棒材軋制孔型設(shè)計

1、孔型設(shè)計本設(shè)計以28mm圓鋼為代表產(chǎn)品進行設(shè)計。1孔型系統(tǒng)的選擇圓鋼孔型系統(tǒng)一般由延伸孔型系統(tǒng)和精軋孔型系統(tǒng)兩部分組成。延伸孔型的作用是壓 縮軋件斷面，為成品孔型系統(tǒng)提供合適的紅坯。它對鋼材軋制的產(chǎn)量、質(zhì)量有很大的影響， 但對產(chǎn)品最后的形狀尺寸影響不大。常用的延伸孔型系統(tǒng)一般有箱形、菱一方、菱一菱、橢 一方、六角一方、橢圓一圓、橢圓一立橢圓等；精軋孔型系統(tǒng)一般是方一橢圓一螺或圓一橢 圓一螺孔型。本設(shè)計采用無孔型和橢圓一圓孔型系統(tǒng)。1.1無孔型軋制法優(yōu)點：由于軋輥無孔型，改軋產(chǎn)品時，可通過調(diào)節(jié)輥縫改變壓下規(guī)程。因此，換輥、 換孔型的次數(shù)減少了，提高了軋機作業(yè)率。由于軋輥不刻軋槽，軋輥輥身能充分利

2、用；由于軋件變形均勻，軋輥磨損量少 且均勻，軋輥壽命提高了 24倍。軋輥車削量少且車削簡單，節(jié)省了車削工時，可減少軋輥加工車床。由于軋件是在平輥上軋制，所以不會出現(xiàn)耳子、充不滿、孔型錯位等孔型軋制 中的缺陷。軋件沿寬度方向壓下均勻，故使軋件兩端的舌頭、魚尾區(qū)域短，切頭、切尾小， 成材率高。由于減小了孔型側(cè)壁的限制作用，沿寬度方向變形均勻，因此降低了變形抗力， 故可節(jié)約電耗7%。1.2橢圓一圓孔型系統(tǒng)優(yōu)點：孔型形狀能使軋件從一種斷面平滑的過渡到另一種斷面，從而避免由于劇烈不 均勻變形而產(chǎn)生的局部應(yīng)力?？仔椭熊埑龅能埣嗝鎴A滑無棱、冷卻均勻，從而消除了因斷面溫度分布不均 而引起軋制裂紋的因素?？仔?/p>

3、形狀有利于去除軋件表面氧化鐵皮，改善軋件的表面質(zhì)量。需要時可在延伸孔型中生產(chǎn)成品圓鋼，從而減少換輥。缺點：延伸系數(shù)小。通常延伸系數(shù)不超過1.301.40，使軋制道次增加。變形不太均勻，但比橢圓一方孔型要好一些。軋件在圓孔型中穩(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)定性， 因而對導(dǎo)衛(wèi)裝置的設(shè)計、安裝及調(diào)整要求嚴格。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延伸系數(shù)的分配2.1總的延伸系數(shù)口_ F _ CiA) 0.86(0.1A。1 F兀(d a * /4 =(1.012X120)2-0.86X (0.1 X1.012X120)2/0.25X 3.14X(28X1.

4、012)2 =23.20mm式中：Fo一紅坯斷面面積，mm2；Fn成品于熱狀態(tài)斷面面積，mm2；氣一熱脹系數(shù)，取。廣1.012； 氣一鋼坯邊長，mm;d七成品直徑，mm;l 23.20=12l 23.20=12道次l 1.282軋制道次數(shù)n= =工lg旦2.2延伸系數(shù)的初步分配分配原則：初軋道次小，以便取出氧化鐵皮，保證產(chǎn)品質(zhì)量；隨后加大，以利用軋件 在高溫下塑性好，產(chǎn)生大的變形；精軋道次延伸系數(shù)小，以保證成品質(zhì)量及孔型的耐磨 性和成品尺寸精度。將12道次的總延伸系數(shù)根據(jù)經(jīng)驗（如考慮咬入、摩擦等因素）具體分配如下：p4=1.2908=1.361町2=1.210U p4=1.2908=1.361

5、町2=1.210 5= 1.320p6 = 1.361時=1.380u9= 1.320町0 = 1.280町1=1.2353各孔型中軋件尺寸的確定3.1計算各等軸孔的軋件尺寸1）各等軸孔軋件的橫截面積F _ 2 = Fn X 四 n X 四 ”12）確定各等軸孔尺寸由圓面積公式F= n R2得：Fd=2兀各道次的軋件參數(shù)列于表（51）。表1等軸孔軋件尺寸道次681012軋件高/寬(mm)66.1648.2737.1430.38軋件面積(mm2)3435.931829.391082.74724.553.2計算平輥出口軋件的斷面積前幾個道次軋件表面氧化鐵皮較多，摩擦系數(shù)較小，影響咬入。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗

6、，無孔 型軋制時既要防止產(chǎn)生軋件歪扭脫方現(xiàn)象，又要保證軋件在平輥上軋制的穩(wěn)定性，故平 輥出口軋件斷面尺寸初步設(shè)計如下：由筱倉公式：B =1+0.82Lc/(Ho+2Bo)(Ho-h)/Ho式中：Lc一平均接觸弧長度，D (H - h)L = .口；0C2Ho一軋前軋件平均高度；h一軋后軋件平均高度；B。一軋前軋件寬度；D一軋輥直徑.No.1(第一道次)來料：BoXH =120.00X120.00mm初設(shè)：h=90.00mm;Lc = 500(120.00 - 90.00)匕=：2= 86.60mmB q=1+0.82X86.60/(120+2X120)(120-90)/120=1.096則 b

7、1=B - Bo=1.096X120=131.52mmF1= h1 b=131.52X90= 11836.8mm2校核：(1) Bo/ Ho0.60.7保證少產(chǎn)生歪扭脫方；(2) h1/ b1 95% 符合要求，校核通過。No.7 （第七道次橢圓孔）來料：B6XH6=66.16X66.16mm軋件經(jīng)第八道次后的尺寸為48.27mm;取：Pt = 0.8, P 廣0.4根據(jù)公式（5-7）, （5-8）可算得第七道次橢圓后軋件的尺寸：766.16 + 0.8 x 66.16 - 0.8 x 48.27 - 0.8 x 0.4 x 48.27b = 95.61mm71 - 0.8 x 0.448.2

8、7 + 0.4 x 48.27 - 0.4 x 66.16 - 0.4 x 0.8 x 66.16h = 29.34mm71 - 0.4 x 0.8校核第八道次圓孔中軋件的充滿度8 :第 八 道 次 后 軋 件 的 寬 度 b8 = h7 +（b7 - d8 ）x P = 29.34 + （95.61 - 48.27） x 0.4 = 48.27mm氣 8= d 8 + = 48.27 +1 = 49.27mm （ A 為寬展留的余量，取 1 mm）則 8 = b8 /b88 x 100% = 48.27/49.27 x 100% = 97.97% 95%符合要求，校核通過。No.9 （第九道

9、次橢圓孔）來料：B8XH8=48.27X48.27mm軋件經(jīng)第十道次后的尺寸為37.14mm;取：P? = 0.7, P 廣0.4根據(jù)公式（5-7），（5-8）可算得第九道次橢圓后軋件的尺寸：748.27 + 0.7 x 48.27 - 0.7 x 37.14 - 0.7 x 0.4 x 37.14b = 63.43mm91 - 0.7 x 0.437.14 + 0.4 x 37.14 - 0.4 x 48.27 - 0.4 x 0.7 x 48.27h = 26.62mm91 - 0.4 x 0.7校核第十道次圓孔中軋件的充滿度8 :第十道次后軋件的寬度 b10 = h9 + （b9 - d

10、xP = 26.62 + （63.43 - 37.14） x 0.4 = 37.14mmb頒=d10+A = 37.14 +1 = 38.14mm （A 為寬展留的余量，取 1 mm）則8 = b10 /b婦 x 100% = 37.14/38.14x 100% = 97.38% 95%符合要求，校核通過。No.11 （第十一道次橢圓孔）來料：B10XH10=37.14X37.14mm軋件經(jīng)第十二道次后的尺寸為30.38mm;?。簆? = 0.7, P 廣0.4根據(jù)公式（5-7），（5-8）可算得第十一道次橢圓后軋件的尺寸：737.14 + 0.7 x 37.14 - 0.7 x 30.38

11、- 0.7 x 0.4 x 30.38b = 46.34mm111 - 0.7 x 0.4730.38 + 0.4 x 30.38 - 0.4 x 37.14 - 0.4 x 0.7 x 37.14 .h = 24mm111 - 0.4 x 0.7校核第十二道次圓孔中軋件的充滿度8 :第十二道次后軋件的寬度、=h11 + - d 12 )xp = 24 + (46.34 - 30.38) x 0.4 = 30.38mm嘰=d12 +A = 30.38 +1 = 31.38mm (A 為寬展留的余量，取 1 mm)則8 =、/b婦2 x 100% = 30.38/31.38x 100% = 96

12、.81% 95% 符合要求，校核通過。3.4各孔型尺寸參數(shù)的確定1精軋孔型設(shè)計成品孔(K1孔)設(shè)計成品孔內(nèi)徑dd=d0-(01.0) A-X(1.0071.02)式中： 一內(nèi)徑允許最大負偏差，mm按 GB715-89,取 A -=0.35mmd0一成品內(nèi)徑的公稱直徑，mmd=280.8 X 0.35 X 1.011=28.02mm成品孔內(nèi)徑開口寬度BkBk=d0+(0.51.0) A+ X(1.0071.02 )式中：A+ 一內(nèi)徑允許最大正偏差，mm按 GB715-89，取 A+ =0.35氣=28+0.8 X 0.35 X 1.011=28.59mm內(nèi)徑開口處圓角RR的設(shè)計參考值一般為e 1

13、0e 25mm, R=11.5mme 28e 40mm, R=22.5mm設(shè)計e 28，取R=2mm成品孔內(nèi)徑的擴張角R取 0 =30o,輥縫 s=2mm則側(cè)角p= arctgBk - 2RCOS 92R sin 9 - s19.80028.59 - 2 x 28.02/2 x cos 300 =arctg19.8002 x 28.02/2 x sin 300 - 2/. P0符合要求。,2R sin 0 - sR =x,2R sin 0 - sR =x4 cos p sin(0 - p)=17.124 x cos19.29osin(300 -19.29。)成品前孔(K2孔)設(shè)計成品前孔高度婦

14、(.78.86) d=0.82x28=22.96皿成品前孔寬度B廣(1.421.70) d0=1.7x28=47.6mm橢圓圓弧半徑R取輥縫 s=3mm,則 R=(七；了 + 丁 =(弋-才狀2 = 30.13mm4(七-s)4(22.96 - 3)驗算軋件在K2孔中的充滿度5 : 已知K2孔中軋件的尺寸為巧x匕=46.34 x 24mm ,5 =46.34/47.6=97.35%,充滿度太大。取該橢孔中的充滿度為0.9, 則氣=46.34/0.9=51.49mm(13.12 - 3)2 + 28.042橢圓圓弧半徑 R=4x (13.12 - 3)= 22.00mm平輥設(shè)計平輥設(shè)計，只需確定

15、輥縫值，其與軋后高度h一致，在前面軋件尺寸確定時已經(jīng)計 算過。具體見孔型尺寸表5-3橢圓孔尺寸設(shè)計槽口寬：氣=(1.0881.11)b,本設(shè)計取Bk = 1.1b孔高：七=h輥縫：s=(0.20.3)h圓弧半徑：c(h 一 s)2 + B2圓弧半徑：R = k4 x (h - s)外圓角半徑：r=(0.080.12)BkL 2/,、，軋件斷面積：F = (h - s)b + sbb充滿度：5 =-Bk則各橢圓孔型的計算尺寸見孔型尺寸表5-3圓孔型設(shè)計孔高：、=d槽口寬：B = 2R -stana,a = 150300，常取a = 15o,本設(shè)計取a = 25。k cos a擴張角：0 = 30

16、0輥縫：s=(0.100.15)d外圓角半徑：r=(0.20.3)d內(nèi)圓角半徑：R=d/2兀軋件面積：F = (0.980.99)刁2_4則圓孔型尺寸見表3表3孔型參數(shù)尺寸表道次孔型孔高hkmm槽口寬Bkmm內(nèi)圓半徑Rmm外圓半徑rmm輥縫smm擴張角0充滿度%平輥90.0190.00131.5202平輥90.00122.7090.003平輥67.00108.5467.004平輥67.0092.1367.005橢圓59.2591.7958.519.1814.8190.916圓66.1669.3233.0813.237.9430 098.517橢圓48.27105.1885.4310.5212.

17、0790.918圓48.2750.5824.149.655.7930 097.979橢圓26.6269.7765.956.986.6690.9110圓37.1438.9218.577.434.4630 097.3811橢圓24.0050.9740.595.106.0090.9112圓30.3831.8315.196.083.6530 096.81表4 628mm圓鋼軋制程序表軋件尺寸車L制時間架孔型高mm寬mm面積mm2延伸軋輥工作出口軋件軋制壓下軋輥純間次形狀系數(shù)直徑mm輥徑mm速度m/s長度mm溫度cc量mm轉(zhuǎn)速r/min軋s隔s1H平輥90.00131.5211836.81.240500

18、500.00.6412.009773024.518.852V平輥90.00108.549768.61.290500500.00.8314.5496541.5231.717.553H平輥67.00120.118047.41.320610610.01.0917.6595941.5434.116.254V平輥67.0092.136172.71.290610610.01.4123.0195553.1144.216.355H平橢59.2583.443707.61.320560530.41.8638.3195232.8867.020.656V圓66.1666.163435.91.361560516.02.5341.3495917.2893.716.357H平橢29.3495.613461.81.380420395.93.4941.0395436.82168.411.858V圓48.2748.271829.41.361420387.94.7577.6496247.34234.016.359H平橢26.62