《型钢轧制操作》课件项目3

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,型钢轧制操作,项目三 孔型设计,基础知识,项目导入,从项目一我们,知道，型钢,的产品,很多，特别是,型钢产品的横断面形状非常多。,我们,知道产品的形状可以通过对原料进行车削加工、模型铸造、挤压、弯曲和焊接等,很多,方式得到。,那么，型钢,生产,中，各种,型钢的产品形状是如何得到的呢,?,通过生产,现场,观察我们可以,看出，型钢轧制,生产中原料是通过一系列的孔型轧制生产出来的,。孔型,是什么形状则型钢的横断面就是什么,形状，或者,说孔型决定着型钢的,产品形状,。,01,目录,CONTENT,孔型设计基本知识,延伸孔型设计,02,03,成品孔型设计,CONTENT,任务一,孔型设计基本知识,将钢锭或钢坯在连续变化的轧辊孔型中进行,轧制，以,获得所需要的断面形状、尺寸和,性能,的,产品，为此,而进行的设计和计算工作称为孔型设计。包括孔型设计的相关概念、孔型构成、孔型在轧辊的配置原则等内容。,学习目标,掌握孔型构成及其作用。,了解,孔型设计的内容与步骤。,理解,孔型在轧辊的配置,。,任务描述,从,孔型设计的基本知识,出发，逐步,分析,孔型设计,的构成及孔型在轧辊上配置的方法和原因,。,深刻理解孔型，对,生产,中孔型,的调整和产品尺寸缺陷有指导意义。,一,、孔型的概念及分类,1.,孔型的概念,(1),轧槽,指轧辊上用来轧制工件的工作部分。,(2),轧制面,指通过两个以上轧辊轴线的垂直平面，即轧辊出口处的垂直平面。,(3),孔型,指两个或两个以上轧槽在轧制面上所形成的孔。,2.,孔型分类,(1),按断面形状分类,分为：简单断面,(,如方、圆、扁等,),和复杂断面,(,如工字形、槽形、轨形等,),两大类。孔型的直观外形：圆、方、箱、菱、六角、扁、工字、轨形及蝶式孔型等。,(2),按用途分类,根据孔型在变形中的作用分为：,一,、孔型的概念及分类,(2),按用途分类,a.,开坯或延伸孔型：把钢锭或钢坯的断面缩小，专门用于减小轧件断,b.,预轧或毛轧孔型：缩小轧件断面同时使轧件断面逐渐成为与成品相似的雏形。,c.,成品,前或精轧前孔型：为成品孔型中轧出合乎要求的成品作准备。,d.,成品,或精轧孔型：一套孔型系统的最后一个孔型,。,(,3),按孔型在轧辊上的切槽方法,分类, 开口,孔：轧辊,的辊缝在孔型周边上。, 闭口,孔：轧辊,的辊缝在周边外。, 半闭口,孔：控制,孔内轧件腿部,用，又,称为控制,孔型，轧辊,的辊缝靠近底部或顶部。,二、孔型设计的内容和程序,1.,孔型设计的,内容,(1),断面孔型设计,根据,原料和成品的断面形状、尺寸及产品性能,要求，确定,出连续,变形,的方式、道次和各个道次的,变形量，以及,为完成变形过程所需的孔型形状和尺寸。,(2),轧辊孔型设计,根据,断面孔型设计的,结果，确定,孔型在每个机架上的分配方式,(,即,孔型配置,),，保证,轧件能正常轧制、操作,方便，并且,轧制周期最,短，成品,质量好和轧机的生产能力高。,(3),轧辊的辅件设计,包括,道卫或诱导装置的,设计；保证,轧件能顺利出入,孔型，或者使轧件,在孔型外发生一定的变形、矫直和翻钢作用所需要的辅助装置的设计和计算。,二、孔型设计的内容和程序,2.,孔型设计的,要求,孔型设计,是型钢生产中一项十分重要的,工作，它,直接影响成品质量、轧机生产能力、,产品,成本、劳动条件和,劳动强度。,优质,、高产 使轧件尺寸形状符合技术,要求，质量好，产量,高。,低消耗,使轧制功率、金属消耗、轧辊消耗等各种消耗最少。,尽可能,减少孔型各个部分的,不均匀变形，以,获得轧件具有最小内应力。,操作,方便、安全而且尽可能使轧制过程机械化、自动化或减轻工人的体力劳动。,使,换辊时间,少，调整时间少，轧制,过程,稳定，作业,率高。,二、孔型设计的内容和程序,3.,孔型设计的,程序,(,1),了解产品的技术,条件,断面,形状、,尺寸、允许偏差 产品,表面质量、金相组织和,性能,(,2),了解原料,条件,已,有的钢锭或钢坯的形状和,尺寸,(3),了解轧机的性能及其他设备,条件,轧机,布置、机架数目、辊径、辊身长,度等,(,4),选择合理的孔型,系统,对比各系统优缺点找出,最,优方案,(5),总轧制道次数的确定,轧制,道次应取,整数，具体,取奇数或偶数取决于轧机的布置。平均延伸系数,平是根据,经验,或同类轧机用类比法选取,的,。,二、孔型设计的内容和程序,(6),各道次变形量的,分配,与,金属的塑性、咬入条件、轧辊强度和电机能力、孔型的磨损均有关,。,变形系数,：在,轧制,初期，咬入,条件成为,限制因素；随后,达到最大,值；然后,轧辊强度和电机能力成为,限制因素，变形,系数,减小；最后，为,减小孔型,磨损，变形,系数减小。对于具体生产条件作具体,分析，如,在连轧机上轧制,时，由于,轧制速度,高，温度,变化,小，各,道的延伸系数可取成相等或近似相等,。,二、孔型设计的内容和程序,(7),确定轧件的断面形状和尺寸,根据,各道次的延伸系数确定各道次的横断,面积，然后,按照轧件的横断面积及其变形关系确定轧件的断面形状和,尺寸。,(8),确定孔型的形状和尺寸,根据,轧件的断面形状和尺寸确定孔型的断面形状和,尺寸。,(,9),绘制配辊,图,把,设计的孔型按一定规则配置在轧辊,上，并,绘制配辊,图。,(10),进行必要的,校核,对,咬入条件、轧辊强度和电机能力等进行,校核。,(11),轧辊辅件,设计,根据,孔型图和配辊图设计导卫、围盘检测样板等辅件并,构图。,三、孔型各部分的名称及功用,1.,孔型各部分名称,2,.,孔型各部分的,功用,(1),辊缝,s,实际,轧钢时两辊环间的间距称为辊缝。,作用：辊缝,的,存在，可,防止轧辊直接接触而发生磨损和避免,因此而,消耗的能量,增加，同时,在生产过程中由于孔型逐渐磨损或,其他,原因使轧机有调整的可能性,。,b,1,、,B,1,孔型,槽底和槽口宽度,；,h,孔型高度,；,y,孔型侧壁斜度,；,r,1,、,r,3,孔型槽底、槽口圆角半径,；,b,轧件宽度,；,s,辊缝,三、孔型各部分的名称及功用,2,.,孔型各部分的,功用,(,2),孔型侧壁斜度,y,垂直的,侧壁是没有,的，用,侧壁和轧辊轴线的垂直夹角表示,。,y=tg,作用：形成,喇叭口引导轧件进入,孔型，出,轧槽不易缠辊,。,重车时轧辊的车削量与孔型侧壁斜度的,关系：,侧壁,倾角,越,大，当,a,相同,时，为,恢复孔型所需要,的车削量,D,D,越小。,三、孔型各部分的名称及功用,(3),孔型的圆角,在孔型的各个过渡部分和辊环部分都,采用的圆弧连接,作用：内圆角：减少,角部温降,而引起,磨损和角部,开裂；减少,角部,应力集中，增加,轧辊,强度；调整,孔型实际面积和,尺寸，改变宽展,量和充满,度。外圆角：咬入,不正,时，防止,轧件一侧受辊环,切割，即,辊环刮,铁丝，出现表面缺陷；当,轧件在孔型中略有过充满,时，即出现,耳子,时，防止,耳子处出现尖锐,折线，防止,轧件继续轧制时形成折叠,。,(,4),辊,环,隔开相邻两个轧槽的轧辊凸缘叫做辊,环,作用：辊,环有中间辊环和端辊环。辊,身两端,的辊环可防止氧化铁皮落入轧辊,轴承，而,中间辊环主要起分开孔型的,作用。,(5),锁口,即闭口孔中用来隔开孔型与辊缝的两,轧辊间,的缝隙,t,作用：控制,轧件,断面形状，便于,闭口孔型,调整,。,相邻孔型锁口位置,四、孔型在轧辊上的配置,在孔型系统及各个孔型尺寸确定,后，还要,合理地将孔型分配到各个轧机的轧辊上。,配辊,要,合理，以便,使轧辊操作,方便，保证,产品质量和,产量，并,使轧辊得到充分利用,。,1.,孔型在轧辊上的配置,原则,(1),孔型应顺轧制,顺序排列，以,便于操作。特殊情况,下，把,切槽深的放,两边，浅,的,放中间,(2),正确地确定备用孔数,。,(3),为便于,调整，成品,孔应单独配置在成品机架的一个轧制线上,。,(4),咬入条件不好的孔型或操作困难的道次应尽量配置在下轧制线,上。,(5),正确的辊环宽度。在配置辊环宽度,时，应,同时考虑轧辊强度、安装和调整轧辊辅,件,(,导卫等,),的操作条件。,四、孔型在轧辊上的配置,2.,轧辊直径及其车削,系数,轧辊在使用过程中由于磨损要经过多次,重车，轧辊,直径将由新辊的,D,max,减小到,D,min,，因此,型钢轧机的大小不能用轧辊的实际直径来,表示，而是,用传动轧辊的齿轮中心距或其,节圆直径,尺寸,D,0,来,表示，,D,0,称为名义,直径。,四、孔型在轧辊上的配置,轧辊的,车削,系数,： ,当,最大轧辊直径时的连接轴倾角与最小轧辊直径时的连接轴倾角相等时,有：,联立：,在配置孔型或在画配辊图,时，是,以轧辊的最大中心距,D,为依据,的，,D,称为轧辊的,原始中心距,：,当轧件,充满孔型时，直径尺寸满足：,H,孔型的平均,高度；,F,孔型的,面积；,B,孔型的宽度。,四、孔型在轧辊上的配置,3.,轧辊的“上压力”与,“下压力”,在,实际工作,中，尽管,使用工作直径相同的轧辊直径进行,轧制，但,由于一系列因素的,影响，轧件,离开轧辊后并不能直线,前进，仍然,经常发生上翘或下,弯，甚至,会造成一些事故。,其原因,一般,有：,轧件变形不,均匀；,轧件温度不,均匀；,导卫装置或横梁安装不,正确；,孔型,侧壁斜度,小；,孔型的磨损,等。,为控制轧件前进的,方向，人为地,采用工作直径不等的,轧辊,进行,轧制，以,造成一定的速度差来抵消上述因素的,影响，使,轧件按一个固定的方向前进,。,四、孔型在轧辊上的配置,3.,轧辊,的“上压力”与,“下压力”,“上压力”,轧制：,上,轧槽轧辊的工作直径大于下轧槽轧辊的工作直径,“下压力”,轧制,：上,轧槽轧辊的工作直径小于下轧槽轧辊的工作,直径,害处,：,辊径差造成上、下辊压下量不,均，结果,造成上、下轧槽磨损不均。 辊径差造成上、下辊圆周速度,不同，而,轧件要以平均速度出,辊，结果,造成轧辊和轧件之间的相对,滑动，使,轧件产生附加应力。 辊径差使轧机产生冲击作用,。,措施,：为,保证设备正常,运转，,“,压力”值不宜选用过,大，在,条件允许,下，应,尽量,不用，或尽量,减小“压力”值。建议采用,数值：初轧机,一般采用,1015mm,的,“下压力”；箱,形延伸,孔型常,采用,515mm“,上压力”。,四、孔型在轧辊上的配置,4.,轧辊中线、孔型中性线、,轧制线,轧辊中线,(,轧辊平分线,),：上下,两个轧辊轴线间距离的等分线。,孔型,中性线：上下,两个轧辊作用于轧件上的力矩对于这一直线,相等的线。简单图形的孔型,中性线就是孔型,的水平,对称轴线,。,轧制线,是：在轧辊,上配置孔型的基准线,。,在配置孔型时，如果不采用压力，应做到“三线合一”。在,采用压力,时，也,必须保证轧制线和孔型中性线要始终重合,在一起。当,采用“上压力”,时，轧制线,在轧辊中线,之下，反之,则相反。假设“上压力”值为,m,，轧制线,与轧辊中线之间的距离为,x,，有：,m=2(R,平,+x-h,K,-R,平,+x+h,K,)=4x,结论,：,上,压力时，轧制线,在轧辊中线的,下,方，轧件,下,弯。,下,压力时，轧制线,在轧辊中线的,上,方，轧件,上,弯。,五、配辊步骤,(1),画出上、下轧辊轴线、间距为轧辊平均直径,D1,，求,轧辊中线。,(2),选择,m,值。,(3),由,x=m/4,，计算,轧制线距中线的距离和方位。,(4),求孔型,中性线，并,使之与轧制线重合。,(5),确定孔型各部分与轧辊直径与尺寸。,(6),采用斜配时将中性线绕中线转一个角度,后，再,标注尺寸。,任务二,延伸孔型设计,通过分析延伸孔型系统在型钢轧制中的,作用，引出,典型的延伸孔型系统的特点及其,应用范围，能初步,具有对典型产品延伸系统的选择能力。,学习目标,熟悉常用延伸孔型系统的优缺点。,初步,具有为常见型钢产品生产选择延伸孔型系统的能力。,任务描述,对,典型延伸,孔型系统,的特点有所,认识。,初步,具有对典型产品的延伸孔型系统的选择,能力。,一、延伸孔型的概念及作用,轧制某种型钢通常需要有一定数量的精轧孔型和造形,孔型，在,精轧孔型以前的,孔型就是,延伸孔型,。,作用,：把,大断面的原料轧制成第一个精轧孔型所需要的轧件断面形状和,尺寸。,延伸孔型与精轧孔型的,区别,：横截面形状。延伸,孔型的形状与成品横断面形状没有直接,关系，而,精轧孔型主要轧件进行形状和尺寸精确,控制，孔型,形状与成品横断面,形状,十分,接近。,常用孔型,系统,：箱,形孔型系统、菱,方孔型系统、椭,方孔型系统、六角,方孔型,系统,、椭,圆孔型系统、椭,方孔型系统、椭,椭孔型系统、菱,菱孔型系统、混合孔型系统。,二、常见孔型系统介绍,1.,箱形,(,箱,方,),孔型,系统,箱形孔型系统由扁箱形孔型和立箱形孔型组成,。,(1,),优点, 沿轧件的宽度方向变形,均匀，速度,差,小，孔型,磨损较,均匀；,比起相同面积的其他,孔型，轧槽,切入轧辊较,浅，相对,轧辊强度,增大，故,可以给予,较大的变形量；, 可以适应来料断面尺寸,波动，在,同一孔型中通过调整,压下量，可以,得到不同断面,尺寸,的,轧件；,轧制时轧件的表面氧化铁皮易于,脱落；,轧制稳定性,好，易于,操作,调整；,轧件无尖锐,棱角，截面,温度较均匀,。, 轧件无尖锐,棱角，截面,温度较均匀,。,二、常见孔型系统介绍,1.,箱形,(,箱,方,),孔型,系统,(2),缺点, 孔型侧壁斜度较大，轧件的方形或矩形断面不够规整；,轧件在孔型中只受单向压缩，经翻钢后也只能在两个方向压缩；,当轧件高宽较大，而孔型槽底又较宽时，轧件在孔型中的稳定性不好，易发生倒钢或,歪扭。,(3),使用,范围,初轧机、大、中型开坯机、线材粗轧机,(4),变形系数, 延伸系数,一般常用,1.151.4,，其,平均延伸系数一般,取,1.151.34,；,宽展,系数一般为,00.45,。,二、常见孔型系统介绍,2,.,菱,方孔型,系统,(,1,),优点, 能轧出四边平直、角部和断面准确的方形断面轧件。, 由于有中间方孔,形，所以,能从一套孔型中轧出不同规格的方形断面轧件。, 通过调整,辊缝，可,从同一孔中轧出几种相邻尺寸的方形断面轧件。, 轧件在孔型中四边加工、变形基本,均匀，有利于,改善金属组织。, 孔型夹持作用好、轧制稳定、调整操作方便、导卫要求不严,。,(2,),缺点, 与同等断面尺寸箱形孔形相,比，轧槽,切槽深、轧辊强度降低。, 轧制过程,中，角,部不变化且尖锐、温降,较大，不宜,轧制合金钢。, 轧件侧面紧贴孔型,侧壁，氧,化铁皮不易,去除，影响,表面质量。, 沿孔型宽度上、辊径差大、金属和孔型相对滑动、磨损大。,二、常见孔型系统介绍,2.,菱,方孔型系统,(,3,),适用范围,轧小断面方钢、,A6080mm,(4,),变形系数, 宽展,系数,方断面轧件在菱形孔中,l,=0.30.5,菱形断面轧件在方孔形中,f,=0.250.4,延伸系数： 方,断面轧件在菱形孔中,菱形断面轧件在方孔形中,当,宽展系数一定,时，延伸系数,只与菱形孔的轴比,b/h,，即,顶角,有关。顶角,越大则,延伸系数,越大。当顶角,大于,120,时，为,防止轧制,不稳定，对,导卫要求,严格，所以，采用,菱方,孔型,系统,时，顶角,一般不大于,120,。,二、常见孔型系统介绍,3.,菱,菱孔型,系统,(,1,),优点,在,任意一对,孔型中,都可轧出成品方坯。, 咬入和喂钢,容易，对,导卫要求不严格。, 利用菱,菱孔型系统可将方形断面由偶数道次过渡到奇数,道次。,(2,),缺点, 变形量,小，延伸系数小，很少,超过,1.3,。, 轧件表面氧化铁皮不易去除。, 轧槽切槽深、轧辊强度降低。, 在菱形孔中轧出轧件具有明显的八边形。对连续式加热炉操作不利,。,二、常见孔型系统介绍,3.,菱,菱孔型系统,(,3,),适用范围,一般,用于钢坯连轧机、中小型或线材轧机上作为过渡,孔型，以及,用于规格繁多及轧制合金钢的中小型开坯机上作为延伸孔型,。,(4,),变形,系数,宽展,系数,l,=0.21.45,，,延伸系数,l,主要取决于菱形孔型的顶角,，所,用延伸系数,l,=1.351.45,，一般,取,l,=1.21.38,，平均延伸系数,取,pl,=1.251.35,。,二、常见孔型系统介绍,4.,椭,方孔型,系统,(1,),优点, 延伸系数大，减少,轧制道次、提高轧制温度、减少能耗和,轧辊消耗,。, 没有固定不变的,棱角，轧件表面温度,比较均匀。, 轧件能在多方向上受到,压缩，提高,金属,质量。, 轧件在孔型中的稳定性较好。,(2,),缺点, 不均匀变形严重，特别是,方轧件在椭圆孔型中轧制时更,甚， 使,孔型磨损加快,且不,均匀。, 由于在椭圆孔型中延伸系数较方孔为,大，故,椭圆孔型比方孔型磨损快。若用于,连轧机，易,破坏既定的连轧,常数，从而,使轧机调整困难,。,二、常见孔型系统介绍,4.,椭,方孔型系统,(3),适用范围,由于椭,方孔型系统延伸系数,大，所以,它被广泛用于小型和线材轧机上做延伸孔型轧制,(40mm40mm)(75mm75mm),以下的轧件。,(,4,),变形,系数,宽展系数：椭圆,件在方孔型中的宽展系数为,f,=0.30.6,，常,采用,f,=0.30.5,。,延伸系数：,相邻方件边长差与其边长的关系,二、常见孔型系统介绍,5.,六角,方孔型系统,(1),特点,六,角,方孔型系统与椭,方孔型系统很,相似，六,角,方孔型系统除具有椭圆方孔型系统的,优点外，还有,以下,优点：,变形比较均匀。, 单位压力,小（能耗,小、轧辊磨损亦,小）。, 轧件在孔型中稳定性,好，但,六角孔型充满不良,时，则,易失去稳定性,。,(2,),使用范围,六角,方孔型系统被广泛应用于粗轧和毛,轧机上，它,所轧制的方件边长为,(17mm17mm)(60mm60mm),之间,。,二、常见孔型系统介绍,5.,六角,方孔型,系统,(3,),变形系数, 宽展,系数,延伸系数,轧件在六角孔型中的延伸系数,不得小于,1.4,，否则,六角孔型将充,不满，从而,造成轧制不稳定,。,二、常见孔型系统介绍,6.,椭圆,立椭圆孔型,系统,(1,),优点, 轧件变形和冷却较均匀。, 轧件与孔型的接触线,长，因而,轧件展宽较小。, 轧件的表面缺陷如裂纹、折叠等较少。,(2,),缺点, 轧槽切入轧辊较深。, 孔型各处速度差,较大，孔型,磨损较,快，电能,消耗也因之增加,。,二、常见孔型系统介绍,6.,椭圆,立椭圆孔型,系统,(,3,),适用范围,主要,用于轧制塑性,极低,的钢材,。被,广泛地用于小型和线材连轧机上。,(4,),变形,系数, 宽展,系数：,a.,轧件在立椭圆孔型中的宽展,系数：,l,=0.30.4,；,b.,轧件在平椭圆孔型中的宽展,系数：,t,=0.50.6,。,延伸系数：,主要,取决于平椭圆孔型的宽高,比，其比值,为,1.83.5,，平均,延伸系数为,1.151.34,。,平,椭圆孔型,中的延伸系数,l,=1.151.55,，一般,用,l,=1.171.34,。,立,椭圆孔型,中的,延伸系数,l,=1.161.45,，一般,用,l,=1.161.27,。,二、常见孔型系统介绍,7.,椭圆,圆孔型,系统,(1,),优点, 变形较,均匀，轧制,前后轧件的断面形状能平滑地,过渡，可,防止产生局部应力。, 由于轧件没有明显的,棱角，冷却,比较,均匀，轧制,中有利于去除轧件表面的氧化铁皮。, 在某些情况,下，可,由延伸孔型轧出成品,圆钢，因而,可减少轧辊的数量和换辊次数。,(2,),缺点, 延伸系数,较小，一般,不超过,1.31.4,。由于延伸系数,较小，有时,会造成轧制,道次增加,。, 椭圆轧件在孔型中轧制不稳定。, 轧件在圆孔型中易出耳子。,二、常见孔型系统介绍,7.,椭圆,圆孔型,系统,(,3,),使用,范围,被,广泛应用于小型和线材连轧机组。,(4,),变形,系数,延伸系数：,椭圆,圆孔型系统的延伸系数一般不超过,1.31.4,。,轧件,在椭圆孔型,中的,延伸系数为,1.21.6,，,轧件,在圆孔型中的延伸系数为,1.21.4,。, 宽展,系数：,轧件,在椭圆孔型中的宽展系数为,0.50.95,，,轧件,在圆孔型中的宽展,系数为,0.30.4,。,二、常见孔型系统介绍,8.,混合孔型,系统,(1),箱形,菱,方或箱形,菱,菱孔型系统,主要用于,三辊开坯机和中小型轧机,的开坯,机架上,。箱,形孔型的作用是去除钢锭或钢坯表面的氧化,铁皮，有利于提高,成品的,表面质量，有利于,提高轧辊强度和增大道次压下量,。,(2),箱形,六角,方混合孔型,系统,主要,用于中小型轧机的开坯,机架上。六,角,方孔型,系统轧制除了具有较好轧制稳定性,外，还有,较大的延伸,能力，这,对减少轧制道次有利,。,(3),箱形,六角,方,椭圆,方混合孔型系统,这种混合孔型系统主要用于小型和线材,79,轧机,上,。采用,椭圆,方孔型,系统,轧制,稳定且能用,较少道次轧出,成品。缺点：由于,椭圆,方孔型磨损的不,均匀性，故,这种混合孔型系统用于连轧,机时，使,轧机调整困难。,二、常见孔型系统介绍,8.,混合孔型,系统,(4),箱形,六角,方,椭,立椭或箱形,六角,方,椭圆,圆混合孔型系统,主要用于轧制塑性较低的,合金钢，被,广泛用于小型和线材连轧机,。能变形,均匀、易于去除轧件表面上,的氧,化,铁皮，提高,轧件表面质量,。,(,5),箱形,椭圆,圆,椭圆,圆、箱形,椭圆,立椭圆,椭圆,圆,椭圆,圆、箱形,椭圆,圆,椭圆,圆混合孔型系统,随着,高速线材轧机和连续式小型轧机在我国的迅速,发展，这些,孔型系统得到了广泛的应用。值得注意的,是，孔型,系统的选择一定要考虑轧机的,布置,形式和原料的,大小，切不可,机械地搬用。,任务三,成品孔型设计,热胀冷缩概念是分析产品热断面尺寸的理论依据。负公差轧制对产品尺寸精度提出,了更,高的要求,。型钢,品种规格,很多，常见的具有代表性的钢型需要了解掌握。,学习目标,掌握,精轧孔型设计中对热断面尺寸设计思路和负公差轧制的概念。,了解,简单方钢和圆钢精轧孔型的设计方法。,能够,区分成品尺寸与热尺寸之间的关系。,能够,简单说出方钢和圆钢成品孔型设计的方法。,任务描述,了解实际,操作中成品尺寸控制,对孔型,调整有明确的指导思想。,一、精轧孔型设计的一般问题,1.,热,断面,(1),热断面尺寸,轧件经过精轧孔型时，温度在,8001100,之间，冷却后轧件尺寸与高温时轧件尺寸间的关系为：,h,、,b,、,l,轧件的冷尺寸；,膨胀系数，对钢通常取,=0.000012,。,t,终轧,温度；,hr,、,br,、,lr,轧件的热,尺寸；,(2),热断面形状,轧制时断面,各部分的,温度不同将,影响冷却后轧件的断面形状,。,其,锐角部位的温度已较钝角部位为,低，方钢,其水平轴的温度高于,垂直轴，当然,冷却后水平轴的收缩量也大于,垂直轴。,为延长,孔型的,使用寿命，水平,轴略大于垂直轴为宜,。,按照这种要求往往是将其顶角设计成为,9030,，,而,不是,90,一、精轧孔型设计的一般问题,2.,公差与,负公差轧制,公差,：每,种轧制产品都允许较其公称,(,或名义,),尺寸有一定范围,的,负公差轧制,：能节约钢材,量的,多少，取决于,轧钢设备的装备水平和轧钢调整工利用允许负偏差的程度,。,精轧,孔型设计的一般程序,如下：,(1),根据终轧温度确定成品断面的热尺寸。,(2),从热尺寸中减去一部分,(,或全部,),负,公差，或,加上一部分,(,或全部,),正,公差，但,必须,保证,轧制时有一定的调整,余量；必要,时还要对以上计算出的尺寸和断面形状加以,修正，如考虑断面,不均匀收缩、孔型不均匀磨损、孔型使用寿命以及便于轧件脱槽等因素,时，应,予以修正。,二、简单断面型钢孔型设计,(,一,),方钢,孔型设计,1.,尖角方钢成品孔的,设计,(1),成品对角线,高度,(2),成品孔对角线,宽度,2.,尖角方钢成品前孔的,设计,(1),菱形孔的高度,H2,(2),菱形孔的水平,宽度,3.,成品再前孔的,设计,成品前孔,(,菱,),的延伸系数一般为,1.31.4,。,成品,再前孔的,面积：,成品再前孔,(,方,),的边长：,a,标,标准尺寸的,边长，,mm,；,a,全部负公差或部分负,公差，,mm,。,C,成品方孔,边长,，,mm,二、简单断面型钢孔型设计,(,二,),圆钢,孔型设计,1.,轧制圆钢的孔型,系统,(1),方,椭圆,圆孔型,系统,被广泛应用于小型和线材轧机轧制,32mm,以下大圆钢,。,优点,：延伸系数较大，轧制稳定；能,与其他延伸孔型系统很好连接,。,缺点,：方轧件,在椭圆孔型中变形不,均匀；方,孔型切槽,深；孔型,共用性差,。,(,2),圆,椭圆,圆孔型,系统,用于,小型和线材轧机轧制,40mm,以下的,圆钢。,优点,：轧件变形和冷却均匀；易于去除轧件表面的氧化铁皮，成品表面质量好；便于使用圆盘；成品尺寸比较精确；共用性较大。,缺点,：延伸系数较小；椭圆件在圆孔中轧制不稳定，需要使用经过精确调整的夹板夹持，否则,在圆孔型中容易出“耳子”,。,二、简单断面型钢孔型设计,1.,轧制圆钢的孔型系统,(,3),椭圆,立椭圆,椭圆,圆孔型,系统,用于轧制塑性较低的合金钢和线材连轧机,上。,优点,：轧件,变形,均匀；成品,表面质量,好；能,自动找,正，轧制稳定。,缺点,：延伸系数较小； 反复应力，容易,出现中心部分,疏松，甚至会,出现轴心裂纹,。,(4,),万能孔型,系,用于轧制,中、大号,圆钢。,优点：易,去除再生氧化,铁皮，有利于,改善成品,质量；调整,范围大,。共,用性,好；轧件,变形,均匀，孔型,使用寿命,长，轧辊,消耗,低，而且便于,和箱形孔连接,。易咬入，轧制,稳定。,缺点：延伸系数小，道次多，,=1.11.35,；出,立轧孔的轧件不,规整，且,轧制,不稳定，易,产生扭转,现象,。,二、简单断面型钢孔型设计,2.,圆钢,孔型设计,(1),圆钢成品,孔型设计,圆钢的高度尺寸,h,在,水平机架上,是调整成品孔的上辊或下辊来控制，在,立式机架上,则是通过立辊的某一轧辊的水平方向移动来控制的。,目前广泛使用的成品孔构成方法有,两种，一,种是,双半径,圆弧法,，另,一种是由孔型两侧,用切线,连接的,扩张角,法,。,二、简单断面型钢孔型设计,2.,圆钢,孔型设计, 双半径圆弧成品,孔,宽度尺寸,b,k,高度尺寸,h,k,按,标准尺寸,设计,按部分负公差或负公差,设计,成品孔的扩张,角 一般,可取,=2030,，常用,30,o,侧角,求,出的,，则,需调整,b,k,、,R,和,s,值，使得,。,孔型两侧用切线连接时的成品,孔,用,这种方法构成的成品,孔，其,孔型的宽度尺寸,b,k,值较小，,且,扩张角,总是,小于,30,，因此,该方法也称为高精度,法。,d,圆钢的公称直径或称为标准,直径,；,+,正,公差,；,1.0071.02,线膨胀系数,。,R,基圆,半径,，,R,=1/2,h,k,；,s,辊缝,=30,o,时的成品图,切线法成品孔的构成,二、简单断面型钢孔型设计,2.,圆钢,孔型设计,(2),其他精轧孔型的,设计, 圆,椭圆,圆精轧,孔型设计, 圆,(,或方,),椭圆,立椭圆,椭圆,圆精轧,孔型设计,立,椭圆孔型的高度,H,k,与轧出轧件的,高度,H,相等；,宽度,B,k,=(,1.0551.1)B,，其中,B,为轧出轧件的,宽度；,立,椭圆孔型的弧形,侧壁半径,可取,R,1,=(,0.71)B,k,，,R,2,=(,0.20.25)R,1,；,外,圆角半径,r=(,0.50.75)R,2,；,辊缝,s,=(0.10.25)H,k,。,谢谢,