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铝合金板带单机架轧制工艺规程制定及其辊型设计学院：机电工程学院班级：工程试验（材料成型）1301班指导老师：黄长清姓名：李喜年学号：0201130113目录一、设计题目与要求-----------------------------------------------1二、注意事项---------------------------------------------------------2三、材料与轧机选择-----------------------------------------------3四、热轧工艺制度的确定-----------------------------------------51热轧温度与铸坯的加热---------------------------------------52热轧压下制度----------------------------------------------------53道次分配及轧制力计算---------------------------------------74校核咬入能力----------------------------------------------------95确定速度制度----------------------------------------------------96润滑-----------------------------------------------------------------107辊型设计----------------------------------------------------------11五、冷轧工艺制度的确定----------------------------------------131道次加工率的分配---------------------------------------------132张力分配----------------------------------------------------------133冷轧速度----------------------------------------------------------134轧制力计算-------------------------------------------------------145润滑-----------------------------------------------------------------15六、车间平面布局图、辊型图---------------------------------16七、设计心得总结--------------------------------------------------16八、参考文献--------------------------------------------------------16第1页一、设计题目与要求铝合金板带单机架热轧轧制工艺规程制定（优化）、力能计算与辊型设计——易拉罐罐料（罐盖及拉环）、印刷基板等用板带轧制工艺设计——（按产品用途2-3人一组，每组员按材料牌号或终轧断面规格不同区分）给定数据及要求：1、设计任务在了解产品技术要求，工艺流程、工艺制度（规程）设计(变形制度、温度制度、速度制度)（包括力能参数计算）、、辊型设计的有关专业知识基础上，完成：1）编制指定材质和指定用途铝合金板带产品技术质量要求；2）设计编制产品生产工艺流程（包括工艺布置图(CAD)）；3）工艺制度（规程）设计(包括变形制度、温度制度、速度制度以及力能参数计算）；4）轧制工作辊、支撑辊辊型设计。板带规格见表1表1合金牌号轧板宽度轧板厚度（终轧）轧板厚度（建议）产品用途50521600mm2mm600mm拉环备注：轧机根据目前常用四辊轧机有关数据（请查找有关设备手册或设计手册。附后参考资料仅供参考）2、进度安排（可根据需要调整）3周课题调研、资料查询与产品技术要求确认，3天工艺流程分析、对比与选择确定，2天工艺规程设计（如有，含模具设计）3天工艺图（如有，含模具图）绘制5天课程设计报告整理2天3、基本要求每个学生要求独立完成工艺流程、规程设计，掌握工艺设计的基本内容、基本步骤和方法，熟练使用AutoCAD进行工程图的绘制，具体要求：1）独立完成自己所负责的内容；2）熟练收集查阅文献资料；3）综合运用所学的专业知识进行设计计算；要求完成装配图及零件图，或工艺平面布置图、辊型图；4）熟悉计算机绘图、文字及图表处理；5）完成设计报告（设计说明书），要求文字流畅、结构明晰；（5000字）6）严格按照课程设计进度和教师要求，高质量完成课程设计工作。第2页4、考核每位学生交一份完整的工艺设计报告（打印，含图纸）（70%），平时成绩（30%）二、注意事项1、设计说明书的内容设计计算说明书的内容视设计任务而定，设计内容大致包括：目录（标题及页次）；设计任务书；方案的比较与拟定（简要说明附方案简图）；工艺方案与力能参数计算；设计需要的其他有关计算与说明；参考资料（资料的编号[x]及书名、作者、出版单位、出版年月）说明书还可以包括一些其他技术说明，如工艺过程或设备（模具、工装）等的注意事项，将采取的重要措施：工艺过程的润滑方法和润滑剂的选择，散热和冷却……。2、其他要求计算说明书用A4或16开纸并加上封面装订成册，要求计算正确．论述清楚，文字精炼，插图简明，书写整洁。（1）计算部分的书写，首先列出用文字符号表达的计算公式，再代入各文字符号的数值（不作任何运算和简化），最后写下计算结果（标明单位、注意单位的统一，并且写法应一致，即全用汉字或全用符号，不要混用）。（2）对所引用的计算公式和数据，应注明来源--参考资料的编号和页次。（3)对计算结果，应有简短的结论，例如，关于强度计算中应力计算的结论低于许用应力、在（规定范围内等，也可用不等式表式。如计算结果与实际所取之值相差较大，应作简短的解释，说明原因。（4）计算部分可用校核形式书写。（5）为了清楚说明计算内容，应附有必要的插图例如，方案简图、结构简图、受力图、弯矩和扭矩图等。在方案简图中对设备、部件或局部系统等应统一编号，以便在计算中称呼或作注脚之用（注意在全部计算中所使用的符号和注脚，必须前后一致，不要混乱）。（6）对每一自成单元的内容：都应有大小标题，使其醒目突出。（7）所选主要参数、尺寸和规格以及主要的计算结果等，可写在每页右侧留出的约25mm宽的长框内，或集中写于相应的计算之中也可采用表格形式；例如工艺参数和力能参数等一类数据可列表写出。3、绘制图纸工作●图纸是设计的最终产品，是后续制造、检验、装配和制订工艺规程所依托的基本技术文件。它反映设计者的设计意图。装配图（包括设备或机器装配图、模具装配图）要反映总体关系和各个关联部分的衔接，要注明装配关系（配合尺寸、装配公差等），以及设计的设备或模具形位之间的关系，特别是影响设计产品使用或运行精度的位置尺寸关系。●零件工作图是零件制造、检验和制订工艺规程的基本技术文件。它既要反映出设计意图，又要考虑到制造的可能性和合理性。因此零件工作图应包括制造和检验零件所需全部内容，如图形、尺寸及其公差、表面粗糙度、形位公差、对材料及热处理的说明及其他技术要求、标题栏等。●每个零件必须单独绘制在一个标准图幅中，合理安排视图，尽量采用1：1比例尺，用各种视图把零件各部分结构形状及尺寸表达清楚。对于细部结构(如环形槽、圆角等)如有必第3页要可用放大的比例尺另行表示。●零件的基本结构及主要尺寸应与装配图一致，不应随意更改。如必须更改，应对装配图作相应的修改。●标注尺寸时要选好基准面，标出足够的尺寸而不重复，并且要便于零件的加工制造、应避免在加工时作任何计算。大部分尺寸最好集中标注在最能反映零件特征的视图上。●零件的所有表面都应注明表面粗糙度等级，如较多表面具有同样粗糙度等级，可集中在图纸右上角标注、并加其他字样，但只允许就一个粗糙度如此标注。粗糙度等级的选择，可参看有关手册，在不影响正常工作的情况下，尽量取低的等级。●零件工作图上要标注必要的形位公差。它是评定零件质量的重要指标之一，其具体数值及标注方法可参考有关手册和图册。此外，还要在零件工作图上提出必要的技术要求、它是在图纸上不便用图形或符号表示，而在制造时又必须保证的条件和要求。在图纸右下角应画出标题栏（见国家标准）。三、材料与轧机选择1.材料表25052铝合金的化学成分及其配比SiFeCuMnMg其他元素其他杂质Al0.250.400.100.102.2~2.8Zn0.10Cr0.15~0.350.15余量选用锭坯600mm*1600mm其屈服强度σ=200~230Mpa2.轧机因为目标板带厚度为2mm，需要冷轧和热轧，先用1+4热连轧机把板带轧至厚度为4mm，再冷轧至2mm，以下是轧机选择。表3热轧机参数轧机型式四辊可逆式热轧机或1+4热连轧机轧机规格粗轧Φ930mm/φ1500mm/2100mm精轧Φ750mm/φ1500mm/2100mm轧制材料（如上表）1xxx~6xxx系列合金来料厚度范围（如上表）来料宽度范围1060mm~2060mm来料卷外径范围Φ610mm~2500mm来料最大卷重22000kg成品厚度（如上表）成品宽度范围1060mm~2060mm成品最大外径Φ2500mm成品最小外径Φ1200mm轧制速度基速/最大速度：0~240/600m/min-1；基速/最大速度：0~600/1500m/min-1轧制力20000KN第4页表4冷轧机参数主传动电机功率4x1500KW工作辊Φ510mmx2350mm支撑辊Φ1350mmx2300mm轧制方向（站在操作侧看带材前进方向）从右至左开卷机张力范围低速：15000~150000高速：6000~60000开卷机电机功率/转速2x665KW/1100r/min卷取机张力（两台电机）低速：24400~19500KN高速：9750~7800KN卷取机电机功率/转速2x1000KW/1100r/min工艺润滑油量8000L•min-1机列外形32mx21mx4.65m轧机型式四辊可逆式冷轧机轧机规格Φ510mm/φ1350mm/2300mm轧制材料（如上表）1xxx~6xxx系列合金来料厚度范围（如上表）来料宽度范围1060mm~2060mm来料卷外径范围Φ610mm~2500mm来料最大卷重22000kg成品厚度（如上表）成品宽度范围1060mm~2060mm成品最大外径Φ2500mm成品最小外径Φ1200mm轧制速度基速/最大速度：0~240/600m/min-1；基速/最大速度：0~600/1500m/min-1轧制力20000KN主传动电机功率4x1500KW工作辊Φ510mmx2350mm支撑辊Φ1350mmx2300mm轧制方向（站在操作侧看带材前进方向）从右至左开卷机张力范围低速：15000~150000高速：6000~60000开卷机电机功率/转速2x665KW/1100r/min第5页四、热轧工艺制度的确定1热轧温度与铸锭的加热（1）热轧温度热轧温度一般包括开轧温度和终轧温度。合金的平衡相图、塑性图、变形抗力图、第二类再结晶图确定热轧开轧温度范围的依据。热轧的终轧温度是根据合金的第二类再结晶图确定的，铝和铝合金再热轧开坯轧制时的终轧温度一般控制在再结晶温度以上。根据表5，5052系列合金热粗轧的开轧温度为450~510，终轧温度为350~420，热精轧的开轧温度为350~420，终轧温度为250~300.表55052铝合金热轧开轧和终轧温度热粗轧温度热精轧温度开轧温度终轧温度开轧温度终轧温度450~510350~420350~420250~300(2)锭坯加热绝大多数金属热轧前都要加热，加热制度包括加热温度，加热时间及炉内气氛。1）加热温度应满足热轧温度的要求。实际生产过程中，为补偿对出炉后的温降，通常金属在炉内温度应高于热