材料成形裝備及自動(dòng)化 材料成形裝備及自動(dòng)化(1)

1、精選精選ppt材料成形裝備及自動(dòng)化材料成形裝備及自動(dòng)化 Equipment and Automation of Materials Process呂書林呂書林華中科技大學(xué)材料學(xué)院華中科技大學(xué)材料學(xué)院材料成形及控制工程專業(yè)核心課程材料學(xué)院材料成形裝備及自動(dòng)化教案2009-2010學(xué)年第二學(xué)期精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 2目 錄第一章第一章 緒緒 論（論（2學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)） 第二章第二章 金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化（金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化（1010學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)） 第三章第三章 金屬塑性成形裝備及自動(dòng)化金屬塑性成形裝備及自動(dòng)化（

2、8學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)） 第四章第四章 金屬連接成形裝備及自動(dòng)化（金屬連接成形裝備及自動(dòng)化（1010學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)） 第五章第五章 高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化（2學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)） 第六章第六章 快速成形裝備及控制快速成形裝備及控制（8學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）第七章第七章 其它材料成形裝備（其它材料成形裝備（2 2學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）第八章第八章 熱處理工業(yè)爐及其控制熱處理工業(yè)爐及其控制（2 2學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）第九章第九章 材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備（材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備（2 2學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）總結(jié)復(fù)習(xí)（總結(jié)復(fù)習(xí)（2 2學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)） 精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料

3、學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 3第八章第八章 熱處理工業(yè)爐及其控制熱處理工業(yè)爐及其控制8.1 工業(yè)爐的種類及特點(diǎn)8.2 熱處理工業(yè)爐及其生產(chǎn)線8.3 熱處理生產(chǎn)自動(dòng)線8.4 其它工業(yè)用爐8.5 爐溫監(jiān)測及控制系統(tǒng)精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 48.1 工業(yè)爐的種類及特點(diǎn)工業(yè)爐的種類及特點(diǎn) 在許多情況下，材料的成形加工都是在加熱的狀態(tài)下完成的。涉及到熱能的產(chǎn)生、傳遞和交換，而完成這些熱過程的主要裝備是各種工業(yè)用爐。 精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 58

4、.1.1 熱能的產(chǎn)生與熱交換概述熱能的產(chǎn)生與熱交換概述精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 68.1.2 工業(yè)爐的種類及特點(diǎn)工業(yè)爐的種類及特點(diǎn)由于傳統(tǒng)的工業(yè)組合和分工不同，由于傳統(tǒng)的工業(yè)組合和分工不同，“工業(yè)爐工業(yè)爐”的范圍不是很嚴(yán)格。在我國，工業(yè)爐僅指軋鋼加熱的范圍不是很嚴(yán)格。在我國，工業(yè)爐僅指軋鋼加熱爐、鍛造爐、熱處理爐、窯爐、鑄造熔化爐等，不爐、鍛造爐、熱處理爐、窯爐、鑄造熔化爐等，不包括冶金行業(yè)的高爐、平爐和轉(zhuǎn)爐，而焦?fàn)t和動(dòng)力包括冶金行業(yè)的高爐、平爐和轉(zhuǎn)爐，而焦?fàn)t和動(dòng)力鍋爐屬于能量轉(zhuǎn)換裝置、煤氣發(fā)生裝置屬于化工用鍋爐屬

5、于能量轉(zhuǎn)換裝置、煤氣發(fā)生裝置屬于化工用爐。爐。通常，工業(yè)爐的種類、作用及特點(diǎn)可歸納為表通常，工業(yè)爐的種類、作用及特點(diǎn)可歸納為表8-1所示（詳見參考書）。按使用行業(yè)的不同進(jìn)行分所示（詳見參考書）。按使用行業(yè)的不同進(jìn)行分類，有：鑄造熔化爐、軋鋼加熱爐、鍛造爐、熱處類，有：鑄造熔化爐、軋鋼加熱爐、鍛造爐、熱處理加熱爐（又分退火爐、滲碳爐等）、陶瓷燒結(jié)爐、理加熱爐（又分退火爐、滲碳爐等）、陶瓷燒結(jié)爐、玻璃退火爐等等。玻璃退火爐等等。本章主要介紹熱處理爐及其它工業(yè)用爐的結(jié)構(gòu)本章主要介紹熱處理爐及其它工業(yè)用爐的結(jié)構(gòu)原理與控制原理與控制 精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科

6、技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 78.1.3 工業(yè)爐基本要求及主要組成工業(yè)爐基本要求及主要組成基本要求基本要求控制方便，生產(chǎn)率高控制方便，生產(chǎn)率高保證產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到工藝要求保證產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到工藝要求熱效率高，單位能耗低熱效率高，單位能耗低使用壽命長，維護(hù)方便，維護(hù)費(fèi)用低使用壽命長，維護(hù)方便，維護(hù)費(fèi)用低機(jī)械化、自動(dòng)化程度高機(jī)械化、自動(dòng)化程度高造價(jià)低，投資少造價(jià)低，投資少污染少污染少精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 88.2 熱處理工業(yè)爐及其生產(chǎn)線熱處理工業(yè)爐及其生產(chǎn)線8.2.1 熱處理工藝概述熱處理工藝概述熱處理的作用可歸納

7、為：改變工件的機(jī)械、加工性能，或獲得某種使熱處理的作用可歸納為：改變工件的機(jī)械、加工性能，或獲得某種使 用性能；使工件內(nèi)部成分均勻化、消除內(nèi)應(yīng)力；化學(xué)熱處理（滲碳等）用性能；使工件內(nèi)部成分均勻化、消除內(nèi)應(yīng)力；化學(xué)熱處理（滲碳等） 可以改變工件表面成本，使工件得到特殊的性能（耐磨性等）。可以改變工件表面成本，使工件得到特殊的性能（耐磨性等）。熱處理工藝有：淬火（水冷、油冷）、退火（爐冷、砂冷）、正火（熱處理工藝有：淬火（水冷、油冷）、退火（爐冷、砂冷）、正火（ 空氣冷卻）、回火和化學(xué)熱處理?？諝饫鋮s）、回火和化學(xué)熱處理。無論何種熱處理，從熱工角度看，都是由三個(gè)階段組成，即：加熱、無論何種熱處理，

8、從熱工角度看，都是由三個(gè)階段組成，即：加熱、 保溫、冷卻。保溫、冷卻。對熱處理爐的要求為：從爐型結(jié)構(gòu)和熱工制度上能保證熱處理工藝的對熱處理爐的要求為：從爐型結(jié)構(gòu)和熱工制度上能保證熱處理工藝的 實(shí)現(xiàn)；溫度均勻性好，要求溫差不大于實(shí)現(xiàn)；溫度均勻性好，要求溫差不大于1010；爐內(nèi)氣氛可以控制；在；爐內(nèi)氣氛可以控制；在 優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)上力求高產(chǎn)、節(jié)能；易于機(jī)械化和自動(dòng)控制。優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)上力求高產(chǎn)、節(jié)能；易于機(jī)械化和自動(dòng)控制。精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 98.2.2 連續(xù)淬火熱處理爐連續(xù)淬火熱處理爐推桿式淬火熱處理爐 由前室、爐體、

9、后室、清洗由前室、爐體、后室、清洗機(jī)、爐外運(yùn)輸機(jī)構(gòu)和各種動(dòng)作的機(jī)、爐外運(yùn)輸機(jī)構(gòu)和各種動(dòng)作的液壓缸組成。液壓缸組成。1前推料液壓缸前推料液壓缸 2前室前室3防爆裝置防爆裝置 4前室門液壓缸前室門液壓缸5前爐門液壓缸前爐門液壓缸 6爐體風(fēng)扇裝置爐體風(fēng)扇裝置7爐體爐體 8后爐門液壓缸后爐門液壓缸9后室后室 10升降臺(tái)升降臺(tái)11后拉料機(jī)構(gòu)后拉料機(jī)構(gòu) 12淬火油槽淬火油槽13縱向運(yùn)輸機(jī)構(gòu)縱向運(yùn)輸機(jī)構(gòu) 14爐底電阻板爐底電阻板15清洗機(jī)清洗機(jī) 16爐墻電阻板爐墻電阻板17前側(cè)進(jìn)料機(jī)構(gòu)前側(cè)進(jìn)料機(jī)構(gòu)18油下平推液壓缸油下平推液壓缸19變壓器變壓器推桿式光亮淬火連續(xù)爐精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加

10、工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 102. 連續(xù)式熱處理爐的控制系統(tǒng)連續(xù)式熱處理爐的控制系統(tǒng)爐子共有：前室門、前爐門、前推料機(jī)、側(cè)推料機(jī)、升降臺(tái)等11個(gè)運(yùn)動(dòng)部件。圖8-6 可控氣氛連續(xù)式熱處理爐（立體圖）前前精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 11可控氣氛連續(xù)式爐液壓系統(tǒng)前側(cè)推料液壓缸前推料液壓缸升降臺(tái)II液壓缸后爐門液壓缸升降臺(tái)I液壓缸油下推料液壓缸縱向運(yùn)輸液壓缸后側(cè)拔料液壓缸前室門液壓缸清洗機(jī)門液壓缸前爐門液壓缸精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)

11、華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 128.2.3 多室可控氣氛滲碳爐多室可控氣氛滲碳爐多室爐，把加熱室、滲碳室、擴(kuò)散室等用門嚴(yán)格隔開，創(chuàng)造了各區(qū)段不同碳勢精確控制的條件。三室滲碳爐1,3,5,6,8,10,12,13,14推料機(jī)2前室4加熱室7滲碳室9擴(kuò)散室11冷卻室15爐門精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 138.2.4 真空熱處理爐真空熱處理爐在真空下進(jìn)行熔煉和熱處理，可減少或防止氧化、具有脫氣和脫脂作用等。將真空技術(shù)用于熱處理爐，幾乎可實(shí)現(xiàn)全部的熱處理工藝。自冷式真空電阻爐結(jié)構(gòu)示意圖1爐蓋2冷卻水管3工件4電熱元件5隔熱屏6爐

12、體7機(jī)械泵8羅茨泵9旁路閥10真空閥11冷阱12油擴(kuò)散泵精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 148.3 熱處理生產(chǎn)自動(dòng)線熱處理生產(chǎn)自動(dòng)線 鹽浴爐熱處理生產(chǎn)線：由鹽浴加熱爐、淬火油槽、淬火水槽、硝鹽回火爐和清洗槽組成。 可以處理各種中碳鋼和中碳合金鋼零件。鹽浴爐熱處理生產(chǎn)線的布置8.3.1 鹽浴爐及其熱處理生產(chǎn)線鹽浴爐及其熱處理生產(chǎn)線精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 158.3.2 氣體滲碳淬火自動(dòng)線氣體滲碳淬火自動(dòng)線氣體滲碳淬火自動(dòng)線氣體滲碳淬火自動(dòng)線I

13、滲碳爐滲碳爐II淬火裝置淬火裝置III清洗機(jī)清洗機(jī)IV回火爐回火爐V液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)VI拉料機(jī)構(gòu)拉料機(jī)構(gòu)VII側(cè)進(jìn)料推桿側(cè)進(jìn)料推桿1進(jìn)料端進(jìn)料端2進(jìn)料爐門進(jìn)料爐門3導(dǎo)軌導(dǎo)軌4電熱元件電熱元件5砌體砌體6骨架骨架7密封器密封器8爐頂密封蓋爐頂密封蓋9風(fēng)扇風(fēng)扇10變壓器變壓器11側(cè)推料機(jī)側(cè)推料機(jī)12出料爐門出料爐門13后爐門后爐門14淬火裝置淬火裝置15-取氣裝置取氣裝置16-進(jìn)氣裝置進(jìn)氣裝置17-料盤料盤精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 168.3.3 鋼板彈簧熱處理生產(chǎn)線鋼板彈簧熱處理生產(chǎn)線由推料機(jī)構(gòu)、板簧成形淬火機(jī)、回火

14、爐和應(yīng)力噴丸機(jī)等組成板簧熱處理生產(chǎn)線1電容器箱2感應(yīng)器3推料機(jī)4淬火機(jī)5油箱 6回火電爐 7水槽 8應(yīng)力噴丸機(jī)精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 178.4 其它工業(yè)用爐其它工業(yè)用爐最高工作溫度為50，電熱元件常用鐵鉻鋁電阻絲繞成螺旋體。8.4.1 多用途廂式電阻爐多用途廂式電阻爐1. 中溫箱式電阻爐中溫箱式電阻爐結(jié)構(gòu)1電熱元件2熱電偶孔3工作室4爐底板5外殼6重錘筒7爐門8手搖鏈輪9行程開關(guān)精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 182. 高溫箱式電阻爐高溫

15、箱式電阻爐按其最高工作溫度可按其最高工作溫度可分為分為1200和和1350兩兩種。種。1200高溫箱式電阻高溫箱式電阻爐的電熱元件采用爐的電熱元件采用 0Cr27Al7Mo2高溫鐵鉻高溫鐵鉻鋁電熱材料，爐底板用鋁電熱材料，爐底板用碳化硅板制成。碳化硅板制成。1350高溫箱式電阻高溫箱式電阻爐，一般均采用碳化硅爐，一般均采用碳化硅棒為電熱元件。棒為電熱元件。高溫箱式電阻爐結(jié)構(gòu)1觀察孔2爐門3變壓器4碳硅棒5爐襯6爐殼7熱電偶孔精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 198.4.2 室式鍛造加熱爐室式鍛造加熱爐 一些鋼錠、鋼坯或大型

16、零部件，常采用鍛錘或壓力機(jī)進(jìn)行加工變形，在鍛壓前將工件加熱往往使用鍛造加熱爐，簡稱鍛造爐。1. 1. 鍛造爐的基本特征鍛造爐的基本特征一般加熱溫度在11501280之間，大型鍛件加熱終了斷面溫度差要求在5080以內(nèi)。 采用燃油、燃?xì)饧訜帷?鍛造爐內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)圖精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 202. 鍛造爐的常用爐型鍛造爐的常用爐型燒油室式加熱爐車底式加熱爐1爐膛2燒嘴中心線3總煙道精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 218.5 爐溫檢測及控制系統(tǒng)8.5

17、.1 常用的測溫方法 檢測溫度的方法很多，基本上可分為兩大類：檢測溫度的方法很多，基本上可分為兩大類： 一類是由溫度敏感元件（傳感器）直接與被測介質(zhì)接觸，一類是由溫度敏感元件（傳感器）直接與被測介質(zhì)接觸，當(dāng)傳感器與被測介質(zhì)處于熱平衡狀態(tài)時(shí)，傳感器感受的溫度當(dāng)傳感器與被測介質(zhì)處于熱平衡狀態(tài)時(shí)，傳感器感受的溫度就是被測介質(zhì)的溫度。就是被測介質(zhì)的溫度。 另一類是非接觸式溫度測量。它是根據(jù)光和熱輻射原理，另一類是非接觸式溫度測量。它是根據(jù)光和熱輻射原理，將被測介質(zhì)的輻射能量，通過適當(dāng)方式聚集并投射在光敏或?qū)⒈粶y介質(zhì)的輻射能量，通過適當(dāng)方式聚集并投射在光敏或熱敏元件上，熱能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出以測定溫度。熱

18、敏元件上，熱能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出以測定溫度。精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 228.5.2 溫度檢測系統(tǒng)組成溫度檢測系統(tǒng)組成 溫度檢測系統(tǒng)，一般由溫度傳感器及顯示紀(jì)錄儀表構(gòu)成，通稱為溫度計(jì)或測溫儀表。溫度檢測系統(tǒng)組成原理a) 最簡單的系統(tǒng) b)較完整的系統(tǒng)精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 238.5.3 爐溫自動(dòng)控制系統(tǒng)舉例爐溫自動(dòng)控制系統(tǒng)舉例1. 箱式電阻爐的自動(dòng)控制系統(tǒng)一種箱式電阻爐的自動(dòng)控制系統(tǒng)精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)華中科技大學(xué)材料學(xué)院院 242. 連續(xù)加熱爐的溫度控制系統(tǒng)連續(xù)加熱爐的溫度控制系統(tǒng)加熱爐溫度控制系統(tǒng)方框圖 精選精選ppt材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備 華中科技大學(xué)材料學(xué)