04-延伸孔型设计优秀PPT.ppt
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1、型材生产及孔型设计其次篇 孔型设计之延长孔型设计延长孔型系统概述箱形孔型系统菱方孔型系统菱菱孔型系统椭方孔型系统六角方孔型系统椭立椭圆孔型系统椭圆孔型系统无孔型轧制混和孔型系统型钢轧制时的变形特点延长孔型的设计方法阅历系数法斯米尔诺夫方法Z.乌萨托夫斯基(Wusatowski)方法其次篇 孔型设计之延长孔型设计(12学时)特点运用范围变形系数孔型构成1.1.延长孔型系统的概述延长孔型系统的概述通常在成品孔和预轧孔之前有确定数量的、目的在于减小轧件断面积的一系列孔型,称为延长孔型;延长孔型的组合称为延长孔型系统。菱方孔型系统 菱菱孔型系统 箱箱孔型系统椭圆方孔型系统 六角方孔型系统 椭圆圆孔型系
2、统 椭圆立椭圆孔型系统 箱形孔型系统 轧机型式 轧辊直径 轧制速度 电机实力 轧机前后的帮助设备 原料尺寸、钢种 生产技术水平及操作习惯 2.2.箱形孔型系统箱形孔型系统在轧件整个宽度上变形匀整,速度差小,孔型磨损较匀整 孔型切入轧辊较浅,轧辊强度高,允许接受较大的道次变形量 在同一孔型内,通过调整上辊可以得到多种厚度轧件,削减孔型数量,削减换孔或换辊次数,提高轧机作业率 轧件表面氧化铁皮简洁脱落,稳定性也较好(不易扭转)轧件无尖锐棱角,轧件断面温降较匀整 操作便利,便于实现机械化操作 不能轧出形态正确的轧件 轧制小断面时不稳定侧面不易轧制,有时出现皱褶用变更辊缝的方法可以轧制多种尺寸规格的轧
3、件,共用性好 一般用于轧制大、中型断面产品。适用于初轧机、大中型轧机的开坯机、连续式钢坯轧机、二或三辊开坯机、型钢轧机前几个延长孔以及小型或线材轧机的粗轧机架。箱形孔型的断面大小取决于轧机的大小,对应关系见下表:轧辊直径孔型尺寸2850902650802400500562300452宽展系数取值范围轧 制 条 件中、小 型 开 坯 机 轧 制 钢 锭 或 钢 坯型 钢 轧 机 轧 制 钢 坯前14道轧锭扁箱形孔型方箱形孔型扁箱形孔型方箱形孔型宽展系数00.10.150.300.150.250.250.450.20.3取值的考虑因子a.轧钢锭时前14道次取00.1b.方箱形孔型的应小于扁箱孔型的
4、c.在其他条件相同时,大轧件值偏大,小轧件的偏小d.顺着轧制方向值增加延长系数一般接受1.151.4,平均可取1.151.34 孔型尺寸的确定孔型高度 h等于轧后轧件的高度孔型槽口宽度 BKBkb+,孔型槽底宽度 bKbKB-(06),孔型侧壁斜度y=tan一般10%25%,个别取30或更大内外圆半径R和 rR=(0.10.2)hr=(0.050.15)h凸度 f初轧机:f510;三辊开坯机:f26一般时前面的大,后面的小直线形折线形弧线形1.一般箱形孔型的结构b出孔型的轧件宽度;h出孔型的轧件高度;展宽余量,5 12mm;B来料宽度 双斜度孔型的目的改善咬入条件:咬入角增加35度保证轧制稳定
5、(使轧件稳定进入孔型)防止出现耳子(开口处留有很大余地)双斜度孔型的构成bk=B-(26)比一般的小h10.40.5h 刮槽深度bk=bk+2m.y,y=tan(510%)Bk=b+(512)要比一般的大一些七、双斜度箱形孔型的结构七、双斜度箱形孔型的结构概念一个孔型位于另一个孔型之上,此时中辊的轧槽为这一对孔型所工用适用共轭孔型的目的三辊开坯轧机电机功率较小,轧辊直径较小,故压下量受到确定限定,因此就产生了轧前道次多,孔型在轧辊上按一般布置摆不下的困难,为了解决这一冲突,在三辊开坯轧机上唯一的方法使接受共轭孔型。共轭孔型的特点a.每两道次翻一次钢,即第一,二道次为扁箱,第三、四道次为方箱。b
6、.翻钢利用自动翻钢(S型滑板)加快了轧制节奏,提高了轧机产量,从而改善了劳动条件c.上下压力轧制d.不能轧出几何形态正确的方形或矩形钢,其后通常接菱方孔型轧机八八.共轭孔型的结构共轭孔型的结构共轭孔型的构成上轧线下轧线Bk3bk3Dk3hk3H2hk2D3D2bk2Bk2Dk2hk2Dk1Bk1bk1D1hk1H1第一孔H1=h1=H0-h1bk1=B0-(05)B0 第一道来料宽度Bk1=b1+b1第一道次轧后的宽度bk2=bk1+(04)Bk2=b2+b2其次孔轧后的宽度(612)其次孔H2=h2=H1-h2bk2=bk1-(04)bk2=bk1+2Bk2=b2+一般Bk1Bk2Bk3bk
7、3=bk2+(04)常用bk3=bk2+2Bk3=b2+b2其次孔轧后的宽度(612)还有h k1,h k2 ,h k3 没有确定,确定原则如下假设三个轧辊辊环直径相等,D1D2D3 但由于刻槽深度不相等,所以工作直径不同Dk1D1-2hk1Dk2=D2-2hk2Dk3=D3-2hk3由于D1=D2=D3,且hk1hk2hk3所以有:Dk1Dk2Dk3所以在轧辊直径相等时,共轭孔型应为上压力轧制压力值于压下量的关系共轭孔型的压力值于压下量有干脆的关系。下轧制线压力值:DK下Dk2-Dk1=2(hk1-hk2)上轧制线压力值:DK上Dk3-Dk2=2(hk2-hk3)h2H1-H2=hk1-hk
8、3上下轧制线的和:Dk下+Dk上2 h2若三个轧辊直径相同,辊径相等,则上下轧制线压力为:Dk下 Dk上 h2可见三辊开坯轧机的上下压力等于上轧制线共轭孔型中的压下量,而与下轧制线孔型中的压下量无关。由此不难看出为了减小轧辊的上压力,在制定压下规程时,上轧制为共轭孔型中的压下量取小些。可以进一步计算:因为 Dk下2(hk1-hk2)hk1=H1-hk2-s 代入上式得到:Dk下2(H1-2hk1-s)又因为 Dk下h2=H1-H2 代入:得到:进一步计算可以得到:3 3 菱菱方孔型系统方孔型系统能轧出几何形态正确的轧件共用性大,能从一套孔型中轧出多种方形轧件 轧制稳定,变形匀整轧槽较深角部冷却
9、快不易去除轧件表面的氧化铁皮用在箱形之后,不能用在初轧机开坯机上,可用在开坯机的最终道次,也可用在精轧孔型系统轧制方钢。一般用于6060 8080mm以下方坯和方钢生产。宽展系数:菱 l=0.30.5 方 f=0.20.4延长系数方轧件在菱形孔中延长系数延长系数菱形轧件在方形孔中延长系数4 4 菱菱菱孔型系统菱孔型系统利用菱菱孔型系统可将方形断面由偶数道次过渡到奇数道次易于喂钢和咬入,对导板要求不严在随意一对孔型中皆能轧出方坯除具有菱方孔型系统的缺点外,轧出方坯有明显八边形轧件稳定性差延长系数小,很少超过1.3主要用于中小型粗轧机上,可用于过渡孔型宽展系数 l=0.20.35延长系数 l=1.
10、21.35按内接圆直径设计直径关系开坯机型钢轧机的开机孔型精轧孔相邻菱形直径比D/d1.081.21.081.141.051.14相邻菱形的内接圆直径差D-d/mm81561248边长关系开坯机型钢轧机的开坯孔型精轧孔相邻菱形边长比A/a1.081.21.081.171.051.17相邻菱形边长差A-a/mm81561268按菱形边长设计菱形设计(同菱方孔型)万能菱形孔型扩张段长度M M=(0.30.4)D 或 M=(0.30.4)A扩张角 =30 40通常=30侧壁圆弧半径r r=(1.02.0)D 或 r=(1.02.0)A其他尺寸 R=(0.150.2)D 或 R =(0.150.2)A
11、r=(0.050.1)h;s=(0.120.16)D 或 s=(0.120.16)A 如右图所示注孔型实际高度和轧槽宽度计算孔型实际高度和轧槽宽度计算按菱形内接圆直径计算按菱形边长计算其余尺寸同按内接圆直径计算5 5 椭圆椭圆方孔型系统方孔型系统不匀整变形严峻,使孔型的磨损快且不匀整。轧件在孔型中的稳定性较好。椭圆孔型在轧辊上的切槽深度较浅。没有固定不变的棱角,轧件表面温度匀整。(轧件角部位置变换和四个方向压缩轧件,使轧件得到匀整冷却,有利于改善金属的组织性能和防止角部裂纹的产生)椭圆孔型比方孔型磨损快。若用于连轧易破坏连轧常数,另外,椭圆孔型和方孔型的延长系数差别较大,按此孔型设计的集体传动
12、连轧机,很难再改用其他孔型系统。延长系数大.tmax=2.4,fmax=1.8(因此可通过椭圆方孔型系统快速压缩轧件断面,削减轧制道次,保持较高的轧制温度。)椭圆进方孔型时:其不匀整变形和变形的不同时性比方进椭圆是要小得多,椭圆轧件进入方孔型时是以椭圆两侧圆弧与方孔侧内壁四点接触,只要椭圆轧件要求正确,轧件在孔型中受到对称夹持是相当稳定的。但轧件在椭圆孔型中形成的断面形态往往不正确或充溢不良,因此,对导入口导入装置的安装和调整要求较为严格。尤其是对方孔型入口侧的夹板要能正确地夹持轧件。椭圆轧件在方孔中首先中部金属受到压缩,带动两侧未受压金属延长,随着轧件进入变形区,由于两侧金属的压下系数大于中
13、部,产生强迫宽展,因此,孔型形态对宽展的限制程度较大,故使方孔中的宽展较椭圆孔型中小。方轧件进椭圆时:四角变形 ,受中部金属牵制,横向流淌(宽展)增加,故椭孔内宽展较大。当椭圆孔型的Bk/hk和孔型圆弧半径R越小,则产生强迫宽展相对越大,即就相应降低椭圆孔型的延长系数。因此椭圆孔型的延长系数与Bk/hk成正比,实际生产中的Bk/hk值常运用在22.6范围内。当Bk/hk值太大时,孔型接近于平辊,孔型对宽展的限制程度小,轧件尺寸波动大,因此Bk/hk值不大于3。广泛用于小型和线材轧机上作为延长孔型轧制40407575mm以下的轧件,用于箱式或六角方之后。延长系数 宽展系数c=1.251.6 t=
14、1.251.8 f=1.21.6cmax=1.72.2 tmax=2.4 fmax=1.89椭在方中宽展系数f=0.30.6 常用f=0.30.5椭圆孔型的构成孔型宽度 Bk=(1.0881.11)b 式中 b 表示椭圆轧件的宽度,相当于孔型的充溢度=b/Bk=0.90.92,一般以=0.850.9为好;辊缝 s=(0.20.3)h;椭圆孔型的圆弧半径 R=(hs)2Bk2/4(hs)椭圆轧件断面面积近似为 F=2/3(hs)bsb外圆角半径 r=(0.080.12)Bk方在椭中宽展系数6 6 六角方孔型系统六角方孔型系统3.轧件在轧辊入口处的夹板之间和咬入时的状态较为稳定,并且易于调整。六角
15、孔型充溢不良时,易失去稳定性变性特点及运用范围六角方孔型系统在轧制时比较突出的变形特点是变形匀整,延展系数大。六角形轧件进方孔型时轧件顶角与孔型顶角相吻合,轧件在孔型中稳定,沿轧件宽度方向确定压下量基本相同。但压下系数的分布不匀整,两侧压下系数大于中部,产生强迫宽展,并受孔型侧壁的限制下,充溢孔型,宽展量简洁限制。方轧件在六角孔型时当bkA时,轧件在孔型中轧制不稳定,并会产生孔型充溢不良现象。当bk=A时,轧件稳定,变形匀整,孔型侧壁有限制宽展的作用。1.变形匀整(沿宽展方向比椭圆匀整)2.单位压力小,能耗小,轧辊磨损小A来料边长 h 轧件轧后的高度b轧件轧后的宽度依据六角孔型的充溢程度b/B
16、k=0.950.85来确定Bk90 s=(0.20.3)h;R=(0.30.6)h;R0=(0.40.5)h;R的确定原则是使孔型槽底的两侧圆弧和槽底同时与来料接触。方孔型的构成与椭圆方孔型系统相同。7 7 椭圆圆孔型系统椭圆圆孔型系统1.变形较匀整,轧制前后轧件的断面形态能平滑过渡,可防止产生局部应力,提高了 产品的能。1.延长系数小,不超过1.31.4,故使轧制道次增加。由于椭圆圆孔型系统的延长系数小,故早期在延长孔型系统中应用不广,但在轧制优质或高合金钢时,可提高产品的表面质量,虽然轧制道次有所增加,但可削减精整工作量和提高成品率,从经济上合算。4.须要时,可在延长孔型中生产成品圆钢,从
17、而削减换辊。3.孔型形态有利于去除氧化铁皮,改善轧件的表面质量。2.轧件无明显棱角,冷却比较匀整。从而消退了因断面温度分布不均而引起的轧制裂纹的因素。3.圆孔型对来料尺寸波动适应实力差,简洁出耳子,故对调整要求高。2.椭圆轧件在圆孔型中轧制稳定性差,须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。圆轧件进椭圆孔型时从圆孔型轧出的轧件断面只有最大和最小直径两尺寸,进入椭圆孔型时能自动认面进钢,从而减小轧制断面的波动,此点对于连轧机的调整意义重大。故随着圆钢与线材连轧技术的发展,椭圆圆孔型得到广泛应用。椭圆轧件进入圆孔型时孔型侧壁对轧件无夹持作用,当轧件轴线
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