型材生产及孔型设计第二篇 孔型设计之型钢孔型设计 第 10章 型钢孔型设计l10.1 成品孔型设计的一般原则l10.2 圆钢孔型设计l10.3 角钢孔型设计l10.4 工字钢孔型设计 10.1 成品孔型设计的一般原则(一)l在设计时,应当考虑轧件的热断面尺寸和形状l热断面尺寸冷却后轧件尺寸与高温时轧件尺寸间关系为 式中: h、b及l—轧件冷尺寸；hr、br及lr—轧件热尺寸；t—终轧温度；α—膨胀系数，对钢通常采用α=0.000012 l热断面形状轧件在成品孔型中轧制时，其断面各部分的温度并不完全一致，在某些条件下，这种温度差将影响冷却后轧件的断面形状§在设计时,应当尽量考虑采用负偏差轧制 10.1 成品孔型设计的一般原则成品孔型设计的一般步骤:l根据终轧温度确定成品断面热尺寸；l考虑负偏差轧制和轧机调整，从热尺寸中减去部分（或全部）负偏差、或加上部分（或全部）正偏差；l对以上计算出的尺寸和断面形状加以修正 10.2 圆钢孔型设计l轧制圆钢的孔型系统l圆钢成品孔型设计l圆钢精轧孔型设计 10.2 圆钢孔型设计——轧制圆钢的孔型系统（1）方—椭圆—圆孔型系统【优点】•延伸系数较大•方轧件在椭圆孔型中可以自动找正，轧制稳定【缺点】•方轧件在椭孔中变形很不均匀；•轧件断面上可能出现局部附加应力；•孔形磨损严重【适用】•用于生产小型圆钢（φ5 ～20mm） 10.2 圆钢孔型设计——轧制圆钢的孔型系统（2）圆—椭圆—圆孔型系统【优点】•轧件变形和冷却均匀•成品表面质量好•成品尺寸比较精确•共用性较好【缺点】•延伸系数较小•椭圆件在圆孔型中轧制不稳定【适用】•用于小型和φ40mm以下圆钢生产和高速线材轧机的精轧机组 10.2 圆钢孔型设计——轧制圆钢的孔型系统（3）椭圆—立椭圆—椭圆—圆孔型系统【优点】•轧件变形均匀•成品表面质量好•椭圆件在立椭圆孔型中能自动找正，轧制稳定【缺点】•延伸系数较小•容易出现中心部分疏松【适用】•用于轧制塑性较低的合金钢•小型和线材连轧机 10.2 圆钢孔型设计——轧制圆钢的孔型系统（4）万能孔型系统(构成: 方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆)【优点】•共用性强•轧件变形均匀•成品表面质量好【缺点】•延伸系数较小，道次多•立轧孔型轧出的等轴断面不够正确，且轧制不稳定，容易产生扭转现象【适用】•用于轧制φ18 mm～200mm圆钢。
10.2 圆钢孔型设计——圆钢成品孔型设计l孔型形状构成方法l双半径圆弧法l圆钢成品孔惯用设计方法l不能适应高精度圆钢生产l当孔型磨损后,在 300中心张角所对应的圆周上,圆钢直径很易超出公差范围l其设计特点造成公差带减小,操作调整范围变窄,成品尺寸难以控制,使工程能力指数下降l只能满足GB 702-86标准中的第 3组精度要求 10.2 圆钢孔型设计——圆钢成品孔型设计l孔型形状构成方法l两侧用切线连结的扩张角法l适应高精度圆钢生产l作图简单,便于制作轧槽样板l其中心张角小,使轧件真圆度提高,轧制时金属超同标准的部位较少l增加了侧压作用,限制宽展作用增强,有利于控制成品宽度方向尺寸l轧件充满孔型时,辊缝处斜线直径仍不会超出公差l减少了因孔型磨损后在中心张角300对应圆周上直径超出公差范围现象 10.2 圆钢孔型设计——圆钢成品孔型设计l孔型构成尺寸设计l双半径圆弧法 10.2 圆钢孔型设计——圆钢成品孔型设计 10.2 圆钢孔型设计——圆钢成品孔型设计l孔型构成尺寸设计l两侧用切线连结的扩张角法 10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计l方—椭圆—圆孔型系统 此精轧孔型中的方孔型与椭孔型的确定步骤：•先确定方孔和椭孔的尺寸•然后确定轧件在成品孔和椭孔中的宽展系数，计算轧件的几何尺寸•验算充满度 10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计方孔和椭孔尺寸确定方孔和椭孔尺寸确定 10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计l方—椭圆—圆孔型系统 10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计l方—椭圆—圆孔型系统 轧件尺寸确定轧件尺寸确定 10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计l圆—椭圆—圆孔型系统 椭圆孔尺寸确定椭圆孔尺寸确定 10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计l圆—椭圆—圆孔型系统 椭前圆孔尺寸确定椭前圆孔尺寸确定 10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计l圆—椭圆—圆孔型系统 各轧件尺寸确定各轧件尺寸确定 10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计l椭圆—立椭圆—椭圆—圆孔型系统 10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计l方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆 10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计l方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆 10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计l方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆 10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计l方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆 10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计l方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆 10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计l方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆 10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计l方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆 10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计l方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆 10.3 角钢孔型设计一、等边角钢孔型系统（1）蝶式孔型系统带立轧的蝶式孔型系统分类及规格F等边角钢（2#～20#）F不等边角钢（2.5/1.6～25/12.5）腿长的1/10同一型号腿厚有2-7个规格 10.3 角钢孔型设计成型孔前F控制腿长F加工腿端F镦出顶角切入孔前F控制切分腿长可以使用开口切入孔切入孔可以共用立轧孔道次易除氧化皮，成品表面质量好立轧孔切槽深，轧辊强度差，寿命短开口切入孔易切偏，造成两腿长度不等立轧孔需人工翻钢，劳动强度大用于生产2～2.5号角钢小轧机上（人工操作） 不带立轧的蝶式孔型系统使用闭口切入孔，易保证两腿切分对称性使用上下交替开口的蝶式孔成型和加工腿端轧制过程不翻钢，劳动强度低，易实现机械化操作用于生产大中小型角钢10.3 角钢孔型设计 对角轧制的孔型系统（用较小方坯轧制较大角钢）（2）几种特殊孔型系统“W”型蝶式孔型系统（用较小坯料轧制大规格角钢）热弯轧制法10.3 角钢孔型设计 10.3 角钢孔型设计—等边角钢孔型设计（1）成品孔设计成品角钢的两种孔型蝶式孔型系统的角钢孔型设计包括：成品孔、蝶式孔、切深孔和立轧孔的孔型设计成品角钢的孔型有两种：半开口孔型和开口孔型，如图所示 10.3 角钢孔型设计—等边角钢孔型设计在腿端有一台阶，成品腿端可以得到加工，并可在一定程度上控制腿长当成品前腿较长时，易在腿端形成“耳子”一般在大批量生产某一型号角钢，生产较稳定性况下采用可以在一个成品孔型中轧制不同腿厚角钢，不会出“耳子”不能加工腿端为加工腿端，常在成品前孔采用上开口式蝶式孔 成品孔型腿厚dk1等于同号角钢最薄腿厚腿长 腿长余量（锁口长度）,d为成品腿厚要求调整Ck1使得Bk1>Bk2,防止刮铁丝缺陷产生顶角 ，中小角钢取900，大号角钢取90030’跨下圆角半径rk1=标准尺寸,孔型宽度辊缝 最小值>辊跳，10.3 角钢孔型设计—等边角钢孔型设计 成品孔型腿厚dk1等于同号角钢最薄腿厚腿长 腿长余量（锁口长度）,d为成品腿厚要求调整Ck1使得Bk1>Bk2,防止刮铁丝缺陷产生顶角 ，中小角钢取900，大号角钢取90030’跨下圆角半径rk1=标准尺寸,孔型宽度辊缝 最小值>辊跳，10.3 角钢孔型设计—等边角钢孔型设计 10.3 角钢孔型设计—等边角钢孔型设计 10.3 角钢孔型设计— 蝶式孔型设计蝶式孔中心线固定法¬逆轧制方向顶角逐渐增大，轧制过程顶角不易充满，易形成塌角缺陷¬顺轧制方向顶角逐渐减小，轧制不稳定，易轧偏，造成腿长不等，对导卫装置和调整要求高¬样板多，加工辊复杂¬多用于大中号角钢由切深孔向成品前精轧蝶式孔的过渡蝶式孔上轮廓线固定法¬顶角皆为直角，易充满，角形清晰¬轧制稳定，便于调整¬减少样板刀，磨损均匀，便于修复¬接近成口的几个蝶式孔最好选用此设计方法 10.3 角钢孔型设计— 蝶式孔型设计成品前孔顶角确定成品前孔上轮廓线直线段长度确定圆弧段半径确定各蝶式孔腿厚确定各蝶式孔中心线长度计算各蝶式孔中心线水平段长度确定其余参数计算 1）上轮廓线固定法 2）中心线固定法 3）蝶式孔其它尺寸的确定 4）切深孔的确定 5）立轧孔的确定 。