棒材轧制孔型设计.docx

孔型设计本设计以©28mm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2~4 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 1.30~1.40，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I!F (a A )2 - 0.86(0.1Aa \U = ―0 =——t_t t_t——2 F K\d a J2 / 4n n t=[(1.012X120)2-0.86X(0.1X1.012X120)2]/[0.25X3.14X(28X1.012)2] =23.20mm式中：Fo—红坯断面面积，mm2； Fn—成品于热状态断面面积，mm2；a —热胀系数，取a =1.012；ttA —钢坯边长， mm；td —成品直径， mm；l 23.20g l 1.282=12 道次tlg卩•••轧制道次数n= 2lg卩c2.2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：u 1= 1.240卩2 = 1.290卩3=1.320卩4=1.290u5= 1.320卩6 = 1.361卩7=1.380卩8=1.361u 9= 1.320卩10 = 1.280卩11=1.235卩12=1.2103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） 各等轴孔轧件的横截面积F 二 F x p x pn - 2 n n n -12 ） 确定各等轴孔尺寸由圆面积公式F= n R2得:d=2各道次的轧件参数列于表（5—1）表 1 等轴孔轧件尺寸道次681012轧件高/宽(mm)66.1648.2737.1430.38轧件面积(mm2)3435.931829.391082.74724.553.2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：B =l+0.8[2Lc/(Ho+2B°)][(Ho-h)/H]式中：L—平均接触弧长度，c\D(H - h)L = o-c 2H°—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—轧车昆直径.No.l (第一道次)来料：BoXH。

tO.OOXaOOmm初设：h]=90.00mm;了 [500(120.00 — 90.00)Lc = = 86.60mmi 2B 1=1+0.8[2X86.60/(120+2X 120)][(120-90)/120]c1=1.096则 b1=B 1 Bo=1.096X120=131.52mm1 c 1 oF1= h1 b1=131.52X90= 11836.8mm2校核：(1) Bo/ H°>0.6〜0.7保证少产生歪扭脱方；(2)h1/ b1<1.2 保证轧制状态稳定本道次中：B/ Ho=1, h1/ b1=0.68 符合要求No.2 (第二道次)来料：B1XH1=90X 131.52mm初设：h2=90mm;了 ,|'500(131.52 - 90.00)L 二 =101.88mmc2 \ 2B 2=1+0.8[2X101.88/(131.52+2X90)][(131.52-90)/131.52]c2=1.206贝y b2=B 2B1=1.206X90=108.54mmF2= b2h2=108.54X90=9768.6mm2校核：B1/ H1=1.46 h2/ b2=0.83 符合要求No.3 (第三道次)来料：B XH =108. 54X90mm2 2初设：h =67.00mm;31610(10854-67.0(5兀珂 2=112.56mmB 3=l+0.8[2X112.56/(108.54+2X90.00)][(108.54-90.00)/108.54] =1.1066贝9 b = B B=1.1066X108.54=120.11mm3 3 2F = b h =120.11X67.00=8047.4mm23 3 3校核：B / H =1.21 h / b =0.56 符合要求2 2 3 3No.4 (第四道次)来料：B XH =65.00X 120.37mm3 3初设：h =67.00mm;4T l610(12Q37-67.0Q)耳斗=寸 2* =127.58mmB &4=1+0.8[2X126.38/(120.37+2X65.00)][(120.37-65.00)/120.37] =1.375贝9 b = B B=1.372X67.00=92.13mm4 4 3F = b h =67X92.13=6172.71mm24 4 4校核：B/ H =1.85 h/ b= 0.73符合要求3 3 4 4将前面四道次的出口轧件的有关尺寸列成表格见表5—2表2平辊出口轧件尺寸道次延伸系数横截面积mm 2轧件高度mm轧件宽度mm11.24011836.8090.0131.5221.2909768.6090.0108.5431.3208047.4067.0120.1141.2906172.7167.092.133.3 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Bt，轧件在圆孔中的延伸系数By,来料尺寸为Bi-1XHi-1,经椭孔后轧 件尺寸为hiXbi，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人、by即：b —BB = t H — hi—1 id — hB = i+1 iy b — di i+1联立（1）（2）得：B +卩H —卩d —卩卩dbi=hi=ii—1 t i—1 t i+1 t y i+11 —P Ptyd +P d —P B —P P Hi+1 y i+1 y i—1 t y i—11 —卩卩ty轧件在椭孔中的宽展系数卩=0.5〜0.95,在圆孔中是宽展系数为p = 0.3〜0.4。

轧件ty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：B4XH4=67X 92.13mm轧件经第六道次后的尺寸为66.16mm;取： P =0.5, P =0.4ty根据公式（5-7）, （5-8）可算得第五道次椭圆后轧件的尺寸：7 67 + 0.5 x 92.13 — 0.5 x 66.16 — 0.5 x 0.4 x 66.16 “ —b = = 83.44mm5 1 — 0.5 x 0.466.16+0.4x66.16—0.4x67—0.4x0.5x92.13h = = 59 ・25mm5 1 — 0.4 x 0.5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b = h + （b 一 d ）xp = 59.25 + （83.44 一 66.16） x 0.4 = 66.16mm6 5 5 6 yb = d + A = 66.16 +1 = 67.16mm （ A 为宽展留的余量，取 1 mm）k 6 6则8 = b /b x 100% = 66.16/67.16x 100% = 98.51% > 95%6 k 6符合要求，校核通过。

No.7 （第七道次椭圆孔）来料： B6XH6=66.16X66.16mm轧件经第八道次后的尺寸为48.27mm;取：P 二 0.8, P =0.4ty根据公式(5-7), (5-8)可算得第七道次椭圆后轧件的尺寸：了 66.16 + 0.8 x 66.16 - 0.8 x 48.27 - 0.8 x 0.4 x 48.27 心 厂 b = = 95.61mm7 1 - 0.8 x 0.47 48.27 + 0.4 x 48.27 - 0.4 x 66.16 - 0.4 x 0.8 x 66.16h = = 29.34mm7 1 - 0.4 x 0.8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b = h +(b - d )xP = 29.34 + (95.61 - 48.27) x 0.4 = 48.27mm8 7 7 8 yb = d + A = 48.27 +1 = 49.27mm ( A 为宽展留的余量，取 1 mm)k 8 8则 § = b /b x 100% = 48.27/49.27 x 100% = 97.97% > 95%8 k 8符合要求，校核通过。

No.9 (第九道次椭圆孔)来料：B8XH8=48.27X48.27mm88轧件经第十道次后的尺寸为37.14mm;取： P = 0.7, P =0.4ty根据公式(5-7), (5-8)可算得第九道次椭圆后轧件的尺寸：了 48.。