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1、孔孔型型设设计计 本设计以 16mm 圆钢为代表产品进行设计。 1 孔型系统的选择 圆钢孔型系统一般由延伸孔型系统和精轧孔型系统两部分组成。延伸孔型的作用是 压缩轧件断面，为成品孔型系统提供合适的红坯。它对钢材轧制的产量、质量有很大的影 响，但对产品最后的形状尺寸影响不大。常用的延伸孔型系统一般有箱形、菱方、菱 菱、椭方、六角方、椭圆圆、椭圆立椭圆等；精轧孔型系统一般是方椭圆螺 或圆椭圆螺孔型。 本设计采用无孔型和椭圆圆孔型系统。 1.1 无孔型轧制法 优点： （1）由于轧辊无孔型，改轧产品时，可通过调节辊缝改变压下规程。因此，换辊、 换孔型的次数减少了，提高了轧机作业率。 （2）由于轧辊不刻
2、轧槽，轧辊辊身能充分利用；由于轧件变形均匀，轧辊磨损量少 且均匀，轧辊寿命提高了 24 倍。 （3）轧辊车削量少且车削简单，节省了车削工时，可减少轧辊加工车床。 （4）由于轧件是在平辊上轧制，所以不会出现耳子、充不满、孔型错位等孔型轧制 中的缺陷。 （5）轧件沿宽度方向压下均匀，故使轧件两端的舌头、鱼尾区域短，切头、切尾小， 成材率高。 （6）由于减小了孔型侧壁的限制作用，沿宽度方向变形均匀，因此降低了变形抗力， 故可节约电耗 7%。 1.2 椭圆圆孔型系统 优点： （1） 孔型形状能使轧件从一种断面平滑的过渡到另一种断面，从而避免由于剧烈不 均匀变形而产生的局部应力。 （2） 孔型中轧出的轧
3、件断面圆滑无棱、冷却均匀，从而消除了因断面温度分布不均 而引起轧制裂纹的因素。 （3） 孔型形状有利于去除轧件表面氧化铁皮，改善轧件的表面质量。 （4） 需要时可在延伸孔型中生产成品圆钢，从而减少换辊。 缺点： （1）延伸系数小。通常延伸系数不超过 1.301.40，使轧制道次增加。 （2）变形不太均匀，但比椭圆方孔型要好一些。 （3）轧件在圆孔型中稳定性差，需要借助于导卫装置来提高轧件在孔型中的稳定性， 因而对导卫装置的设计、安装及调整要求严格。 （4）圆孔型对来料尺寸波动适应能力差，容易出耳子，故对调整要求高。 2延伸系数的分配 2.1 总的延伸系数 4/ 1 . 086 . 0 2 22
4、 0 tn tttt n ad aAAa F F u =(1.012140) -0.86(0.11.012140) /0.253.14(161.012) 222 =96.69mm 式中：Fo红坯断面面积，mm2; Fn成品于热状态断面面积，mm2; 热胀系数，取=1.012； t a t a 钢坯边长，mm; t A d 成品直径，mm; t 轧制道次数 n=18 道次 282 . 1 69.96 lg lg g g c l l 2.2 延伸系数的初步分配 分配原则：初轧道次小，以便取出氧化铁皮，保证产品质量；随后加大，以利用轧件 在高温下塑性好，产生大的变形；精轧道次延伸系数小，以保证成品质
5、量及孔型的耐磨 性和成品尺寸精度。 将 12 道次的总延伸系数根据经验（如考虑咬入、摩擦等因素）具体分配如下： 1=1.250 2= 1.249 3=1.287 4=1.339 5= 1.431 6=1.292 7=1.394 8=1.255 9= 1. 354 10=1.339 11=1.276 12=1.250 287 . 1 13 260 . 1 14 258 . 1 15 202 . 1 16 384 . 1 17 132 . 1 18 3各孔型中轧件尺寸的确定 3.1 计算各等轴孔的轧件尺寸 1)1) 各等轴孔轧件的横截面积 12 nnnn FF 2 ) 确定各等轴孔尺寸 由圆面积公
6、式 F=R2得： d=2 Fi 各道次的轧件参数列于表（51） 。 表表1 等等轴轴孔孔轧轧件件尺尺寸寸 道次681012141618 轧件高/宽（mm）71.4453.3038.9331.3923.8420.0316.20 轧件面积（mm2）4006.62231.231190.31773.88446.38315.10206.12 3.2 计算平辊出口轧件的断面积 前几个道次轧件表面氧化铁皮较多，摩擦系数较小，影响咬入。根据现场经验，无孔 型轧制时既要防止产生轧件歪扭脱方现象，又要保证轧件在平辊上轧制的稳定性，故平辊 出口轧件断面尺寸初步设计如下： 由筱仓公式： =1+0.82Lc/(Ho+2
7、Bo)(Ho-h)/Ho 式中：Lc平均接触弧长度， 2 )( 0 hHD Lc Ho轧前轧件平均高度； h轧后轧件平均高度； Bo轧前轧件宽度； D轧辊直径. No.1 （第一道次） 来料：BoHo =141.60141.60mm 初设：h1=108.00mm; =91.65mm 2 )00.10860.141(500 1 Lc 1=1+0.8291.65/(141.60+2141.60)(141.60-108.00)/141.60 c =1.082 则 b1= 1 Bo=1.082141.60=153.20mm c F1= h1 b1=108.00153.20=16545.6mm2 校核：
8、（1）Bo/ Ho0.60.7 保证少产生歪扭脱方； （2）h1/ b11.2 保证轧制状态稳定。 本道次中：Bo/ Ho=1，h1/ b1=0.7 符合要求 No.2 （第二道次） 来料：B1H1=108.00153.20mm 初设：h2=108.00mm; =106.30mm 2 )00.10820.153(500 2 c L 2=1+0.82106.30/(153.20+2108.00)(153.20-108.00)/153.20 c =1.136 则 b2= 2B1=1.136108.00=122.70mm c F2= b2h2=122.70108.00=13251.6mm2 校核：
9、B1/ H1=0.7 h2/ b2=0.88 符合要求 No.3 （第三道次） 来料：B2H2=108.00122.70mm 初设：h3=82.00mm; =103.81mm 2 )00.8270.122( 6 . 529 3 c L 3=1+0.82103.81/(122.70+2108.00)(122.70-108.00)/122.70 =1.160 则 b3= 3B2=1.160108.00=125.60mm c F3= b3h3=125.6082.00=10299.2mm2 校核： B2/ H2=0.88 h3/ b3=0.65 符合要求 No.4 （第四道次） 来料：B3H3=82.
10、00125.60mm 初设：h4=75.00mm; =115.96mm 2 )00.7560.125( 5 . 531 4 c L 4=1+0.82115.96/(125.60+282.00)(125.60-75.00)/125.60 c =1.258 则 b4= 4B3=1.25882.00=103.20mm c F4= b4h4=75.00103.20=7737.3 mm2 校核： B3/ H3=0.65 h4/ b4=0.73 符合要求 将前面四道次的出口轧件的有关尺寸列成表格见表 52 表表2 平平辊辊出出口口轧轧件件尺尺寸寸 道次延伸系数 横截面积 2 mm 轧件高度 mm轧件宽度
11、mm 11.25016545.6108.0153.20 21.24913251.6108.0122.70 31.28710299.282.0125.60 41.3397737.375.0103.20 3.3 椭圆孔型中轧件尺寸的确定 具体方法是两个等轴孔夹一个非等轴孔，以两圆夹一椭为例，根据经验理论确定轧 件在椭孔中的延伸系数 t，轧件在圆孔中的延伸系数 y,来料尺寸为 Bi-1Hi-1,经椭孔 后轧件尺寸为 hibi,经过下一道次后轧件尺寸为 di+1,则由宽展系数的定义便可求得中间 非等轴孔轧件的尺寸 hi、bi，即： t= ii ii hH Bb 1 1 y= 1 1 ii ii db
12、hd 联立（1） （2）得： bi= yt iytititi ddHB 1 1111 hi= yt iytiyiyi HBdd 1 1111 轧件在椭孔中的宽展系数0.50.95，在圆孔中是宽展系数为0.30.4。轧件 t y 尺寸偏大时，偏大取值，尺寸较小时，应偏小取值。具体计算过程如下： No.5 （第五道次椭圆孔） 来料：B4H4=75.00103.20mm 轧件经第六道次后的尺寸为 71.44mm; 取：0.5, =0.4 t y 根据公式（） ， （）可算得第五道次椭圆后轧件的尺寸： mmb74.95 4 . 05 . 01 44.714 . 05 . 044.715 . 0 2 .
13、 1035 . 075 5 mmh72.61 5 . 04 . 01 20.1035 . 04 . 0754 . 044.714 . 044.71 5 校核第六道次圆孔中轧件的充满度： 第六道次后轧件的宽度 mmdbhb y 44.714 . 0)44.7174.95(72.61 6556 为宽展留的余量，取 mm）mmdbk44.72144.71 66 则=%95% 6 . 98%10044.72/44.71%100/ 66 k bb 符合要求，校核通过。 No.7 （第七道次椭圆孔） 来料：B6H6=71.4471.44mm 轧件经第八道次后的尺寸为 53.30mm; 取：0.8, =0.
14、4 t y 根据公式（） ， （）可算得第七道次椭圆后轧件的尺寸： mmb32.101 4 . 08 . 01 30.534 . 08 . 030.538 . 044.718 . 044.71 7 mmh09.34 8 . 04 . 01 44.718 . 04 . 044.714 . 030.534 . 030.53 7 校核第八道次圆孔中轧件的充满度： 第八道次后轧件的宽度 mmdbhb y 30.534 . 0)30.5332.101(09.34 8778 为宽展留的余量，取 mm）mmdbk30.54130.53 88 则=%95% 2 . 98%10030.54/30.53%100/ 88 k bb 符合要求，校核通过。 No.9（第九道次椭圆孔） 来料：B8H8=53.3053.30mm 轧件经第十道次后的尺寸为 38.93mm; 取：0.7, =0.4 t y 根据公式（） ， （）可算得第九道次椭圆后轧件的尺寸： mmb86.72 4 . 07 . 01 93.384 . 07 . 093.387 . 030.537 . 030.53 9 mmh36.25 7 . 04 . 01 30.53
