孔型設(shè)計(jì)1課件

計(jì)算機(jī)輔助孔型設(shè)計(jì)

安徽工業(yè)大學(xué)材料工程學(xué)院主講教師：

計(jì)算機(jī)輔助孔型設(shè)計(jì)安徽工業(yè)大學(xué)材料工程學(xué)院1鋼軌鋼板樁型鋼棒材線材中厚板熱軋薄板熱軋帶鋼冷軋帶鋼冷軋鋼板鍍層鋼板無(wú)縫鋼管鋼鐵產(chǎn)品的生產(chǎn)鋼軌鋼板樁型鋼棒材線材中厚板熱軋薄板熱軋帶鋼冷軋帶鋼冷軋鋼板2特殊斷面型鋼復(fù)雜斷面型鋼簡(jiǎn)單斷面型鋼產(chǎn)品的種類特殊斷面型鋼復(fù)雜斷面型鋼簡(jiǎn)單斷面型鋼產(chǎn)品的種類3孔型軋制生產(chǎn)型鋼孔型軋制生產(chǎn)型鋼41孔型設(shè)計(jì)的基本概念

1.1

孔型和孔型設(shè)計(jì)的概念

軋輥軸線：軋輥的軸線。軋制面：通過(guò)兩根軋輥軸線的平面稱為軋制面。

孔型：軋槽在軋制面上所形成的孔稱為孔型，孔型的尺寸指正在過(guò)鋼時(shí)的尺寸。

孔型設(shè)計(jì)：就是如何在軋輥上刻制形狀正確、尺寸精確的軋槽以達(dá)到生產(chǎn)出滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的產(chǎn)品。

1孔型設(shè)計(jì)的基本概念1.1孔型和孔型設(shè)計(jì)的概念51）斷面孔型設(shè)計(jì)根據(jù)原料和成品斷面形狀和尺寸及產(chǎn)品性能的要求，確定孔型系統(tǒng)，軋制道次和各道次的變形量，各道次的孔型形狀和尺寸。2）配輥確定孔型在各機(jī)架上的分配及其在軋輥上的配置方式。

3）軋輥輔件設(shè)計(jì)—導(dǎo)衛(wèi)或誘導(dǎo)裝置的設(shè)計(jì)保證軋件以正確的方式進(jìn)出軋輥，有的使軋件在孔型外發(fā)生一定的變形或起翻轉(zhuǎn)作用。

孔型設(shè)計(jì)的內(nèi)容1）斷面孔型設(shè)計(jì)孔型設(shè)計(jì)的內(nèi)容6

孔型設(shè)計(jì)的首要任務(wù)就是選擇合適的孔型系統(tǒng)?？仔驮O(shè)計(jì)的重要問(wèn)題就歸結(jié)為壓下系數(shù)、延伸系數(shù)、寬展系數(shù)的確定和計(jì)算以及孔型具體尺寸的確定?？仔驮O(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的科學(xué)。既是復(fù)雜的，又是簡(jiǎn)單的?？仔驮O(shè)計(jì)的主要問(wèn)題歸結(jié)為三點(diǎn)：1）孔型系統(tǒng)的選擇

2）孔型軋制變形參數(shù)的計(jì)算3）孔型尺寸的確定孔型設(shè)計(jì)的要點(diǎn)孔型設(shè)計(jì)的首要任務(wù)就是選擇合適的孔型系統(tǒng)?？仔驮O(shè)計(jì)71.2孔型的形式及其分類

1.2.1

孔型的形式

二輥及多輥孔型，二輥孔型應(yīng)用的最為普遍。

1.2.2孔型的分類

1）按用途分：開(kāi)坯孔型；預(yù)軋孔型；成品前孔型；成品孔型(圖）。2）按配置方式：開(kāi)口孔型；閉口孔型；半開(kāi)孔型（圖）。3)

按形狀分：簡(jiǎn)單斷面；復(fù)雜斷面。

1.2孔型的形式及其分類81.2.2孔型的分類圖1-1孔型按用途分類a-開(kāi)坯孔型b-預(yù)軋孔型c-成品前孔型d-成品孔型

1.2.2孔型的分類圖1-91.2.2孔型的分類圖1-2孔型按配置方式的分類開(kāi)口孔型閉口孔型半開(kāi)孔型

1.2.2孔型的分類圖1-2孔型按配置方式的分類101.3孔型的構(gòu)成和各部分的作用

1.3.1

孔型的構(gòu)成

孔型基本組成部分總有：內(nèi)外圓角，輥縫，側(cè)壁斜度等。無(wú)論孔型的形狀如何變化，孔型的基本組成部分是不可缺少的。（圖）1.3.2

孔型各部分的作用

1）輥縫2）孔型的內(nèi)外圓角3）孔型側(cè)壁斜度tgφ1.3孔型的構(gòu)成和各部分的作用1.3.1孔型的構(gòu)成111.3.1孔型的構(gòu)成圖1-3箱形孔型基本組成部分

1.3.1孔型的構(gòu)成圖1-3箱形孔型基本組成部分12a.由于軋機(jī)的彈跳，輥縫的存在是不可避免的。b.輥縫的存在有利于調(diào)整。軋制過(guò)程中孔型的磨損使孔型高度增大，調(diào)整輥縫可使孔型高度維持固定值，保證軋件的幾何尺寸；由于軋制過(guò)程中條件變化或孔型設(shè)計(jì)不當(dāng)，調(diào)整輥縫可使軋制過(guò)程順利進(jìn)行。c.調(diào)整輥縫，可在同一孔型中軋出幾種不同尺寸的軋件。在初軋機(jī)上，不同規(guī)格，不同尺寸的軋件的生產(chǎn)完全靠在相同軋槽中調(diào)整輥縫的方法達(dá)到的。

輥縫的作用a.由于軋機(jī)的彈跳，輥縫的存在是不可避免的。輥縫的作用13a.減少應(yīng)力集中，增加軋輥的強(qiáng)度；b.防止軋件角部急劇冷卻，溫降過(guò)快；c.內(nèi)圓角可以控制軋件的面積，保證所需要的成品形狀、連軋關(guān)系；d.外圓角可以防止軋輥一側(cè)切割軋件，出耳子時(shí)防止下一道產(chǎn)生折疊。

孔型內(nèi)外圓角的作用a.減少應(yīng)力集中，增加軋輥的強(qiáng)度；孔型內(nèi)外圓角的作用14孔型側(cè)壁的作用a.使軋件容易進(jìn)、出孔型；b.用大斜度孔型可增加孔型的共用性，通過(guò)控制孔型的充滿程度，可以軋制出尺寸不同的軋件；c.便于軋輥的修復(fù)。

孔型側(cè)壁的作用15圖1-4孔型斜度與軋輥車削量之間的關(guān)系

圖1-4孔型斜度與軋輥車削量之間的關(guān)系161.4孔型在軋輥上的配置

1.4.1孔型在水平方向（軋輥軸線）的配置1）輥環(huán)的強(qiáng)度條件；2）導(dǎo)衛(wèi)的安裝調(diào)整比較方便。1.4.2孔型在垂直方向（軋制面）的配置（圖）1）軋機(jī)尺寸與軋輥直徑

名義直徑：傳動(dòng)軋輥的齒輪中心距或其節(jié)圓直徑，用D0表示。最大直徑：指新軋輥的直徑，用Dmax表示。最小直徑：指軋輥報(bào)廢前的直徑，用Dmin表示。原始直徑：D=Dmax+s輥環(huán)直徑：指輥身直徑，用Dh表示。

軋輥工作直徑：也稱軋制直徑，用Dg表示。

1.4孔型在軋輥上的配置1.4.1孔型在水平方向（軋輥171.4.2孔型在垂直方向的配置

圖1-5軋機(jī)尺寸與軋輥直徑

1.4.2孔型在垂直方向的配置圖1-5軋機(jī)尺寸與軋輥直181.4.2孔型在垂直方向的配置

2）配輥壓力

軋制壓力：上下工作輥徑不同的軋制稱為“壓力”軋制，將上下工作輥徑的差稱為“壓力”。3）軋輥中線、軋制線及孔型中性線

軋輥中線：上下兩個(gè)軋輥水平軸線間距的等分線，亦稱軋輥平均線。

軋制線：在軋制面的垂直方向配置孔型的基準(zhǔn)線。若不采用壓力軋制，軋制線就和軋輥中線重合，采用壓力軋制，軋制線就位于軋輥中線的上方或下方。

孔型中性線：上下兩個(gè)軋輥?zhàn)饔糜谲埣牧?duì)于軋制面上某一水平直線的力矩相等，這一水平直線稱為孔型的中性線4）已知“壓力”值ΔDg確定軋制線的位置（圖）

1.4.2孔型在垂直方向的配置2）配輥壓力191.4.2孔型在垂直方向的配置圖1-6采用上壓力的配輥情況

1.4.2孔型在垂直方向的配置圖1-6采用上壓力的配輥情201.5孔型設(shè)計(jì)的要求和步驟

1.5.1孔型設(shè)計(jì)的要求1）保證獲得優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品2）保證軋機(jī)的生產(chǎn)率高3）產(chǎn)品成本低4）勞動(dòng)條件好5）適應(yīng)車間的設(shè)備條件1.5孔型設(shè)計(jì)的要求和步驟1.5.1孔型設(shè)計(jì)的要求21滿足孔型設(shè)計(jì)的要求應(yīng)從下述幾方面考慮

1）合理的孔型系統(tǒng)

2）合理的坯料尺寸

3）正確分配各道次的變形系數(shù)

4）成品孔設(shè)計(jì)應(yīng)考慮負(fù)偏差軋制以及紅坯尺寸（溫度）的影響。5）適應(yīng)車間的設(shè)備條件

滿足孔型設(shè)計(jì)的要求應(yīng)從下述幾方面考慮1）合理的孔型系統(tǒng)221.5.1孔型設(shè)計(jì)的要求

圖1-7變形系數(shù)按道次分配的曲線

1.5.1孔型設(shè)計(jì)的要求圖1-7變形系數(shù)按道次分配的曲線231.5.2孔型設(shè)計(jì)的步驟1）了解產(chǎn)品的技術(shù)條件，現(xiàn)場(chǎng)工藝和設(shè)備情況以及與產(chǎn)品有關(guān)的工藝資料，生產(chǎn)方式，生產(chǎn)中存在的問(wèn)題。2）選擇合理的孔型系統(tǒng)，原料尺寸。3）確定總道次數(shù)及其在各機(jī)架上的道次分配。4）確定各道次軋件面積，軋件斷面形狀和尺寸。5）確定孔型具體尺寸。6）進(jìn)行必要的較核。7）設(shè)計(jì)軋輥附件。

1.5.2孔型設(shè)計(jì)的步驟1）了解產(chǎn)品的技術(shù)條件，現(xiàn)場(chǎng)工藝和設(shè)24計(jì)算機(jī)輔助孔型設(shè)計(jì)

安徽工業(yè)大學(xué)材料工程學(xué)院主講教師：

計(jì)算機(jī)輔助孔型設(shè)計(jì)安徽工業(yè)大學(xué)材料工程學(xué)院25鋼軌鋼板樁型鋼棒材線材中厚板熱軋薄板熱軋帶鋼冷軋帶鋼冷軋鋼板鍍層鋼板無(wú)縫鋼管鋼鐵產(chǎn)品的生產(chǎn)鋼軌鋼板樁型鋼棒材線材中厚板熱軋薄板熱軋帶鋼冷軋帶鋼冷軋鋼板26特殊斷面型鋼復(fù)雜斷面型鋼簡(jiǎn)單斷面型鋼產(chǎn)品的種類特殊斷面型鋼復(fù)雜斷面型鋼簡(jiǎn)單斷面型鋼產(chǎn)品的種類27孔型軋制生產(chǎn)型鋼孔型軋制生產(chǎn)型鋼281孔型設(shè)計(jì)的基本概念

1.1

孔型和孔型設(shè)計(jì)的概念

軋輥軸線：軋輥的軸線。軋制面：通過(guò)兩根軋輥軸線的平面稱為軋制面。

孔型：軋槽在軋制面上所形成的孔稱為孔型，孔型的尺寸指正在過(guò)鋼時(shí)的尺寸。

孔型設(shè)計(jì)：就是如何在軋輥上刻制形狀正確、尺寸精確的軋槽以達(dá)到生產(chǎn)出滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的產(chǎn)品。

1孔型設(shè)計(jì)的基本概念1.1孔型和孔型設(shè)計(jì)的概念291）斷面孔型設(shè)計(jì)根據(jù)原料和成品斷面形狀和尺寸及產(chǎn)品性能的要求，確定孔型系統(tǒng)，軋制道次和各道次的變形量，各道次的孔型形狀和尺寸。2）配輥確定孔型在各機(jī)架上的分配及其在軋輥上的配置方式。

3）軋輥輔件設(shè)計(jì)—導(dǎo)衛(wèi)或誘導(dǎo)裝置的設(shè)計(jì)保證軋件以正確的方式進(jìn)出軋輥，有的使軋件在孔型外發(fā)生一定的變形或起翻轉(zhuǎn)作用。

孔型設(shè)計(jì)的內(nèi)容1）斷面孔型設(shè)計(jì)孔型設(shè)計(jì)的內(nèi)容30

孔型設(shè)計(jì)的首要任務(wù)就是選擇合適的孔型系統(tǒng)。孔型設(shè)計(jì)的重要問(wèn)題就歸結(jié)為壓下系數(shù)、延伸系數(shù)、寬展系數(shù)的確定和計(jì)算以及孔型具體尺寸的確定。孔型設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的科學(xué)。既是復(fù)雜的，又是簡(jiǎn)單的。孔型設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題歸結(jié)為三點(diǎn)：1）孔型系統(tǒng)的選擇

2）孔型軋制變形參數(shù)的計(jì)算3）孔型尺寸的確定孔型設(shè)計(jì)的要點(diǎn)孔型設(shè)計(jì)的首要任務(wù)就是選擇合適的孔型系統(tǒng)。孔型設(shè)計(jì)311.2孔型的形式及其分類

1.2.1

孔型的形式

二輥及多輥孔型，二輥孔型應(yīng)用的最為普遍。

1.2.2孔型的分類

1）按用途分：開(kāi)坯孔型；預(yù)軋孔型；成品前孔型；成品孔型(圖）。2）按配置方式：開(kāi)口孔型；閉口孔型；半開(kāi)孔型（圖）。3)

按形狀分：簡(jiǎn)單斷面；復(fù)雜斷面。

1.2孔型的形式及其分類321.2.2孔型的分類圖1-1孔型按用途分類a-開(kāi)坯孔型b-預(yù)軋孔型c-成品前孔型d-成品孔型

1.2.2孔型的分類圖1-331.2.2孔型的分類圖1-2孔型按配置方式的分類開(kāi)口孔型閉口孔型半開(kāi)孔型

1.2.2孔型的分類圖1-2孔型按配置方式的分類341.3孔型的構(gòu)成和各部分的作用

1.3.1

孔型的構(gòu)成

孔型基本組成部分總有：內(nèi)外圓角，輥縫，側(cè)壁斜度等。無(wú)論孔型的形狀如何變化，孔型的基本組成部分是不可缺少的。（圖）1.3.2

孔型各部分的作用

1）輥縫2）孔型的內(nèi)外圓角3）孔型側(cè)壁斜度tgφ1.3孔型的構(gòu)成和各部分的作用1.3.1孔型的構(gòu)成351.3.1孔型的構(gòu)成圖1-3箱形孔型基本組成部分

1.3.1孔型的構(gòu)成圖1-3箱形孔型基本組成部分36a.由于軋機(jī)的彈跳，輥縫的存在是不可避免的。b.輥縫的存在有利于調(diào)整。軋制過(guò)程中孔型的磨損使孔型高度增大，調(diào)整輥縫可使孔型高度維持固定值，保證軋件的幾何尺寸；由于軋制過(guò)程中條件變化或孔型設(shè)計(jì)不當(dāng)，調(diào)整輥縫可使軋制過(guò)程順利進(jìn)行。c.調(diào)整輥縫，可在同一孔型中軋出幾種不同尺寸的軋件。在初軋機(jī)上，不同規(guī)格，不同尺寸的軋件的生產(chǎn)完全靠在相同軋槽中調(diào)整輥縫的方法達(dá)到的。

輥縫的作用a.由于軋機(jī)的彈跳，輥縫的存在是不可避免的。輥縫的作用37a.減少應(yīng)力集中，增加軋輥的強(qiáng)度；b.防止軋件角部急劇冷卻，溫降過(guò)快；c.內(nèi)圓角可以控制軋件的面積，保證所需要的成品形狀、連軋關(guān)系；d.外圓角可以防止軋輥一側(cè)切割軋件，出耳子時(shí)防止下一道產(chǎn)生折疊。

孔型內(nèi)外圓角的作用a.減少應(yīng)力集中，增加軋輥的強(qiáng)度；孔型內(nèi)外圓角的作用38孔型側(cè)壁的作用a.使軋件容易進(jìn)、出孔型；b.用大斜度孔型可增加孔型的共用性，通過(guò)控制孔型的充滿程度，可以軋制出尺寸不同的軋件；c.便于軋輥的修復(fù)。

孔型側(cè)壁的作用39圖1-4孔型斜度與軋輥車削量之間的關(guān)系

圖1-4孔型斜度與軋輥車削量之間的關(guān)系401.4孔型在軋輥上的配置

1.4.1孔型在水平方向（軋輥軸線）的配置1）輥環(huán)的強(qiáng)度條件；2）導(dǎo)衛(wèi)的安裝調(diào)整比較方便。1.4.2孔型在垂直方向（軋制面）的配置（圖）1）軋機(jī)尺寸與軋輥直徑

名義直徑：傳動(dòng)軋輥的齒輪中心距或其節(jié)圓直徑，用D0表示。最大直徑：指新軋輥的直徑，用Dmax表示。最小直徑：指軋輥報(bào)廢前的直徑，用Dmin表示。原始直徑：D=Dmax+s輥環(huán)直徑：指輥身直徑，用Dh表示。

軋輥工作直徑：也稱軋制直徑，用Dg表示。

1.4孔型在軋輥上的配置1.4.1孔型在水平方向（軋輥411.4.2孔型在垂直方向的配置

圖1-5軋機(jī)尺寸與軋輥直徑

1.4.2孔型在垂直方向的配置圖1-5軋機(jī)尺寸與軋輥直421.4.2孔型在垂直方向的配置

2）配輥壓力

軋制壓力：上下工作輥徑不同的軋制稱為“壓力”軋制，將上下工作輥徑的差稱為“壓力”。3）軋輥中線、軋制線及孔型中性線

軋輥中線：上下兩個(gè)軋輥水平軸線間距的等分線，亦稱軋輥平均線。

軋制線：在軋制面的垂直方向配置孔型的基準(zhǔn)線。若不采用壓力軋制，軋制線就和軋輥中線重合，采用壓力軋制，軋制線就位于軋輥中線的上方或下方。

孔型中性線：上下兩個(gè)軋輥?zhàn)饔糜谲埣牧?duì)于軋制面上某一水平直線的力矩相等，這一水平直線稱為孔型的中性