型鋼孔型設(shè)計(jì)

1、 孔型及孔型設(shè)計(jì)基本概念 孔型 孔型組成 孔型分類(lèi) 孔型設(shè)計(jì) 孔型設(shè)計(jì)程序和基本原則 孔型設(shè)計(jì)基本原則 孔型設(shè)計(jì)程序（步驟） 孔型在軋輥上的配置 孔型沿輥身長(zhǎng)度方向的配置 孔型在垂直方向的配置孔型的定義兩個(gè)或兩個(gè)以上軋輥的軋槽在軋制面上所組成的斷面【說(shuō)明】軋制面：通過(guò)兩個(gè)或兩個(gè)以上軋輥軸線(xiàn)的垂直平面，即軋輥出口的垂直平面軋槽：刻在一個(gè)軋輥上的槽子，軋制時(shí)軋輥與軋件接觸部分輥環(huán)：沿軋輥軸線(xiàn)方向用來(lái)把軋槽與軋槽分開(kāi)的軋軋輥輥身部分輥縫：在型鋼軋機(jī)上，同一孔型兩側(cè)的上下軋輥兩個(gè)輥環(huán)之間的距離常叫做輥縫 側(cè)壁斜度：指孔型側(cè)壁對(duì)軋輥軸線(xiàn)垂直線(xiàn)的傾斜程度 圓角：位于孔型內(nèi)的稱(chēng)內(nèi)圓角，外的為外圓角 輥環(huán)：隔

2、開(kāi)相鄰孔型的軋輥凸緣 鎖口：閉口孔型中用來(lái)隔開(kāi)孔型與輥縫的兩軋輥間的縫隙內(nèi)圓角外圓角孔型的組成及作用輥縫側(cè)壁斜度各組成部分的作用1.輥縫的作用獲得精確的斷面形狀與尺寸提高孔型共用性減少軋槽的刻入深度，提高軋輥強(qiáng)度簡(jiǎn)化軋機(jī)調(diào)整使輥環(huán)或者上下輥之間不摩擦大輥縫不利好處a. 切槽淺b. 重車(chē)次數(shù)多c. 調(diào)整量大a. 軋制不穩(wěn)地b. 影響軋件尺寸和形狀輥縫的確定輥縫與軋輥直徑D有這密切的關(guān)系大中型軋機(jī)輥縫尺寸（）小型軋機(jī)輥縫尺寸（）開(kāi)坯軋機(jī)820開(kāi)坯軋機(jī)610毛軋機(jī)610毛軋機(jī)56精軋機(jī)46精軋機(jī)13 也可以：成品機(jī)：也可以：成品機(jī)：s=0.01D 粗軋：粗軋：s=0.02D 開(kāi)坯：開(kāi)坯：s=0.03

3、D輥縫S彈跳值+調(diào)整值+磨損量使用大輥縫2.孔型側(cè)壁斜度的作用a. 有利于咬入和脫槽（入口與出口形成喇叭口）b. 延長(zhǎng)軋輥使用壽命（減少了重車(chē)量）c. 提高孔型的共用性d. 增大時(shí)，可以提高腿部側(cè)壓下量，減少道次孔型側(cè)壁斜度的確定y孔型側(cè)壁斜度；孔型側(cè)壁傾斜角；Bk孔型槽口寬度；bk槽底寬度；hp孔型高度。 有時(shí)側(cè)壁斜度也可用角度表示。 開(kāi)坯用箱形孔型： 1025，最大不超過(guò)30鋼軌、槽鋼成型孔：510閉口扁鋼延伸孔： 517成品的孔型?。?123.輥環(huán)的作用a. 承受金屬給軋輥的側(cè)向壓力b. 為安裝導(dǎo)板留有余地c. 端輥環(huán)可以防止氧化鐵皮進(jìn)入軸承取值原則a. 在保證強(qiáng)度和安裝導(dǎo)板的條件下越小

4、越好b. 輥環(huán)0.5 槽深（鋼）c. 輥環(huán)槽深（鑄鐵）具體取值軋輥類(lèi)型取值范圍（）初軋機(jī)軋輥50100軌梁或大型軋機(jī)100150三輥開(kāi)坯軋機(jī)60150中小型軋機(jī)501004.孔型圓角內(nèi)圓角R外圓角r作用作用a. 防止軋件角部急劇冷卻，消除角裂產(chǎn)生b. 改善軋輥強(qiáng)度，防止因尖角部分引起應(yīng)力集中而削弱軋輥強(qiáng)度c. 改變孔型的實(shí)際面積，從而改變變形量和充滿(mǎn)度a. 防止形成折疊缺陷b. 防止刮絲現(xiàn)象c. 增加軋輥強(qiáng)度5.鎖口的作用控制軋件斷面形狀，便于閉合孔型的調(diào)整孔型的分類(lèi)按形狀分簡(jiǎn)單斷面（方、圓、扁）異形斷面（工、槽、H 等）按用途分延伸孔型預(yù)軋孔型成品前孔按車(chē)削方式分開(kāi)口孔型閉口孔型半開(kāi)（閉）口

5、型成品孔abcd孔型輥縫在孔型周邊之內(nèi)，其水平輥縫一般位于孔型高度中間對(duì)角開(kāi)口孔型孔型輥縫在孔型周邊之外通常稱(chēng)為控制孔型，其輥縫常處在孔型的頂部或底部孔型的輥縫位于孔型的對(duì)角線(xiàn)孔型設(shè)計(jì)孔型設(shè)計(jì)定義將鋼錠或鋼坯在軋輥孔型中經(jīng)過(guò)若干道次軋制變形，獲得所需要的斷面形狀、尺寸和性能的產(chǎn)品，為此而進(jìn)行的設(shè)計(jì)、畫(huà)圖、計(jì)算等工作稱(chēng)為孔型設(shè)計(jì)孔型設(shè)計(jì)的任務(wù)斷面孔型設(shè)計(jì)確定孔型系統(tǒng)，軋制道次，變形量以及各個(gè)道次的孔型形狀、尺寸配輥確定孔型在各機(jī)架上分配及在軋輥上的配置形式，以保證軋件能正常軋制，操作方便，成品質(zhì)量高軋輥輔件設(shè)計(jì)孔型設(shè)計(jì)的要求優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低成本便于操作便于調(diào)整注：孔型設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮各軋鋼車(chē)間設(shè)備的性

6、能及其布置。機(jī)械地將與軋鋼車(chē)間的孔型設(shè)計(jì)搬到另一車(chē)間往往是要失敗的往往是要失敗的，另外，由于機(jī)型設(shè)計(jì)目前正處于經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段，孔型設(shè)計(jì)的合理與否取決于型鋼設(shè)計(jì)工作者的經(jīng)驗(yàn)水平設(shè)計(jì)工作者的經(jīng)驗(yàn)水平。導(dǎo)衛(wèi)及誘導(dǎo)裝置的設(shè)計(jì)將選擇孔型系統(tǒng)、分配道次延伸率、確定軋制道次、計(jì)算孔型尺寸、驗(yàn)算、畫(huà)孔型圖等一系列工作稱(chēng)為斷面孔型設(shè)計(jì)孔型設(shè)計(jì)基本原則選擇合理的孔型系統(tǒng)利用鋼的高溫塑性，把變形量和不均勻變形集中在前幾道，順軋制道次減少變形量軋件在孔型中的狀態(tài)要穩(wěn)定生產(chǎn)多品種時(shí)要盡量考慮孔型的共用性選擇合理的孔型系統(tǒng)總軋制道次數(shù)的確定各道次變形量的分配確定軋件的斷面形狀和尺寸確定孔型的形狀和尺寸繪制配輥圖進(jìn)行校核軋輥

7、附件設(shè)計(jì)孔型設(shè)計(jì)基本條件儲(chǔ)備 1. 產(chǎn)品的技術(shù)條件產(chǎn)品斷面形狀、尺寸及其允許偏差，對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量、金相組織和性能的要求，對(duì)某些產(chǎn)品還應(yīng)了解用戶(hù)使用情況及其特殊要求 2. 原料條件3. 車(chē)間設(shè)備條件1.孔型設(shè)計(jì)基本條件儲(chǔ)備 鋼錠或鋼坯形狀和尺寸，或者按孔型設(shè)計(jì)要求重新選定原料規(guī)格 軋機(jī)布置、機(jī)架數(shù)、輥徑、輥身長(zhǎng)度、軋制速度、電機(jī)能力、加熱爐、移鋼和翻鋼設(shè)備、工作輥道和延伸輥道、延伸臺(tái)、剪機(jī)或鋸機(jī)性能以及車(chē)間平面布置情況等 2.選擇合理的孔型系統(tǒng)新產(chǎn)品 舊產(chǎn)品 多種產(chǎn)品 單一產(chǎn)品設(shè)計(jì)孔型之前應(yīng)該了解類(lèi)似產(chǎn)品的軋制情況及其存在問(wèn)題，作為新產(chǎn)品孔型設(shè)計(jì)的依據(jù) 應(yīng)了解在其他軋機(jī)上軋制該產(chǎn)品情況及存在問(wèn)題

8、 產(chǎn)量要求不高的軋機(jī)上應(yīng)采用共用性大的孔型系統(tǒng)，這樣可以減少換輥次數(shù)及軋輥的儲(chǔ)備量 專(zhuān)業(yè)化較高的軋機(jī)上應(yīng)盡量采用專(zhuān)用的孔型系統(tǒng)，可以排除其他產(chǎn)品的干擾并使產(chǎn)量提高 3.總軋制道次數(shù)的確定已知鋼錠或鋼坯的斷面尺寸壓下量法延伸系數(shù)法壓下量法寬展系數(shù)=0.150.25H、h軋制前、后軋件高度B、b軋制前、后軋件寬度 Fi各道軋后的軋件橫斷面面積主要參數(shù)延伸系數(shù)法成品延伸系數(shù)法舉例：例：7027.5，在400/250軋機(jī)上軋制111.4)27.5(70u223 . 1cu?。?6.173 . 1lg4 .111lgn則：可取18，19道次，根據(jù)布置方式兩列，所以取偶數(shù)18到如果有幾種鋼坯尺寸可以任意挑

9、選時(shí)，應(yīng)根據(jù)軋機(jī)的具體情況選擇最適合的軋制道次，然后根據(jù)鋼坯的橫斷面積：鋼坯的邊長(zhǎng)為： 根據(jù)鋼坯邊長(zhǎng)選擇與其接近的鋼坯尺寸ncnuFF00F4.各道次變形量的分配考慮的條件金屬的塑性咬入條件軋輥強(qiáng)度電機(jī)能力孔型磨損確定的原則軋件溫度高，金屬的塑性、軋輥強(qiáng)度和電機(jī)能力不成為限制因素，而爐生氧化鐵皮和咬入條件成為限制變形量的主要因素，一般取較大值 隨著爐生氧化鐵皮的剝落，咬入條件得到改善，而此時(shí)軋件溫度降低不多，故變形系數(shù)可不斷增加，并達(dá)到最大值 隨著軋制過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行，軋件斷面面積逐漸減小，軋件溫度降低，變形抗力增加，軋輥強(qiáng)度和電機(jī)能力成為限制變形量的主要因素，因此變形系數(shù)降低 最后幾道中，為了減

10、少孔型磨損，保證成品斷面形狀和尺寸精確度，應(yīng)采用較小的變形系數(shù) 變形系數(shù)按道次分配的典型曲線(xiàn) 連軋機(jī)上延伸系數(shù)按道次分配曲線(xiàn) 5.確定軋件的斷面形狀和尺寸根據(jù)軋件斷面形狀和尺寸確定孔型形狀和尺寸，并構(gòu)成孔型。有時(shí)孔型設(shè)計(jì)是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)直接確定孔型尺寸及其構(gòu)成，可不事先確定軋件尺寸 。6.確定孔型的形狀和尺寸根據(jù)各道延伸系數(shù)確定各道次軋件橫斷面面積，然后按照軋件橫斷面面積及其變形關(guān)系確定軋件斷面形狀和尺寸。 7.繪制配輥圖把設(shè)計(jì)出的孔型按一定規(guī)則配置在軋輥上，并繪制配輥圖。 8.進(jìn)行校核對(duì)咬入條件和電機(jī)負(fù)荷進(jìn)行校核，必要時(shí)，也要對(duì)軋輥強(qiáng)度進(jìn)行校核 。9.軋輥附件設(shè)計(jì)根據(jù)孔型圖和配輥圖設(shè)計(jì)導(dǎo)衛(wèi)、檢

11、測(cè)樣板等輔件并繪圖。 1.孔型配置原則 2.為了便于調(diào)整，成品孔必須單獨(dú)配置在成品機(jī)架的一個(gè)軋制線(xiàn)上； 1.孔型在各機(jī)架分配原則是力求軋機(jī)各架軋制時(shí)間均衡； 3.根據(jù)各孔型磨損程度及其對(duì)質(zhì)量的影響，每一道備用孔型數(shù)量在軋輥上應(yīng)有所不同； 4.咬入條件不好的孔型或操作困難的道次應(yīng)盡量布置在下軋制線(xiàn)，如立軋孔、深切孔等； 5.定孔型間距即輥環(huán)寬度時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮輥環(huán)強(qiáng)度以及安裝和調(diào)整軋輥輔件操作條件。 2.軋輥直徑及其車(chē)削系數(shù)一.軋輥直徑直徑參數(shù)D0軋輥名義直徑，即人字型齒輪節(jié)圓直徑Dmax軋輥?zhàn)畲笾睆紻min軋輥?zhàn)钚≈睆紻原始直徑，DDmax+S二.車(chē)削系數(shù) K2)()(minmax0SDSDDs

12、DKDSDKD00)21 (min)21 (max對(duì)于開(kāi)坯和型鋼軋機(jī) K0.080.12受到聯(lián)軸允許傾角的限制：萬(wàn)向軸10,梅花軸34.5。最理想的是新軋輥的聯(lián)軸傾角與軋輥到最后一次是聯(lián)軸的傾角相等，得到一個(gè)方程，再聯(lián)立下面方程：oDDDKminmax3.軋輥上壓力和下壓力 一.概念上下軋槽軋輥工作直徑不等時(shí)的軋制稱(chēng)為壓力軋制，上下軋輥的工作直徑之差為壓力值： 當(dāng) 時(shí)，稱(chēng)為上壓力軋制，此時(shí)，軋件上表面的速度大于下表面的速度，下彎反之稱(chēng)為下壓力軋制下上kkkDDD-下上kkDD二.上下壓力的利用優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)初軋機(jī)采用下壓力軋制。為了減輕軋機(jī)前端對(duì)輥道第一個(gè)輥的沖擊型鋼軋制時(shí)大部分采用上壓力軋制?？梢?/p>

13、避免安裝復(fù)雜的上衛(wèi)板，另外，使用上衛(wèi)板時(shí)，機(jī)架被堵塞，難以觀(guān)察軋輥閉口是為了脫模方便共軛孔型合用上壓力軋制是這一設(shè)計(jì)的特點(diǎn)輥徑差造成上下輥壓下量分布不均，其結(jié)果是上下軋槽磨損不均使軋件中產(chǎn)生附加壓力對(duì)軋件產(chǎn)生沖擊，傳動(dòng)軸易扭斷原因分析（見(jiàn)下頁(yè)）三.取值原因分析軋制時(shí)空載時(shí)大輥套筒主動(dòng)大輥軸被動(dòng)小輥套筒被動(dòng)小輥軸主動(dòng)主動(dòng)被動(dòng)被動(dòng)主動(dòng)對(duì)延伸箱形孔型 不大于34D對(duì)其他形狀開(kāi)口延伸孔型不大于1D對(duì)成品孔盡量不采用壓力例：當(dāng)上壓力為m時(shí)，軋制線(xiàn)與軋輥中線(xiàn)之間的距離？解：設(shè)距離為x，已知 由圖可知：則：2R-KKmR下上2HRR2HRRRKKcc下下上上下上RxRxR4.軋輥中線(xiàn)、軋制線(xiàn)和孔型中性線(xiàn) 一

14、.概念軋輥中線(xiàn)軋制線(xiàn)孔型中性線(xiàn)上下兩個(gè)軋輥軸線(xiàn)間距離的等分線(xiàn)稱(chēng)為軋輥中線(xiàn)。 配置孔型的基準(zhǔn)線(xiàn)稱(chēng)為軋制線(xiàn)。 上、下軋輥?zhàn)饔糜谲埣系牧貙?duì)于某水平直線(xiàn)相等，該水平直線(xiàn)稱(chēng)為孔型中性線(xiàn)。 42R-KmxxRK得到：下上二.孔型中性線(xiàn)的求法1.重心法（幾何重心法）適用于水平對(duì)稱(chēng)孔型首先求出孔型的面積重心，然后通過(guò)重心畫(huà)水平直線(xiàn)，該直線(xiàn)就是孔型的中性線(xiàn)2.面積等分法將等分孔型面積的水平線(xiàn)作為孔型的中性線(xiàn)FaFbFa=Fb3.周邊重心法把上下軋槽重心間之間的等分線(xiàn)作為孔型的中性線(xiàn)上周邊重心下周邊重心孔型中性線(xiàn)二.孔型中性線(xiàn)的求法4.軋輥的工作直徑確定中性線(xiàn)法先將其垂直m等分，上下輥徑分別為為D1，Dm， D1，Dm 根據(jù)上下輥平均速度相等求解113213216060ccmimiimDDmDmDmDDDDnmDDDDnim即二.孔型中性線(xiàn)的求法4.軋輥的工作直徑確定中性線(xiàn)法為確定平均工作直徑Dc和Dc ，在孔型上、下兩側(cè)劃兩條任意的水平線(xiàn)X-X和Y-Y。用求積儀或其他方法求出孔型輪廓線(xiàn)與X-X及Y-Y所圍成的面積F和F