产工艺由长流程向 环保、节能、高水平的短流程工艺发展。 我国有些自主创新的技术，如高精度内螺纹管的生产技术已经达到世界先进水平。 （ 1） 工艺技术的主要成果 打破了传统的三级式铜及铜合金生产方式，进一步缩短生产工艺流程，向节能、环保、高水平的生产工艺发展，卧式水平连铸坯 → 上引连铸线坯 → 高精度拉伸已经成为热点产品，如合金线材、内螺纹管等的主要生产方式；光亮铜线杆连铸连轧技术取缔了能耗高、耗铜高、质量低、污染大的陈旧设备和工艺，成为生产线坯的主要方法；在我国管材生产中管材卷式生产法是典型的先进技术，其中有许多技术已经达到世界先进水平。 （ 2） 装 备技术的主要成就 我国自主研发的铜材加工技术装备有较高的性价比，使项目投资显著减小，逐渐在我国铜材加工企业得到应用，拜托了完全依赖国外先进生产装备的局面，自主研发的技术装备不仅在国内被广泛使用，而且深受全球铜加工业的喜爱。 主要技术装备成果有：我国铜及铜合金感应熔炉已经潜流话、连体化，具有节能、结构简单、环保的优点；用于板带材生产的轧机如粗轧机、中轧机以及精轧机等完全国产化；管棒型材的生产装备也已经基本上国产化。 （ 3）铜材加工技术的创新 节能、环保、提高成品率以及产品质量、增加产品品种、使生产成本降低、提高 企业经济效益，铜材加工技术不断向着连续化、智能化、自动化以及精细化生产前进。 十一五期间我国铜材加工行业在生产技术方法的创新中实现了较大的进步，其中连续铸造技术、行星轧制技术和连续挤压技术三大技术为我国铜材加工生产提供了强有力地技术保证。 挤压生产的发展与现状 挤压作为一种新的金属塑性加工方法在成型领域出现不是太早。 第一台挤压机的出现是在 1797 年，是一位英国人为了生产铅管而发明的，然后经过不断的发展和改进。 但是由于当时条件的限制，挤压力不是很大，只能挤压一些像铅较软金属。 后来技术条件不断发展，在 1894 年第一台挤压黄铜等硬金属的挤压机问世。 从此 ， 这种加工方法 日益发展。 铜陵学院毕业设计 3 二战以后，挤压法应用在不同的领域，如宇航、汽车、船舶、运输、桥梁等， 特别是建筑业大量采用 挤压制品 ， 使 挤压生产的急剧发展，主要体现在以下方面。 （ 1） 挤压机的性能不断提高、生产自动化水平显著调高。 挤压机实现自动化把劳动力解放出来，是劳动力的利用率最优，同时减少劳动人员 ， 以及计算机的使用使加工 生产效率 很大程度上 提高，甚至 在某些生产线实现 无人化操作。 （ 2） 产品规格 和 品种不断 增加。 挤压制品的品种不断扩大，从开始的简单断面型材如管棒线材到复杂断面的的异型材。 挤压材料从软金属如铅到硬金属如铜、钢等。 （ 3） 挤压生产过程 不断 强化，不断出现新的挤压技术。 例如，在挤压有色合金挤压方面， 通过 控制 金属 流出速度， 避免 在制品表面上 有 周期性裂纹 产生 ， 发明了 等温挤压技术， 使用 润滑挤压和冷挤压技术技术 ，使 挤压速度 显著 提高。 连续挤压 的 出现 ，使 生产效率和成材率 大大增加。 由于 黄铜和紫铜易氧化则 采用 水封挤压、真空挤压和惰性气体保护挤压。 （ 4） 理论研究有突破性的进展。 由于当时只是看中技术的可行性以及生产效率，对其理论依据没有过多的研究。 对理论研究最早开始于 ，他主要研究不同情况下的金属 流动情况、在流动时的挤压力。 随后 ，视塑形法 的出现使挤压理论有了突破性的进展 ，即一种讲金属流动实验测量和应力计算结合起来的方法。 现在由于计算机的发展以及在挤压领域的应用 ， 可以做到在实际生产前模拟实验，结合模拟情况改进工艺等使挤压理论不断向前发展。 挤压法的优、缺点 挤压法之所以能够迅速的发展，在不同领域的广泛使用是有其优点的，相比其他加工方法有如下优点： （ 1）工作条件为三向压应力状态，使锭坯塑像最大化的发挥出来。 对于硬质金属材料的挤压是非常有力的。 由于挤压的应力状态充分发挥了金属的塑形，因 而金属可以承受很大的塑形变形，挤 压比可达到 50 或者更大。 （ 2） 生产不同产品不需要更换设备。 操作方便、简单，工作时间短。 挤压法比较适合生产小批量、多品种、规格的挤压产品。 （ 3）挤压法不但可以生产简单断面的管、棒、型材，还可以在一台挤压设备上生产复杂断面的挤压制品。 （ 4）挤压 质量好，尺寸精确、缺陷少。 （ 5） 生产自动化高、比较容易管理。 一种加工方法不可能只有优点而没有缺点，所以挤压法也存在一定的缺点： （ 1）锭坯利用率不高 ， 如挤压后一般留有压余量、组合模具挤压时的金属残 留等。 在挤压终了时要留压余和挤压缩尾。 不同的挤压方法和挤压制品，金属集合损失不同。 （ 2）加工 速度低，辅助时间长。 挤压时，锭坯变形程度较大以及较大的外摩擦力而且塑性变形区又完全被挤压筒缩封闭，使金属在变形区中快速升温，从而有可能达到金属的脆性温度区，会引起挤压制品表面出现裂纹而成为废品。 （ 3）锭坯的不均匀变形 ，使成品沿长度和断面上制品的组织和性能分布不均。 （ 4）工具 消耗较大。 刘成成： 年产 4 万吨 H68 黄铜管挤压车间设计 4 本设计的内容及意义 本设计，即年 产 4 万吨 H68 黄铜管挤压车间设计，主要包括挤压车间工艺设计、主要设备的计算与选择、辅助设 备选择和车间平面布置等方面的内容。 本设计的意义在于：一方面，可以 为相关企业提供设计样例，缩短其在生产前的理论研究与准备阶段，从而节约时间， 在一定程度上提高经济效益 和 生产效率，更好更快地满足市场和用户需求，从而更好地服务于社会；另一方面，能够进一步深化设计者对设计挤压车间的熟练程度，培养踏实细致的工作作风， 锻炼自己全面考虑问题的能力，时理论知识转化为实践能力，将来能够更好地工作。 铜陵学院毕业设计 5 第 2 章 挤压 工艺设计 H68 黄铜的性能分析 铜和锌的铜基合金 称为黄铜 ，普通黄铜的含锌量大都在 40%内，且锌大量固溶于铜。 一般把普通黄铜按其组织分为：单相黄铜（ α黄铜），含 Zn36%；双相黄铜（ α+β黄铜），含 Zn 为 36~%； β 黄铜含 Zn 为 ~50%。 本设计采用黄铜为 H68,含 Zn 量为 32%，即单相黄铜（ α黄铜）。 其组织特征是：在铸态时，晶内偏析不严重，在快冷条件下， α黄铜的铸态组织会析出少量的 β相。 加工和退火状态时，带双晶的等轴 α晶粒大小与冷加工率和退火时间、温度有关。