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1、攀枝花学院本科毕业设计（论文）角钢孔型设计学生姓名： 宋龙江 学生学号： 200711102049 院（系）： 材料工程学院 年级专业： 07级材料成型与控制工程 指导教师： 张利民 讲师 二一一年六月31攀枝花学院本科毕业设计（论文） 摘 要摘要角钢属建造用碳素结构钢，是简单断面的型钢钢材，主要用于金属构件及厂房的框架等。本论文通过对现有资料的研究及分析，选择了角钢初轧、切分轧制、精轧三个阶段的轧制孔型系统及其各个孔型系统参数的确定方法，并针对角钢轧制中蝶式孔型系统共用性差的缺点，采用了用按最大厚度来设计此规格的角钢来克服这个缺点。关键字 角钢，孔型系统，孔型设计攀枝花学院本科毕业设计（论文
2、） ABSTRACTABSTRACTAngle iron belongs to carbon structural steel in construction，it is a kind of simple section steel, mainly used for metal structures and plant framework etc.This paper chooses the rolling pass system and its parameters of each method for determining the pass system in the initial r
3、olling angle,Slit rolling,roll embossing three stages, through researching and analysis the available information, and for shortcomings of poor interoperability in butterfly pass system in rolling angle,it adopts the means of designing the specifications of the angle by the maximum thickness to over
4、come this shortcoming.Key words angle steel，Pass System，Pass Design攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目录目 录摘要IABSTRACTII1 绪论11.1概述11.2生产工艺简介12 孔型系统的演变32.1在开口蝶式孔型中用自由宽展法轧制32.1.1开口蝶式孔型系统的优点32.1.2开口蝶式孔型系统的缺点32.2在闭口蝶式孔型中用限制的变形宽展法轧制42.2.1闭口蝶式孔型系统的优点42.2.2闭口蝶式孔型系统的缺点42.3角钢轧制孔型系统的发展方向43 孔型系统的设计方法63.1蝶式孔型设计方法63.1.1蝶式孔的构成63.1.
5、2假想成品蝶形断面尺寸确定73.1.3蝶式孔型设计方法82.1.4蝶式孔的参数确定83.2角钢的延伸孔型设计方法113.2.1延伸孔的选择123.2.2延伸孔型系统的轧件的尺寸计算123.2.3延伸孔型系统的孔型尺寸计算143.3角钢的切分孔型设计方法153.3.1切分孔的作用与形式153.3.2切分孔的压下系数163.3.3切分孔的计算方法164 6号角钢孔型设计184.1 角钢轧制工艺184.1.1坯料的选择184.1.2平均延伸系数的确定184.1.3轧制道次的确定184.1.4孔型系统的确定194.2孔型设计194.2.1角钢蝶式孔的设计194.2.2角钢箱型孔的设计244.2.3角钢
6、切分孔的设计264.3配辊294.4蝶式孔校核314.4.1校核槽口宽度是否合理314.4.2校核顶角压下系数是否大于腿厚压下系数314.5箱型孔充满度校核324.6孔型沿辊身上配置的校核335 辅件设计345.1导板设计345.2卫板设计356 结论37参考文献38致谢39攀枝花学院本科毕业设计（论文） 1 绪论1 绪论1.1 概述角钢属建造用碳素结构钢，是简单断面的型钢钢材，主要用于金属构件及厂房的框架等。在使用中要求有较好的可焊性、塑性变形性能及一定的机械强度。生产角钢的原料钢坯为低碳方钢坯，成品角钢为热轧成形、正火或热轧状态交货。角钢可按结构的不同需要组成各种不同的受力构件，也可作构件
7、之间的连接件。广泛地用于各种建筑结构和工程结构，如房梁、桥梁、输电塔、起重运输机械、船舶、工业炉、反应塔、容器架以及仓库货架等。角钢主要分为等边角钢和不等边角钢两类，其中不等边角钢又可分为不等边等厚及不等边不等厚两种。角钢的规格用边长和边厚的尺寸表示。目前国产角钢规格为2-20号，以边长的厘米数为号数，同一号角钢常有2-7种不同的边厚。进口角钢标明两边的实际尺寸及边厚并注明相关标准。一般边长12.5cm以上的为大型角钢，12.5cm-5cm之间的为中型角钢，边长5cm以下的为小型角钢。我国进口、出口角钢各有一定批量，主要从日本、西欧进口。出口输往地区主要为港澳、东南亚、拉美及阿拉伯国家等。出口
8、生产企业主要为辽宁、河北、北京、上海、天津等省市的钢铁厂（轧钢厂）。进出口角钢的定货一般以使用中所要求的规格为主，其钢号为相应的碳结钢钢号。即角钢除了规格号之外，没有特定的成分和性能系列。进口角钢品种多为大型、小型角钢及特殊形状角钢，出口品种多为中型角钢如6号、7号等。角钢的交货长度分定尺、倍尺两种，国产角钢的定尺选择范围根据规格号的不同有3-9m、4-12m、4-19m、6-19m四个范围。日本产角钢的长度选择范围为6-15m。角钢的表面质量在标准中有规定，一般要求不能存在使用上有害的缺陷，如分层、结疤、裂缝等。角钢几何形状偏差的允许范围在标准中也有规定，一般包括弯曲度、边宽、边厚、顶角、理
9、论重量等项，并规定角钢不得有十分显著的扭转。1.2 生产工艺简介角钢属于简单断面的型钢，型钢生产的特点是产品断面复杂、产品品种多、轧机类别多，因而采取何种轧机和生产方式、布置形式，需视生产品种、规模及产品技术条件而定。型材的轧制方法有以下几种：普通轧法就是在一般二辊或三辊轧机上进行轧制，孔型由两个或三个轧辊的轧槽所组成，可生产一般简单、异形和周期断面型材；多辊轧法孔型由三个以上轧辊轧槽组成，减小了闭口槽的不利影响，可轧出凸缘内外侧平行的经济断面型材，轧制精度高，轧辊磨损、能耗、轧件残余应力均减少。热弯轧法是将坯料轧成扁带或接近成品断面的形状，然后在后继孔型中趁热弯曲成型，可轧制一般方法得不到的
10、弯折断面型钢；热轧纵剖轧法是将较难轧的非对称断面产品先设计成对称断面，或将小断面产品设计成并联形式的大断面产品，以提高轧机生产能力，然后在轧机上或冷却后用圆盘剪进行纵剖；热轧冷拔（轧）法是先热轧成型，并留有加工余量，后经酸洗、碱洗、水洗、涂润滑剂、冷拔（轧）成材，可生产高精度型材，产品机械性能和表面质量均高于一般热轧型材；热冷弯成型法是以热轧或冷轧板带为原料，使其通过带有一定槽形而又回转的轧辊，使板带钢承受横向弯曲变形而获得所需断面形状的型材。角钢生产一般使用普通轧制法轧制角钢。角钢一般生产工艺流程1：图1.1 生产工艺流程图坯料准备 由于角钢对材质要求一般并不特殊，在目前技术水平下几乎可以全
11、部使用连铸坯。连铸坯断面形状可以是方形或矩形，连铸技术水平高的使用异形坯。用连铸坯轧制普通型钢绝大多数可不必检查和清理，从这个角度说，大、中型型钢最容易实现连铸坯热装热送，甚至直接轧制。坯料加热 现代化角钢生产加热一般用连续式加热炉，保证原料加热均匀且避免水印对产品的不利影响。为提高加热质量，这次角钢轧制使用的是小型轧机，采用步进式加热炉。加热温度一般在10501200之间。轧制 角钢轧制分为粗轧、切分轧制和精轧，粗轧将坯料轧成适当大小适合切分轧制的扁坯，由于粗轧阶段轧件温度较高，应该将不均匀变形尽可能放在粗轧阶段；切分轧制使轧件能够使角钢的两条腿被对称地切分，被切分后的轧件基本吻合下一道次的
12、形状，保证下一道次轧制的稳定性；精轧是为了保证角钢成品尺寸的精度，延伸量较小。精整 角钢轧后精整有两种工艺：一种是传统热锯切定尺和定尺矫直工艺；另一种是较新式的长尺冷却、长尺矫直和冷锯切工艺。热锯用于7.5号以上角钢的锯切。轧后冷却根据钢种、断面形状和尺寸及对产品组织性能的不同要求，有空冷、堆冷和缓冷等方法。由于角钢对冷却速度没有什么特别的要求，一般的角钢冷却都采用空冷来冷却。攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 孔型系统的演变2 孔型系统的演变早期轧制角钢采用直边闭口孔型，由于这种轧制方法有孔型切入深，有较大的附加摩擦等一系列的缺点，现在早已停止使用。近代则采用弯边蝶式孔型，它有两种基本孔型形
13、式，即开口蝶式孔型系统和闭口蝶式孔型系统。2.1 在开口蝶式孔型中用自由宽展法轧制在开口孔型系统中，除精轧前孔使用闭口孔型外，其他全部采用开口孔型，在无扭转（水平滚与立辊交替组成的机组）的连续式小型轧机上，由于可以安排的立轧道次多，因此精轧前孔也可以使用开口孔型，即采用全开口式孔型轧制。但是这种方法并未推广开来。角钢轧制的第一阶段是大量采用立轧辊的开口蝶式孔型系统。虽然经过长期实践，都能在相应的车间条件下轧出不同类型的中，小规格的角钢。但是随着生产的不断发展，群众性的技术革新，车间机械化的不断提高，对角钢的质量，产量的要求不断提高，因而孔型系统也不断改进和发展，目前大多采用平轧蝶式孔型系统。2
14、.1.1 开口蝶式孔型系统的优点2孔型设计简单，通过调整立轧孔可以灵活控制轧件宽度，轧机调整方便；轧辊加工容易，轧制时无“耳子”现象；孔型共用性好，通过调整辊缝，一套孔型可以轧制几种相邻规格的角钢；立轧孔型可去除轧件表面氧化铁皮，加工轧件腿端，并能适当校正轧件不对称现象；立轧孔型中挤出肥大耳子使后续角钢充满保证顶角尖锐。2.1.2 开口蝶式孔型系统的缺点进立轧孔前轧件需要翻刚90，自动对准较难，需要人工喂刚，使工人劳动强度增大；立轧孔切槽较深，轧辊强度低，特别是轧制大号角钢，由于轧辊削弱较大，考虑轧辊强度，因此立轧孔的变形量不能太大，故轧制道次增加；立轧孔型前的开口切分孔的导卫控制要求高，当导卫控制不当，开口切分孔轧出的轧件产生较严重的不对称，若立轧孔压下量不大时，就无法校正腿长，导致角钢成品的腿长偏差，有时角钢顶部还会出现折叠现象。因此，带立轧开口蝶式孔型系统通常用于轧制小号角钢，一般多用在多品种小批量车间，大号角钢和专业性的角钢车间不宜采用。2.2 在闭口蝶式孔型中用限制的变形宽展法轧制除精轧孔型外，全部
