型鋼孔型設計

1、 孔型及孔型設計基本概念 孔型 孔型組成 孔型分類 孔型設計 孔型設計程序和基本原則 孔型設計基本原則 孔型設計程序（步驟） 孔型在軋輥上的配置 孔型沿輥身長度方向的配置 孔型在垂直方向的配置孔型的定義兩個或兩個以上軋輥的軋槽在軋制面上所組成的斷面【說明】軋制面：通過兩個或兩個以上軋輥軸線的垂直平面，即軋輥出口的垂直平面軋槽：刻在一個軋輥上的槽子，軋制時軋輥與軋件接觸部分輥環(huán)：沿軋輥軸線方向用來把軋槽與軋槽分開的軋軋輥輥身部分輥縫：在型鋼軋機上，同一孔型兩側的上下軋輥兩個輥環(huán)之間的距離常叫做輥縫 側壁斜度：指孔型側壁對軋輥軸線垂直線的傾斜程度 圓角：位于孔型內的稱內圓角，外的為外圓角 輥環(huán)：隔

2、開相鄰孔型的軋輥凸緣 鎖口：閉口孔型中用來隔開孔型與輥縫的兩軋輥間的縫隙內圓角外圓角孔型的組成及作用輥縫側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，提高軋輥強度簡化軋機調整使輥環(huán)或者上下輥之間不摩擦大輥縫不利好處a. 切槽淺b. 重車次數多c. 調整量大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有這密切的關系大中型軋機輥縫尺寸（）小型軋機輥縫尺寸（）開坯軋機820開坯軋機610毛軋機610毛軋機56精軋機46精軋機13 也可以：成品機：也可以：成品機：s=0.01D 粗軋：粗軋：s=0.02D 開坯：開坯：s=0.03

3、D輥縫S彈跳值+調整值+磨損量使用大輥縫2.孔型側壁斜度的作用a. 有利于咬入和脫槽（入口與出口形成喇叭口）b. 延長軋輥使用壽命（減少了重車量）c. 提高孔型的共用性d. 增大時，可以提高腿部側壓下量，減少道次孔型側壁斜度的確定y孔型側壁斜度；孔型側壁傾斜角；Bk孔型槽口寬度；bk槽底寬度；hp孔型高度。 有時側壁斜度也可用角度表示。 開坯用箱形孔型： 1025，最大不超過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向壓力b. 為安裝導板留有余地c. 端輥環(huán)可以防止氧化鐵皮進入軸承取值原則a. 在保證強度和安裝導板的條件下越小

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

5、型成品孔abcd孔型輥縫在孔型周邊之內，其水平輥縫一般位于孔型高度中間對角開口孔型孔型輥縫在孔型周邊之外通常稱為控制孔型，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角線孔型設計孔型設計定義將鋼錠或鋼坯在軋輥孔型中經過若干道次軋制變形，獲得所需要的斷面形狀、尺寸和性能的產品，為此而進行的設計、畫圖、計算等工作稱為孔型設計孔型設計的任務斷面孔型設計確定孔型系統(tǒng)，軋制道次，變形量以及各個道次的孔型形狀、尺寸配輥確定孔型在各機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，成品質量高軋輥輔件設計孔型設計的要求優(yōu)質高產低成本便于操作便于調整注：孔型設計時，必須考慮各軋鋼車間設備的性

6、能及其布置。機械地將與軋鋼車間的孔型設計搬到另一車間往往是要失敗的往往是要失敗的，另外，由于機型設計目前正處于經驗設計階段，孔型設計的合理與否取決于型鋼設計工作者的經驗水平設計工作者的經驗水平。導衛(wèi)及誘導裝置的設計將選擇孔型系統(tǒng)、分配道次延伸率、確定軋制道次、計算孔型尺寸、驗算、畫孔型圖等一系列工作稱為斷面孔型設計孔型設計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)定生產多品種時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行校核軋輥

7、附件設計孔型設計基本條件儲備 1. 產品的技術條件產品斷面形狀、尺寸及其允許偏差，對產品表面質量、金相組織和性能的要求，對某些產品還應了解用戶使用情況及其特殊要求 2. 原料條件3. 車間設備條件1.孔型設計基本條件儲備 鋼錠或鋼坯形狀和尺寸，或者按孔型設計要求重新選定原料規(guī)格 軋機布置、機架數、輥徑、輥身長度、軋制速度、電機能力、加熱爐、移鋼和翻鋼設備、工作輥道和延伸輥道、延伸臺、剪機或鋸機性能以及車間平面布置情況等 2.選擇合理的孔型系統(tǒng)新產品 舊產品 多種產品 單一產品設計孔型之前應該了解類似產品的軋制情況及其存在問題，作為新產品孔型設計的依據 應了解在其他軋機上軋制該產品情況及存在問題

8、 產量要求不高的軋機上應采用共用性大的孔型系統(tǒng)，這樣可以減少換輥次數及軋輥的儲備量 專業(yè)化較高的軋機上應盡量采用專用的孔型系統(tǒng)，可以排除其他產品的干擾并使產量提高 3.總軋制道次數的確定已知鋼錠或鋼坯的斷面尺寸壓下量法延伸系數法壓下量法寬展系數=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延伸系數法成品延伸系數法舉例：例：7027.5，在400/250軋機上軋制111.4)27.5(70u223 . 1cu?。?6.173 . 1lg4 .111lgn則：可取18，19道次，根據布置方式兩列，所以取偶數18到如果有幾種鋼坯尺寸可以任意挑

9、選時，應根據軋機的具體情況選擇最適合的軋制道次，然后根據鋼坯的橫斷面積：鋼坯的邊長為： 根據鋼坯邊長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度電機能力孔型磨損確定的原則軋件溫度高，金屬的塑性、軋輥強度和電機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，而此時軋件溫度降低不多，故變形系數可不斷增加，并達到最大值 隨著軋制過程繼續(xù)進行，軋件斷面面積逐漸減小，軋件溫度降低，變形抗力增加，軋輥強度和電機能力成為限制變形量的主要因素，因此變形系數降低 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，應采用較小的變形系數 變形系數按道次分配的典型曲線 連軋機上延伸系數按道次分配曲線 5.確定軋件的斷面形狀和尺寸根據軋件斷面形狀和尺寸確定孔型形狀和尺寸，并構成孔型。有時孔型設計是根據經驗數據直接確定孔型尺寸及其構成，可不事先確定軋件尺寸 。6.確定孔型的形狀和尺寸根據各道延伸系數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系確定軋件斷面形狀和尺寸。 7.繪制配輥圖把設計出的孔型按一定規(guī)則配置在軋輥上，并繪制配輥圖。 8.進行校核對咬入條件和電機負荷進行校核，必要時，也要對軋輥強度進行校核 。9.軋輥附件設計根據孔型圖和配輥圖設計導衛(wèi)、檢

11、測樣板等輔件并繪圖。 1.孔型配置原則 2.為了便于調整，成品孔必須單獨配置在成品機架的一個軋制線上； 1.孔型在各機架分配原則是力求軋機各架軋制時間均衡； 3.根據各孔型磨損程度及其對質量的影響，每一道備用孔型數量在軋輥上應有所不同； 4.咬入條件不好的孔型或操作困難的道次應盡量布置在下軋制線，如立軋孔、深切孔等； 5.定孔型間距即輥環(huán)寬度時，應同時考慮輥環(huán)強度以及安裝和調整軋輥輔件操作條件。 2.軋輥直徑及其車削系數一.軋輥直徑直徑參數D0軋輥名義直徑，即人字型齒輪節(jié)圓直徑Dmax軋輥最大直徑Dmin軋輥最小直徑D原始直徑，DDmax+S二.車削系數 K2)()(minmax0SDSDDs

12、DKDSDKD00)21 (min)21 (max對于開坯和型鋼軋機 K0.080.12受到聯軸允許傾角的限制：萬向軸10,梅花軸34.5。最理想的是新軋輥的聯軸傾角與軋輥到最后一次是聯軸的傾角相等，得到一個方程，再聯立下面方程：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的軋制稱為壓力軋制，上下軋輥的工作直徑之差為壓力值： 當 時，稱為上壓力軋制，此時，軋件上表面的速度大于下表面的速度，下彎反之稱為下壓力軋制下上kkkDDD-下上kkDD二.上下壓力的利用優(yōu)點缺點初軋機采用下壓力軋制。為了減輕軋機前端對輥道第一個輥的沖擊型鋼軋制時大部分采用上壓力軋制?？梢?/p>

13、避免安裝復雜的上衛(wèi)板，另外，使用上衛(wèi)板時，機架被堵塞，難以觀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計的特點輥徑差造成上下輥壓下量分布不均，其結果是上下軋槽磨損不均使軋件中產生附加壓力對軋件產生沖擊，傳動軸易扭斷原因分析（見下頁）三.取值原因分析軋制時空載時大輥套筒主動大輥軸被動小輥套筒被動小輥軸主動主動被動被動主動對延伸箱形孔型 不大于34D對其他形狀開口延伸孔型不大于1D對成品孔盡量不采用壓力例：當上壓力為m時，軋制線與軋輥中線之間的距離？解：設距離為x，已知 由圖可知：則：2R-KKmR下上2HRR2HRRRKKcc下下上上下上RxRxR4.軋輥中線、軋制線和孔型中性線 一

14、.概念軋輥中線軋制線孔型中性線上下兩個軋輥軸線間距離的等分線稱為軋輥中線。 配置孔型的基準線稱為軋制線。 上、下軋輥作用于軋件上的力矩對于某水平直線相等，該水平直線稱為孔型中性線。 42R-KmxxRK得到：下上二.孔型中性線的求法1.重心法（幾何重心法）適用于水平對稱孔型首先求出孔型的面積重心，然后通過重心畫水平直線，該直線就是孔型的中性線2.面積等分法將等分孔型面積的水平線作為孔型的中性線FaFbFa=Fb3.周邊重心法把上下軋槽重心間之間的等分線作為孔型的中性線上周邊重心下周邊重心孔型中性線二.孔型中性線的求法4.軋輥的工作直徑確定中性線法先將其垂直m等分，上下輥徑分別為為D1，Dm， D1，Dm 根據上下輥平均速度相等求解113213216060ccmimiimDDmDmDmDDDDnmDDDDnim即二.孔型中性線的求法4.軋輥的工作直徑確定中性線法為確定平均工作直徑Dc和Dc ，在孔型上、下兩側劃兩條任意的水平線X-X和Y-Y。用求積儀或其他方法求出孔型輪廓線與X-X及Y-Y所圍成的面積F和F