04 延伸孔型設(shè)計

1、延伸孔型系統(tǒng)概述箱形孔型系統(tǒng)菱方孔型系統(tǒng)菱菱孔型系統(tǒng)橢方孔型系統(tǒng)六角方孔型系統(tǒng)橢立橢圓孔型系統(tǒng)橢圓孔型系統(tǒng)無孔型軋制混和孔型系統(tǒng)型鋼軋制時的變形特點延伸孔型的設(shè)計方法經(jīng)驗系數(shù)法斯米爾諾夫方法Z.烏薩托夫斯基（Wusatowski)方法特點使用范圍變形系數(shù)孔型構(gòu)成定義通常在成品孔和預(yù)軋孔之前有一定數(shù)量的、目的在于減小軋件斷面積的一系列孔型，稱為延伸孔型；延伸孔型的組合稱為延伸孔型系統(tǒng)。分類菱方孔型系統(tǒng) 菱菱孔型系統(tǒng) 箱箱孔型系統(tǒng)橢圓方孔型系統(tǒng) 六角方孔型系統(tǒng) 橢圓圓孔型系統(tǒng) 橢圓立橢圓孔型系統(tǒng) 箱形孔型系統(tǒng) 選擇孔型系統(tǒng)的原則軋機(jī)型式 軋輥直徑 軋制速度 電機(jī)能力 軋機(jī)前后的輔助設(shè)備 原料尺寸、

2、鋼種 生產(chǎn)技術(shù)水平及操作習(xí)慣 一.優(yōu)點在軋件整個寬度上變形均勻，速度差小，孔型磨損較均勻 孔型切入軋輥較淺，軋輥強度高，允許采用較大的道次變形量 在同一孔型內(nèi)，通過調(diào)整上輥可以得到多種厚度軋件，減少孔型數(shù)量，減少換孔或換輥次數(shù)，提高軋機(jī)作業(yè)率 軋件表面氧化鐵皮容易脫落，穩(wěn)定性也較好（不易扭轉(zhuǎn)） 軋件無尖銳棱角，軋件斷面溫降較均勻 操作方便，便于實現(xiàn)機(jī)械化操作 二.缺點不能軋出形狀正確的軋件 軋制小斷面時不穩(wěn)定側(cè)面不易軋制，有時出現(xiàn)皺褶用改變輥縫的方法可以軋制多種尺寸規(guī)格的軋件，共用性好 三.常見箱形孔型系統(tǒng)的組成方式 四.適用范圍一般用于軋制大、中型斷面產(chǎn)品。適用于初軋機(jī)、大中型軋機(jī)的開坯機(jī)、

3、連續(xù)式鋼坯軋機(jī)、二或三輥開坯機(jī)、型鋼軋機(jī)前幾個延伸孔以及小型或線材軋機(jī)的粗軋機(jī)架。箱形孔型的斷面大小取決于軋機(jī)的大小，對應(yīng)關(guān)系見下表： 軋輥直徑孔型尺寸2850902650802400500562300452五.變形系數(shù)寬展系數(shù)取值范圍軋 制 條 件中、小 型 開 坯 機(jī) 軋 制 鋼 錠 或 鋼 坯型 鋼 軋 機(jī) 軋 制 鋼 坯前14道軋錠扁箱形孔型方箱形孔型扁箱形孔型方箱形孔型寬展系數(shù)00.10.150.300.150.250.250.450.20.3取值的考慮因子a. 軋鋼錠時前14道次取0b. 方箱形孔型的應(yīng)小于扁箱孔型的c. 在其他條件相同時，大軋件值偏大，小軋件的偏小d. 順著軋制方

4、向值增加延伸系數(shù)一般采用，平均可取1.34 六. 箱形孔型的構(gòu)成孔型尺寸的確定孔型高度 h等于軋后軋件的高度孔型槽口寬度 BKBkb+, 孔型槽底寬度 bKbKB-(06), 孔型側(cè)壁斜度y=tan一般10%25%，個別取30或更大內(nèi)外圓半徑R和 rR=(0.10.2) hr=(0.050.15) h凸度 f初軋機(jī)：f510；三輥開坯機(jī)： f26一般時前面的大，后面的小直線形折線形弧線形1.一般箱形孔型的結(jié)構(gòu)b出孔型的軋件寬度；h出孔型的軋件高度；展寬余量，5 12mm；B來料寬度 雙斜度孔型的目的改善咬入條件：咬入角增加35度保證軋制穩(wěn)定（使軋件穩(wěn)定進(jìn)入孔型）防止出現(xiàn)耳子（開口處留有很大余地

5、）雙斜度孔型的構(gòu)成bk=B-(26) 比一般的小h10.5h 刮槽深度bk=bk+2m.y ,y=tan (510%)Bk=b+(512) 要比一般的大一些概念一個孔型位于另一個孔型之上，此時中輥的軋槽為這一對孔型所工用適用共軛孔型的目的三輥開坯軋機(jī)電機(jī)功率較小，軋輥直徑較小，故壓下量受到一定限定，因此就產(chǎn)生了軋前道次多，孔型在軋輥上按一般布置擺不下的困難，為了解決這一矛盾，在三輥開坯軋機(jī)上唯一的辦法使采用共軛孔型。共軛孔型的特點a.每兩道次翻一次鋼，即第一，二道次為扁箱，第三、四道次為方箱。b.翻鋼利用自動翻鋼（S型滑板）加快了軋制節(jié)奏，提高了軋機(jī)產(chǎn)量，從而改善了勞動條件c.上下壓力軋制d.

6、不能軋出幾何形狀正確的方形或矩形鋼，其后通常接菱方孔型軋機(jī)共軛孔型的構(gòu)成上軋線下軋線Bk3bk3Dk3hk3H2hk2D3D2bk2Bk2Dk2hk2Dk1Bk1bk1D1hk1H1第一孔H1=h1=H0-h1bk1=B0-(05) B0 第一道來料寬度Bk1=b1+ b1第一道次軋后的寬度bk2=bk1+(04) Bk2=b2+ b2第二孔軋后的寬度（612）第二孔H2=h2=H1-h2bk2=bk1-(04) bk2= bk1+2Bk2=b2+ 一般Bk1Bk2Bk3bk3=bk2+(04) 常用bk3=bk2+2Bk3=b2+ b2第二孔軋后的寬度（612）還有h k1 ,h k2 ,h

7、 k3 沒有確定，確定原則如下假設(shè)三個軋輥輥環(huán)直徑相等，D1D2D3 但由于刻槽深度不相等，所以工作直徑不同Dk1D1-2hk1Dk2=D2-2hk2Dk3=D3-2hk3由于D1=D2=D3 , 且hk1hk2hk3所以有：Dk1Dk2Dk3所以在軋輥直徑相等時，共軛孔型應(yīng)為上壓力軋制壓力值于壓下量的關(guān)系共軛孔型的壓力值于壓下量有直接的關(guān)系。下軋制線壓力值：DK下Dk2-Dk1 =2(hk1-hk2)上軋制線壓力值：DK上Dk3-Dk2 =2(hk2-hk3)h2H1-H2=hk1-hk3上下軋制線的和： Dk下+ Dk上2 h2若三個軋輥直徑相同，輥徑相等，則上下軋制線壓力為：Dk下 Dk

8、上 h2可見三輥開坯軋機(jī)的上下壓力等于上軋制線共軛孔型中的壓下量，而與下軋制線孔型中的壓下量無關(guān)。由此不難看出為了減小軋輥的上壓力，在制定壓下規(guī)程時，上軋制為共軛孔型中的壓下量取小些?？梢赃M(jìn)一步計算：因為 Dk下2（hk1-hk2）hk1=H1-hk2-s 代入上式得到：Dk下2（H1-2hk1-s）又因為 Dk下h2=H1-H2 代入：得到：進(jìn)一步計算可以得到：能軋出幾何形狀正確的軋件共用性大，能從一套孔型中軋出多種方形軋件 軋制穩(wěn)定 ，變形均勻缺點優(yōu)點軋槽較深角部冷卻快不易去除軋件表面的氧化鐵皮使用范圍用在箱形之后，不能用在初軋機(jī)開坯機(jī)上，可用在開坯機(jī)的最后道次,也可用在精軋孔型系統(tǒng)軋制方

9、鋼。一般用于6060 8080mm以下方坯和方鋼生產(chǎn)。變形系數(shù)寬展系數(shù)：菱 l 0.5 方 f延伸系數(shù)方軋件在菱形孔中延伸系數(shù)延伸系數(shù)菱形軋件在方形孔中延伸系數(shù)孔型構(gòu)成孔型構(gòu)成優(yōu)點利用菱菱孔型系統(tǒng)可將方形斷面由偶數(shù)道次過渡到奇數(shù)道次易于喂鋼和咬入，對導(dǎo)板要求不嚴(yán)在任意一對孔型中皆能軋出方坯缺點除具有菱方孔型系統(tǒng)的缺點外，軋出方坯有明顯八邊形軋件穩(wěn)定性差延伸系數(shù)小，很少超過使用范圍主要用于中小型粗軋機(jī)上，可用于過渡孔型變形系數(shù)寬展系數(shù) l0.35延伸系數(shù) 設(shè)計方法按內(nèi)接圓直徑設(shè)計直徑關(guān)系開坯機(jī)型鋼軋機(jī)的開機(jī)孔型精軋孔相鄰菱形直徑比D/d1.081.21.081.141.051.14相鄰菱形的內(nèi)接

10、圓直徑差D-d/mm81561248邊長關(guān)系開坯機(jī)型鋼軋機(jī)的開坯孔型精軋孔相鄰菱形邊長比A/a1.081.21.081.171.051.17相鄰菱形邊長差A(yù)-a/mm81561268按菱形邊長設(shè)計孔型構(gòu)成菱形設(shè)計（同菱方孔型）萬能菱形孔型擴(kuò)張段長度M M =(0.30.4)D 或 M=(0.30.4)A擴(kuò)張角 =30 40通常 =30側(cè)壁圓弧半徑r r =(1.02.0)D 或 r =(1.02.0)A其他尺寸 R =(0.150.2)D 或 R = (0.150.2)Ar =(0.050.1)h ; s=(0.120.16)D 或 s=(0.120.16)A 如右圖所示注按菱形內(nèi)接圓直徑計算

11、按菱形邊長計算其余尺寸同按內(nèi)接圓直徑計算優(yōu)點缺點不均勻變形嚴(yán)重，使孔型的磨損快且不均勻。軋件在孔型中的穩(wěn)定性較好。橢圓孔型在軋輥上的切槽深度較淺。沒有固定不變的棱角，軋件表面溫度均勻。(軋件角部位置變換和四個方向壓縮軋件，使軋件得到均勻冷卻，有利于改善金屬的組織性能和防止角部裂紋的產(chǎn)生)橢圓孔型比方孔型磨損快。若用于連軋易破壞連軋常數(shù)，另外，橢圓孔型和方孔型的延伸系數(shù)差別較大，按此孔型設(shè)計的集體傳動連軋機(jī)，很難再改用其他孔型系統(tǒng)。延伸系數(shù)大. tmax= 2.4,fmax= 1.8 (因此可通過橢圓方孔型系統(tǒng)迅速壓縮軋件斷面，減少軋制道次，保持較高的軋制溫度。)橢圓進(jìn)方孔型時：其不均勻變形和變

12、形的不同時性比方進(jìn)橢圓是要小得多 ，橢圓軋件進(jìn)入方孔型時是以橢圓兩側(cè)圓弧與方孔側(cè)內(nèi)壁四點接觸，只要橢圓軋件要求正確，軋件在孔型中受到對稱夾持是相當(dāng)穩(wěn)定的。但軋件在橢圓孔型中形成的斷面形狀往往不正確或充滿不良，因此，對導(dǎo)入口導(dǎo)入裝置的安裝和調(diào)整要求較為嚴(yán)格。尤其是對方孔型入口側(cè)的夾板要能正確地夾持軋件。橢圓軋件在方孔中首先中部金屬受到壓縮，帶動兩側(cè)未受壓金屬延伸，隨著軋件進(jìn)入變形區(qū)，由于兩側(cè)金屬的壓下系數(shù)大于中部，產(chǎn)生強迫寬展，因此，孔型形狀對寬展的限制程度較大，故使方孔中的寬展較橢圓孔型中小。軋件的變形特點方軋件進(jìn)橢圓時：四角變形 ，受中部金屬牽制， 橫向流動(寬展)增加， 故橢孔內(nèi)寬展較大。

13、當(dāng)橢圓孔型的Bk/hk和孔型圓弧半徑R越小，則產(chǎn)生強迫寬展相對越大，即就相應(yīng)降低橢圓孔型的延伸系數(shù)。因此橢圓孔型的延伸系數(shù)與Bk/hk成正比，實際生產(chǎn)中的Bk/hk值常使用在范圍內(nèi)。當(dāng)Bk/hk值太大時，孔型接近于平輥，孔型對寬展的限制程度小，軋件尺寸波動大，因此Bk/hk值不大于3。使用范圍廣泛用于小型和線材軋機(jī)上作為延伸孔型軋制40407575mm以下的軋件，用于箱式或六角方之后。變形系數(shù)延伸系數(shù) 寬展系數(shù)c1.6 t1.8 fcmax2.2 tmax =2.4 fmax橢在方中寬展系數(shù)f=0.30.6 常用f孔型構(gòu)成橢圓孔型的構(gòu)成孔型寬度 Bk=(1.0881.11)b 式中 b 表示橢

14、圓軋件的寬度，相當(dāng)于孔型的充滿度=b/Bk0.92,一般以為好； 輥縫 s=(0.20.3)h； 橢圓孔型的圓弧半徑 R=(hs)2Bk2/4(hs)橢圓軋件斷面面積近似為 F=2/3(hs)bsb外圓角半徑 r=(0.080.12)Bk方在橢中寬展系數(shù)優(yōu)點3.軋件在軋輥入口處的夾板之間和咬入時的狀態(tài)較為穩(wěn)定，并且易于調(diào)整。缺點 六角孔型充滿不良時，易失去穩(wěn)定性變性特點及使用范圍六角方孔型系統(tǒng)在軋制時比較突出的變形特點是變形均勻，延展系數(shù)大。六角形軋件進(jìn)方孔型時軋件頂角與孔型頂角相吻合，軋件在孔型中穩(wěn)定，沿軋件寬度方向絕對壓下量基本相同。但壓下系數(shù)的分布不均勻，兩側(cè)壓下系數(shù)大于中部，產(chǎn)生強迫寬

15、展，并受孔型側(cè)壁的限制下，充滿孔型，寬展量容易控制。方軋件在六角孔型時當(dāng)bkA時，軋件在孔型中軋制不穩(wěn)定，并會產(chǎn)生孔型充滿不良現(xiàn)象。當(dāng)bk=A時，軋件穩(wěn)定，變形均勻，孔型側(cè)壁有限制寬展的作用。1.變形均勻（沿寬展方向比橢圓均勻）2.單位壓力小，能耗小，軋輥磨損小孔型的構(gòu)成A來料邊長 h 軋件軋后的高度b軋件軋后的寬度根據(jù)六角孔型的充滿程度b/Bk來確定Bk90 s=(0.20.3)h;R=(0.30.6)h; R0=(0.40.5)h;R的確定原則是使孔型槽底的兩側(cè)圓弧和槽底同時與來料接觸。方孔型的構(gòu)成與橢圓方孔型系統(tǒng)相同。優(yōu)點1. 變形較均勻，軋制前后軋件的斷面形狀能平滑過渡，可防止產(chǎn)生局部

16、應(yīng)力，提高了 產(chǎn)品的能。缺點1.延伸系數(shù)小，不超過，故使軋制道次增加。變形特點及使用范圍由于橢圓圓孔型系統(tǒng)的延伸系數(shù)小，故早期在延伸孔型系統(tǒng)中應(yīng)用不廣，但在軋制優(yōu)質(zhì)或高合金鋼時，可提高產(chǎn)品的表面質(zhì)量，雖然軋制道次有所增加，但可減少精整工作量和提高成品率，從經(jīng)濟(jì)上合算。4.需要時，可在延伸孔型中生產(chǎn)成品圓鋼，從而減少換輥。3.孔型形狀有利于去除氧化鐵皮，改善軋件的表面質(zhì)量。2.軋件無明顯棱角，冷卻比較均勻。從而消除了因斷面溫度分布不均而引起的軋制裂紋的因素。3.圓孔型對來料尺寸波動適應(yīng)能力差，容易出耳子，故對調(diào)整要求高。2.橢圓軋件在圓孔型中軋制穩(wěn)定性差，需要借助于導(dǎo)衛(wèi)裝置來提高軋件在孔型中的穩(wěn)

17、定性，因而對導(dǎo)衛(wèi)裝置的設(shè)計、安裝及調(diào)整要求嚴(yán)格。圓軋件進(jìn)橢圓孔型時從圓孔型軋出的軋件斷面只有最大和最小直徑兩尺寸，進(jìn)入橢圓孔型時能自動認(rèn)面進(jìn)鋼，從而減小軋制斷面的波動，此點對于連軋機(jī)的調(diào)整意義重大。故隨著圓鋼與線材連軋技術(shù)的發(fā)展，橢圓圓孔型得到廣泛應(yīng)用。橢圓軋件進(jìn)入圓孔型時孔型側(cè)壁對軋件無夾持作用，當(dāng)軋件軸線稍有偏斜，即產(chǎn)生倒坯，穩(wěn)定性差。另外，孔型側(cè)壁對寬展的限制作用小，圓孔型寬展自由，但與其它孔型相比，軋件在圓孔型中的寬展空間小，即充許在水平成尺寸的寬展小，因此既限制了延伸系數(shù)，又容易出耳子。橢圓圓孔型的變形系數(shù)延伸系數(shù) t1.6 y1.4 c寬展系數(shù) 0.95 橢圓圓孔型系統(tǒng)的構(gòu)成圓孔型

18、的構(gòu)成孔型高度 ， 式中 Fy圓斷面軋件斷面積；孔型寬度 Bk2R，式中 展寬留的余量，可取1 mm4mm；圓孔型擴(kuò)張半徑 ：孔型擴(kuò)張角1530，通常取30；外圓角半徑 r2 mm5mm；輥縫s2 mm5mm。圓孔型另一種構(gòu)成方法中，2030，常用30。這種構(gòu)成方法與前一種的區(qū)別在于用切線代替用R的圓弧連接。切點對應(yīng)的擴(kuò)張角為22ykFhR)cos(sin48)cossin(44222kkkBRBsRRsBRkkBstansBRcos12212優(yōu)點缺點切槽深，消弱了軋輥強度。變形特點及使用范圍立橢孔型的頂部圓弧半徑可隨軋件的形狀確定，因而可使孔型對軋件的夾持作用增強，提高軋件在孔型中的穩(wěn)定性；

19、能較好地去除軋件表面的氧化鐵皮；能平穩(wěn)地實現(xiàn)軋件的斷面形狀和尺寸過渡；軋件與孔型開始接觸的接觸面積大，有利于咬入；孔型側(cè)壁對寬展的限制作用強，變形效率高。但孔型軌槽深度比圓孔型深，消弱了軋輥作強度。主要用于軋制塑性極低的鋼材和連軋機(jī)上，平、立交替布置時采用。2.孔型各處速度差大，孔型磨損快。1.軋件變形和冷卻較均勻。2.軋件與孔型的接觸線長，因而軋件寬展?。ㄏ拗茖捳梗?。3.易于去除氧化鐵皮，表面質(zhì)量好，表面缺陷如裂紋、折疊少。變形系數(shù)1.延伸系數(shù) 橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)延伸系數(shù)主要取決于平橢圓孔型寬高比，其比值為，平均延伸系數(shù)為。軋件在平橢圓孔型中延伸系數(shù)t，一般用t。軋件在立橢圓孔型中延伸系數(shù)為

20、l，一般用l。2.寬展系數(shù)軋件在立橢圓孔型中寬展系數(shù)l；軋件在平橢圓孔型中寬展系數(shù)t。 橢圓立橢圓孔型的構(gòu)成2.平橢圓孔型尺寸及其構(gòu)成同橢圓方孔型系統(tǒng)橢圓孔型。立橢圓孔型高寬比為（一般為）立橢圓孔型的高度Hk與軋出軋件的高度H相等寬度 Bk（）B，B軋出軋件寬度立橢圓孔型弧形側(cè)壁半徑可取為R1（）Bk R2（）R1外圓角半徑r（）R2輥縫s（）Hk1.立橢圓孔型構(gòu)成方法有兩種 為了提高軋機(jī)產(chǎn)量和成品質(zhì)量，在生產(chǎn)條件允許范圍內(nèi)一般盡量采用較大斷面原料，需要多道次軋制。由于軋機(jī)類型、坯料尺寸和成品規(guī)格不同，型鋼軋機(jī)上很少采用單一的延伸孔型系統(tǒng)，而是采用混合孔型系統(tǒng)。箱形菱方或箱形菱菱孔型系統(tǒng)箱形孔

21、型的作用：去除鋼錠或鋼坯表面的氧化鐵皮，增大壓下。菱方孔型的作用：軋出方形坯（當(dāng)箱孔軋制一定程度后，斷面較小時，軋制不穩(wěn)定，進(jìn)入菱方孔型系統(tǒng)軋制）菱方的組數(shù)取決于成品規(guī)格的大小以及對斷面形狀和尺寸無嚴(yán)格要求時，可采用一組菱方或菱菱孔型。若對所軋制成品方坯的斷面形狀和尺寸要求較嚴(yán)格時，則采用兩組菱方孔型。當(dāng)成品的規(guī)格尺寸較多時，菱方孔型的組數(shù)就由所需的規(guī)格數(shù)量決定。一般用于三輥開坯、中小型軋機(jī)開坯機(jī)架上。箱形六角方混合孔型系統(tǒng)采用箱形的作用同上，當(dāng)軋件在箱形中軋制到一定斷面尺寸之后，采用六角方孔型系統(tǒng)軋制除了具有較好軋制穩(wěn)定性外，還有較大的延伸能力，這對減少軋制道次有利。主要用于中小型的開坯機(jī)上

22、。箱形六角方橢圓方混合孔型系統(tǒng)主要用于小型和線材軋機(jī)上在六角方軋制到一定程度之后，為軋制穩(wěn)定采用橢圓方孔型箱形六角方橢圓立橢圓或橢圓圓孔型系統(tǒng)這種混合孔型系統(tǒng)采用橢圓立橢圓或橢圓圓孔型的目的是變形均勻，易于去除軋件表面上的氧化鐵皮，提高軋件表面質(zhì)量。用于塑性底的合金鋼，現(xiàn)在廣泛用于小型和線材連軋機(jī)上。 簡單斷面軋件的一般軋制方法是在孔型中進(jìn)行軋制，根據(jù)不同軋制階段不同，設(shè)計有初軋開坯孔型、延伸孔型和精軋孔型。但在20世紀(jì)60年代初期，首先在瑞典銅棒軋制中的開坯和延伸道次中采用不刻軋槽的平輥軋制獲得成功，并提高了產(chǎn)量、改善了質(zhì)量，降低了成本。無孔型軋制優(yōu)點軋制不同規(guī)格產(chǎn)品時可通過調(diào)節(jié)輥縫改變壓下

23、規(guī)程，提高軋機(jī)作業(yè)率提高了軋輥的使用壽命，24倍軋輥車削量小且車削簡單，節(jié)省車削工時，可減少軋輥加工車床4. 不會出現(xiàn)耳子、充不滿、孔型錯位等缺陷提高成材率（軋件在寬向均勻壓下，故使軋件兩端的舌頭、魚尾小，切頭尾量?。┙档土俗冃慰沽?，故可節(jié)約電耗7%（無側(cè)壁限制，變形均勻）缺點應(yīng)用其主要作用在于減小斷面尺寸，因此主要用于開坯及延伸孔型系統(tǒng)可用于中、小型二輥可逆式軋機(jī)及連軋機(jī)的粗、中軋機(jī)組中1. 無側(cè)壁夾持作用，易出現(xiàn)歪扭脫方多道次平輥軋后，軋件角部易出現(xiàn)尖角，此軋件進(jìn)入精軋孔易出現(xiàn)折疊在水平連軋機(jī)上進(jìn)行軋制時，需進(jìn)行扭轉(zhuǎn)900，軋件與導(dǎo)衛(wèi)板易產(chǎn)生刮傷，且加劇了脫方和尖角等缺陷孔型設(shè)計基礎(chǔ)無孔型

24、軋制不同于板軋制（寬厚比、徑厚比很?。?，亦不同于孔型軋制1.寬展特性寬厚比、徑厚比很小，一般寬厚比 ，故寬展量大，計算公式可采用艾克隆德公式、巴赫契諾夫公式或筱倉公式寬展平均寬展最大寬展2.自由面變形特性寬厚比、徑厚比、壓下率越大，越易出現(xiàn)單鼓形，單鼓和雙鼓的臨界壓下率單鼓形嚴(yán)重，下一道次不穩(wěn)定，易產(chǎn)生脫方雙鼓形嚴(yán)重，易產(chǎn)生折疊等表面缺陷設(shè)計時以控制單雙鼓率來控制單雙鼓的出現(xiàn)3.軋件歪扭脫方寬厚比設(shè)計為，合理導(dǎo)衛(wèi)板，相對壓下量控制在單鼓與雙鼓的臨界壓下量附近4.設(shè)計原則軋件在二輥孔型中的變形特點在初軋機(jī)、三輥開坯軋機(jī)上軋制鋼錠或大斷面鋼坯 ，或在軋邊機(jī)上軋制H型鋼凸緣時，均屬高件變形 ，具有高

25、件變形的一切特點，例如沿高度方向變形不均勻，形成雙鼓形、中間易產(chǎn)生拉裂等。沿高度方向壓下不均勻，因此造成同一斷面上各點的應(yīng)力狀態(tài)不同，導(dǎo)致孔型中金屬變形非常復(fù)雜。不均勻延伸，在異型斷面軋制時，由于各部分金屬的不均勻延伸，使軋件產(chǎn)生縱向附加拉應(yīng)力或附加壓應(yīng)力，影響軋件的縱向變形和橫向變形。軋輥與軋件非同時接觸初期接觸壓縮小，出現(xiàn)局部寬展接觸壓縮面積增加，寬展基本不大兩側(cè)金屬受到很大壓縮，側(cè)邊延伸增大，但中間有限制作用，致使寬展增加平輥軋圓非同時接觸孔型軋制非同時接觸軋件在二輥孔型中的變形特點孔型形狀的影響，在孔型中軋制時，除受到摩擦力外，還要受到側(cè)壁壓力作用菱形孔，限制寬展（側(cè)壁正壓力和側(cè)壁摩擦

26、力在寬展方向分力之和構(gòu)成阻力）切入孔、強制寬展（側(cè)壁正壓力和側(cè)壁摩擦力在寬展方向分力之差構(gòu)成阻力）沿孔型寬度方向由于軋槽刻痕深度不同，造成各部分軋輥工作直徑不同，從而造成速度差，引起金屬不均勻變形由上面分析孔型中軋制變形特點可知，在孔型軋制時的寬展不再是自由寬展，而大部分成為強制或限制寬展并產(chǎn)生局部寬展或拉縮，因此孔型設(shè)計的任務(wù)就是正確計算寬展值等軸斷面軋件的設(shè)計延伸孔型系統(tǒng)的特點：間隔出現(xiàn)等軸斷面兩方夾一扁123456F0F1F2F3F4F5F6123將延伸孔型系統(tǒng)分成若干組，按組分配延伸系數(shù)：式中 一組從等軸斷面到等軸斷面孔型的總延伸系數(shù)，且 則可求出各中間等軸斷面軋件的面積和尺寸。若等軸

27、斷面軋件為方形時，相鄰方軋件的邊長為 式中 A、a相鄰方軋件的邊長nin42321iiiiiFF12iAa中間扁軋件斷面的設(shè)計設(shè)計原則中間扁軋件的尺寸應(yīng)同時保證在本孔和下一孔型中正確充滿。zzbAbhab)(abhbaa則方程變?yōu)閎z軋件在中間扁孔型中的寬展量ba軋件在小方箱孔型中的寬展量h, b的確定方法：1.解方程法 特點：直接算出結(jié)果，充滿度固定，適合初學(xué)者，經(jīng)驗少，實際上充滿度根據(jù)生產(chǎn)條件和生產(chǎn)特點，工藝狀況或大或小，有一定范圍。2.試取迭代法 要求有經(jīng)驗。先選取h,令h=x)(hAhbzzzhAAb)(aabah)( 則()zb AA h 再驗算下一孔型的充滿度，由 h, b 計算

28、a()aahb a 再用a與a比較取合適的充滿度即可，不同孔型系統(tǒng)要求的充滿度不同，一般在80%以上。例101400軋機(jī)，V=11.3m/s,已知A=76,a=55.箱形系統(tǒng)，鐵輥，t=1100,求b1,h1解：對箱形孔型系統(tǒng) z=0.250.45 a取z=0.3 a設(shè) h1=48mm則 b1=A+(A-h1)z=76+(76-48) 驗算：第二道軋件尺寸 h2=55 b2=h1+(b1-h2)a=48+(84.8-55) 0.23=54.75mm55 說明h1=48合理因此 b1=84.4mm h1=48mm 可根據(jù)此構(gòu)成孔型經(jīng)驗系數(shù)法即寬展量的計算方法按經(jīng)驗值選取，選擇寬展系數(shù)b/h，再算

29、出寬展量b=h影響寬展的因素溫度（溫度增加，道次減少）延伸孔型設(shè)計實例軋輥材質(zhì)（鋼輥的f大，大，鑄鐵f小?。〩/D（在軋制過程中，軋制斷面減少的速度大于軋輥直徑變化的速度）軋制速度V(V增大，f減少，減少）軋制鋼種（合金鋼f大，小，普碳鋼f大，大）在4002/2505橫列式小型軋機(jī)上軋制15mm圓鋼，設(shè)計其延伸孔型，已知方坯邊長a0=100mm,第一列軋制速度V1=2.2m/s,軋輥材質(zhì)全部為鑄鋼；第二列軋制速度V25m/s,軋輥材質(zhì)全部為冷硬鑄鐵。設(shè)計程序設(shè)計內(nèi)容1.孔型系統(tǒng)的選擇孔型系統(tǒng)的選擇與軋機(jī)的布置和軋件的段面大小密切相關(guān)本例題原料100100mm方坯，斷面較大，開坯時為了去除氧化鐵

30、皮，可采用一對箱形孔型，之后可采用菱方系統(tǒng)，當(dāng)斷面減小到60m2以下時，可采用六角方系統(tǒng)之后可采用橢方孔型系統(tǒng)（在小于40m2之后）孔型系統(tǒng)總延伸系數(shù) 參考有關(guān)廠的延伸系數(shù)經(jīng)驗，取平均延伸系數(shù)， 則軋制道次數(shù)：由軋機(jī)布置應(yīng)取偶數(shù)道次，取n12。根據(jù)圓鋼精軋孔型設(shè)計（詳見后）確定第10道方孔的邊長a1016mm。65621514310010020.FFn4 . 1c991141656.ln.lnlnlnnc1391610022.6912.6514.5626.4428.25210.4.確定各方形斷面尺寸 iAa2.軋制道次的確定3.延伸系數(shù)的分配各對的延伸系數(shù)：粗軋總延伸系數(shù)：孔型系統(tǒng)組成：一對箱

31、形孔型一對菱方孔型一對六角方孔型兩對橢方孔型、和、所以）（mm.a776911002）（mm.a60651774）（mm.a537562606）（mm.a244425378）（mm.a1625224105.確定各中間扁軋件斷面尺寸 根據(jù)本題條件，軋件在第1孔和第2孔中的寬展系數(shù)取設(shè)矩形軋件高 h169mm，則 驗算軋件在第2孔（方箱型孔型）的充滿情況：30.z250.a）（mm.)()ha(abz310930691001001001）（）（）（mm.abhba177250773109692112軋件在第2孔型軋后寬度為mm，與需要得到的77mm相差甚小，故設(shè)定h169mm是合適的。否則需重新設(shè)

32、定h1。 菱形孔型實際高度和孔型槽口寬度與頂角圓弧半徑和輥縫值大小有關(guān)，首先按軋件幾何對角線計算變形，之后再按軋件實際變形驗算孔型充滿程度。按軋件幾何對角線計算菱形孔高與寬。設(shè) ， ；菱形孔幾何高度，則350.l30.fmmh703）（mm.).(.)ha.(a.bl1203507077411774114114113223 第1孔型（矩形箱孔型）第3孔型（菱形孔型）計算菱形孔實際高度和槽口寬度 設(shè)菱形孔頂角圓弧半徑R13mm，輥縫s8mm，則）（mm.bhRhhk965112070113270112223）（ mm.hsbbk3106708112013計算第4孔（對角方孔）孔型尺寸，設(shè)R12m

33、m；s8mm，則）（mm.a.h8460414144）（mm.R.hhk74128308483044）（mm.a.b8460414144）（mmsbbk7688444驗算方軋件在菱形孔型中的充滿度：菱形孔來料高度H2和寬度B2為）（mm.R.a.BH495158307741830412222此時，軋件在菱形孔軋后實際寬度b3為 ）（mm.).(.)hH(Bblk71053509654954953223軋件寬度b3小于bk3，其充滿度為。驗算菱形軋件在第4孔型中軋制時充滿程度：）（mm.).(.)hb(hbfkk475307471059654334第4孔型軋件軋后寬度比槽口寬度小，其充滿程度為，

34、故前面設(shè)定的菱形孔型尺寸是合適的。設(shè)h529mm，則軋件在第5孔型軋后的軋件寬度為）（mm.)()ha(abl781702960605445驗算軋件在第6孔型的充滿程度：計算第6孔型（對角方孔）尺寸，設(shè)R7mm，s5mm,則）（mm.a.h85253741141166）（mm.R.hhk47783085283066）（mm.a.b25353742142166）（mm.a.b25353742142166軋件在第6孔中實際寬度為）（mm.).()hb(hbfk4465047781296556軋件寬度比bk6小mm，此時孔型的充滿程度為，故認(rèn)為六角形孔型設(shè)計是合格的。取 ， ，設(shè) ，則軋件在第7孔型

35、的軋后寬度為01.t40.fmmh207）（mm.).(.)ha(abt5501205375377667驗算軋件在第8孔型中充滿程度：計算第8孔型尺寸，設(shè)R5mm，s4mm，則 第5孔型（六角孔型） 第7孔型（橢圓孔型）（mm.a.h63324414188）（mm.R.hhk529583063383088）（mm.a.b1342442142188）（mm.sbbk130413488軋件在第8孔型中的實際寬度為）（mm.).()hb(hbfk2304052955208778軋件寬度比bk8大mm，一般來說應(yīng)小于bk8，但大的數(shù)值很小，故可以認(rèn)為橢圓孔設(shè)計是合適的。否則需要重新設(shè)定橢圓高度，重復(fù)以

36、上設(shè)計步驟，直到第8孔型的軋件寬度小于bk8，但孔型充滿程度又不宜小于95為止。第9孔型設(shè)計方法與步驟同第7孔型，其結(jié)果為：h913mm，b935mm。以上各中間孔型僅計算了軋件的高與寬，而相應(yīng)孔型尺寸計算可按各延伸孔型構(gòu)成方法進(jìn)行，此處略去。 第9孔型（橢圓孔型）斯米爾諾夫方法.斯米爾諾夫法利用總功率最小的變分原理得到軋件在簡單斷面孔型中軋制時寬展公式 寬展系數(shù)，b/B； A 軋輥轉(zhuǎn)換直徑，AD*/H1；ao 軋件軋前的軸比， aoH0/B0；ak 孔型軸比，akBk/H1；壓下系數(shù)的倒數(shù)，h/H（h、H為軋后和軋前軋件高度）；0 軋件在前一孔型中的充滿程度，0B1/Bk（B1為前一孔型中軋

37、件寬度）； 摩擦系數(shù)，可查表得； 箱型孔型側(cè)壁斜度；c0、c7 與孔型系統(tǒng)有關(guān)的常數(shù)，可查表得，對箱形孔型c7，其他孔型c7 0。延伸孔型D*、H1、Bk 的表示方法見下圖7654321tan111000cccckcccaaActan計算實例（1） 第1孔型（箱形孔型）4291701001101.HH71447070400110.HHDA1100100000/B/Ha設(shè)第1道軋件溫度為1150，則，取 ，則tan056120607144142910714013620160746086201.第1道軋后軋件寬度為 ）（mm.BB1061000561011驗算軋件在第2孔型中充滿情況：第2孔型的計

38、算參數(shù)為3771771061212.HB514170106110./H/Ba； tan095120514119541377107140136207630746086202.）（mm.HB776700951122軋件寬度比應(yīng)得寬度小 mm，故H170 mm是合適的。設(shè)H170 mm，則195. 47777400HHDA1102）第3孔型（菱形孔型）31742961323.HH40547474400.A042160850614054131093154318654854500723.）（mm.BB21002960421233驗算軋件在第4孔型中的充滿情況18416041121001434.HB728

39、36041160411400.A設(shè)菱形孔型的長軸為）（mm././bBk11885021008503則菱形孔型的實際高度為）（mm.bhRhhk36911187411327411222344613692100330./.hbak取0，則4， B471.1 mm第4孔型的BK76 mm，B4/ BK，故第3孔型的設(shè)計是合適的。 設(shè)H374 mm，ak，0，來料實際高度和寬度為：H2B21.41a2R1.417796.2 （ 3）第5孔型（六角孔型）230601545Ha333123030400.A取ak，0.8 則5， B579 mm驗算軋件在第6孔型中的充滿情況49415374117916.5

40、656537411537411400.Aa079/30取0，0.8 則6， B643.3 mm該孔型槽口寬度為47.8 mm，B6/ BK6，設(shè)計是合理的。（4）第7孔型（橢圓孔型）87512053717.192020400A取ak，0.9 則7， B7mm驗算軋件在第8孔型中的充滿情況67312441165618.38862441124411250.Aa0取0，0.9 則8， B825.6 mm25.6 mmBK830.1 mm，且。為改善第8孔型的充滿度，取H721 mm，B756 mm。設(shè)H530 mm，則設(shè)H720 mm，則（5）第9孔型（橢圓孔型）巴赫契諾夫公式根據(jù)前滑動，后滑動及寬

41、展功得分布爾導(dǎo)出得理論公式1.15()22cchccchhBRhhfccchHh或/cHHFB/chhfb01()2KccRDSh(1.050.0005 )fct/(2)1BR h軋前軋件平均高度軋后軋件平均高度D0軋輥軋環(huán)直徑f摩擦系數(shù)c系數(shù) 鋼輥c=1,鐵輥c=0.8 t軋制溫度 實踐證明時精度高第9孔型設(shè)計方法與第7孔型相同，其結(jié)果為H913 mm，B935 mm。一.烏薩托夫斯基公式w556. 0269. 110W)5 . 01 . 0(10968. 0457. 3W相對寬展系數(shù) （b ,B為軋后和軋前軋件的寬度）相對寬展指數(shù)壓下系數(shù)的倒數(shù)(h, H為軋后和軋前軋件的高度)軋件斷面形狀

42、系數(shù)輥徑系數(shù)BbHhDHWHB二.孔型中寬展的計算孔型軋制中的特點，高度壓下量不均勻，因此應(yīng)用平輥的公式時，其中涉及高度的參數(shù)都用平均值代替：如c, p1Dkc即：cwc來料的平均寬度來料的寬度cHB軋后平均高度軋前平均高度ccHh軋后的平均高度來料的平均高度ccDHBFHc0ckchDDbFhc014 烏薩托夫斯基方法平均高度的求法面積法平均高度系數(shù)法BFmaxhmhc對角方方箱m=1菱形圓橢圓m倒菱扁孔六角注：有m值的用平均高度系數(shù)法求解高度 沒有m值的形狀用面積法求解3.烏薩托夫斯基方法的應(yīng)用例：軋機(jī)4002/2505上軋制15圓鋼，方坯a0=100的延伸孔型設(shè)計解：第一孔型（K12孔）

43、矩形孔型H0B0h1b1K12K11取箱形孔型的平均高度系數(shù)H1=68Hc0=a0m=1000.96=96B0=a0=100Hc1=mH1=0.9668=65.31.04296100 001來料平均高度來料寬度斷面形狀系數(shù)cHB287. 065.3-40096HDH 1c01軋后平均高度來料平均高度輥徑系數(shù)cD68. 09665.3HH c0c1軋前平均高度軋后平均高度壓下系數(shù)的倒數(shù)219.010556.0287.0042.1263.11W088. 168. 0219. 011WmmBb8 .108100088. 1011驗算軋件在第二孔型中的充滿情況0.6510.96108.868 112來

44、料平均高度來料寬度斷面形狀系數(shù)mbh32. 00.9677-4000.96108.8Dmb 1212軋后平均高度來料平均高度輥徑系數(shù)maD708. 0108.877H 1c22軋前平均高度軋后平均高度壓下系數(shù)的倒數(shù)b進(jìn)一步計算，得到364.02W134. 12mmb772第三孔（K10孔）菱形孔型K10孔h3b3取菱形孔型的平均高度系數(shù)H3=74H2=B2=a2*1.414=108.8Hc2=mH2Hc3=mh3=0.574=37254.4108.8 223來料平均高度來料寬度斷面形狀系數(shù)cHB15. 037-40054.3DH 3c23軋后平均高度來料平均高度輥徑系數(shù)chD681. 054.337H c2c33軋前平均高度軋后平均高度壓下系數(shù)的倒數(shù)h進(jìn)一步計算，得到137.03W052. 13mmb1 .1013驗算軋件在第四孔型中的充滿情況462. 10.5101.174 334來料平均高度來料寬度斷面形狀系數(shù)mbh141. 05 . 0601.41-4000.5101.1