延伸孔型设计精选PPT.ppt

《延伸孔型设计精选PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《延伸孔型设计精选PPT.ppt（199页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、关于延伸孔型关于延伸孔型设计第1页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计p内容简介内容简介本章讲述各种延伸孔型设计的变形特点、变形系数、构成方式等，并介绍三种孔型设计计算方法。p学习目的与要求学习目的与要求u了解延伸孔型系统的概念及作用。u掌握箱形孔型系统、椭圆方型系统、椭圆圆孔型系统。u了解菱方孔型系统，六角方孔型系统，菱菱孔型系统，椭圆立椭圆 孔型系统。u了解无孔型轧制、混合孔型系统。u掌握延伸孔型的设计方法。p教学重点与难点教学重点与难点u重点：箱形孔型系统、菱-方孔型系统、椭圆-方孔型系统、椭圆-圆孔型系 统、经验系数方法、乌萨托夫斯基方法、斯米尔诺夫方法。u难点：椭圆-立

2、椭圆孔型系统、无孔型轧制法、经验系数方法、乌萨托夫斯基 方法、斯米尔诺夫方法。第2页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.0 2.0 概述概述通常在成品孔和预轧孔之前有一定数量的、目的在于减小轧件断面积的一系列孔型，称为延伸孔型；延伸孔型的组合称为延伸孔延伸孔延伸孔延伸孔型系统型系统型系统型系统。压缩轧件断面，为成品孔型系统提供合适的红坯，影响产量和质量，对成品形状、尺寸影响不大。箱形、菱形、椭、圆、方、六角孔等。第3页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.0 2.0 概述概述菱菱菱菱方孔型系统方孔型系统方孔型系统方孔型系统 菱菱菱菱菱孔型系统菱孔型系统菱孔型系

3、统菱孔型系统 箱箱箱箱箱孔型系统箱孔型系统箱孔型系统箱孔型系统椭圆椭圆椭圆椭圆方孔型系统方孔型系统方孔型系统方孔型系统 六角六角六角六角方孔型系统方孔型系统方孔型系统方孔型系统 椭圆椭圆椭圆椭圆圆孔型系统圆孔型系统圆孔型系统圆孔型系统 椭圆椭圆椭圆椭圆立椭圆孔型系统立椭圆孔型系统立椭圆孔型系统立椭圆孔型系统 箱形孔型系统箱形孔型系统箱形孔型系统箱形孔型系统 轧机型式轧机型式轧机型式轧机型式 轧辊直径轧辊直径轧辊直径轧辊直径 轧制速度轧制速度轧制速度轧制速度 电机能力电机能力电机能力电机能力 轧机前后的辅助设备轧机前后的辅助设备轧机前后的辅助设备轧机前后的辅助设备 原料尺寸、钢种原料尺寸、钢种原

4、料尺寸、钢种原料尺寸、钢种 生产技术水平及操作习惯生产技术水平及操作习惯生产技术水平及操作习惯生产技术水平及操作习惯第4页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.1 2.1 箱型（箱箱型（箱-方）孔型系统方）孔型系统平箱孔+立箱孔产品为矩形矩形矩形矩形或方形方形方形方形。适用范围：适用范围：适用范围：适用范围：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、型钢轧机前几个延伸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，对应关系如下：85085090902 2、65065080802 2、40040056562

5、 2、30030045452 2第5页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.1 2.1 箱型（箱箱型（箱-方）孔型系统方）孔型系统在轧件整个宽度上变形均匀，速度差小，孔型磨损较均匀在轧件整个宽度上变形均匀，速度差小，孔型磨损较均匀 操作方便，便于实现机械化操作操作方便，便于实现机械化操作 轧件表面氧化铁皮容易脱落，稳定性也较好（不易扭转）轧件表面氧化铁皮容易脱落，稳定性也较好（不易扭转）孔型切入轧辊较浅，轧辊强度高，允许采用较大的道次变形量孔型切入轧辊较浅，轧辊强度高，允许采用较大的道次变形量 在同一孔型内，通过调整上辊可以得到多种厚度轧件，减少孔在同一孔型内，通过调整上辊可以

6、得到多种厚度轧件，减少孔型数量，减少换孔或换辊次数，提高轧机作业率型数量，减少换孔或换辊次数，提高轧机作业率 轧件无尖锐棱角，轧件断面温降较均匀轧件无尖锐棱角，轧件断面温降较均匀 用改变辊缝的方法可以轧制多种尺寸规格的轧件，共用性好用改变辊缝的方法可以轧制多种尺寸规格的轧件，共用性好 第6页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.1 2.1 箱型（箱箱型（箱-方）孔型系统方）孔型系统由于箱形孔型结构的特点，难以从箱形孔型中轧出几何形状由于箱形孔型结构的特点，难以从箱形孔型中轧出几何形状正确和尺寸精确的方形和矩形断面轧件。轧件断面愈小，这正确和尺寸精确的方形和矩形断面轧件。轧件断面

7、愈小，这种现象愈严重。因此，箱形孔型不适于轧制要求断面形状正种现象愈严重。因此，箱形孔型不适于轧制要求断面形状正确和尺寸精确的小断面轧件。确和尺寸精确的小断面轧件。轧件在箱形孔型中只能在垂直方向上受到压缩，因而侧表面轧件在箱形孔型中只能在垂直方向上受到压缩，因而侧表面不易平直。不易平直。当进入孔型的轧件高宽比当进入孔型的轧件高宽比大于大于1.2而孔型槽底又较宽时而孔型槽底又较宽时，轧，轧件在孔型中轧制稳定性不好，容易产生倒坯和扭转等不稳定件在孔型中轧制稳定性不好，容易产生倒坯和扭转等不稳定现象。现象。第7页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.1 2.1 箱型（箱箱型（箱-方）

8、孔型系统方）孔型系统 常见箱型孔型系统的组成方案常见箱型孔型系统的组成方案常见箱型孔型系统的组成方案常见箱型孔型系统的组成方案 特点：特点：特点：特点：最常用的系统，在同一方向上经二道次轧制后翻钢，再经两道次轧成方坯。由于翻钢在偶数偶数偶数偶数道次道次道次道次后进行，轧件由上轧制线经翻钢滑板翻钢滑板翻钢滑板翻钢滑板自动进行，操作方便，辅助时间短，节省机后设备，只要一台机后升降台即可。适用第4道出方坯和塑性较好的普碳钢、低合金钢；孔型在轧辊上的配置可采用交叉配置交叉配置交叉配置交叉配置和共轭配置共轭配置共轭配置共轭配置两种方式，其中共轭配置用得较为普遍，特别是在550mm和650mm开坯轧机上应

9、用较广。平-平-立-方箱形孔型第8页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.1 2.1 箱型（箱箱型（箱-方）孔型系统方）孔型系统 常见箱型孔型系统的组成方案常见箱型孔型系统的组成方案常见箱型孔型系统的组成方案常见箱型孔型系统的组成方案 特点：特点：特点：特点：这种孔型系统需奇数奇数奇数奇数道次后翻钢，在钢锭的两个方向上交叉进行加工，这对轧制低塑性或质量差的钢锭可以减少开裂，如高硫钢或皮下气泡离表面较浅的钢锭。故从加工质量上看，该系统较合理。另外，该孔型系统轧辊切槽深度较浅，并使工作辊径较小的孔型靠近辊颈，利于提高轧辊强度、减少断辊事故。特别适用于小轧机轧制大断面的情况。平-立-

10、平-立箱形孔型第9页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.1 2.1 箱型（箱箱型（箱-方）孔型系统方）孔型系统 常见箱型孔型系统的组成方案常见箱型孔型系统的组成方案常见箱型孔型系统的组成方案常见箱型孔型系统的组成方案 特点：特点：特点：特点：这种孔型系统适用于第六道次出方坯或接近于方坯的情况，其翻钢道次在2、3、4道次后，适用于一列多机架轧机，因为第3道次是立箱孔型，轧件宽高比较大，可利用它的不稳定性在轧件的横移途中自动翻钢。平-平-立-平-立-方箱形孔型第10页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.1 2.1 箱型（箱箱型（箱-方）孔型系统方）孔型系统 常见

11、箱型孔型系统的组成方案常见箱型孔型系统的组成方案常见箱型孔型系统的组成方案常见箱型孔型系统的组成方案 特点：特点：特点：特点：这种孔型系统用于要求在奇道次（第5道）出方坯的情况，其翻钢道次在2、3、4道次后。由于在奇道次出方坯，奇道次的平均压下量与偶道次的平均压下量差较大，造成轧机负荷不均。平-平-立-平-方箱形孔型第11页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.1 2.1 箱型（箱箱型（箱-方）孔型系统方）孔型系统 变形特点：变形特点：变形特点：变形特点：稳定性稳定性稳定性稳定性 轧制矩形断面轧件时，若轧件不发生扭转和倒坯现象，则轧件在孔型中是稳定的，否则为不稳定。影响轧件在箱

12、形孔中的稳定性的因素有：轧件断面尺寸轧件断面尺寸轧件断面尺寸轧件断面尺寸 轧件断面较小时，其抗扭转能力较小，稳定不良。轧件断面高宽比轧件断面高宽比轧件断面高宽比轧件断面高宽比h/bh/b 当h/b1.2时，易产生倒坯现象，稳定性差；当h/b1，方箱h/Bk=1，矩箱形h/Bk100时，需要安装导板。第33页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.2 2.2 菱菱-方孔型系统方孔型系统轧件在菱轧件在菱轧件在菱轧件在菱方孔型内变形分析方孔型内变形分析方孔型内变形分析方孔型内变形分析 稳定性稳定性稳定性稳定性 此外，轧件在孔型内的稳定性还与菱、方孔型的圆角大小有关。为了保证菱方孔型内轧

13、制的稳定性和具有一定的延伸系数，菱形孔的钝顶角一般取98120，即菱形孔型的宽高比为由此条件确定的菱形孔尺寸，菱方孔型系统的道次延伸系数在1.151.6之间，常用1.21.4。第34页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.2 2.2 菱菱-方孔型系统方孔型系统 变形系数变形系数变形系数变形系数 宽展系数宽展系数宽展系数宽展系数 方断面轧件在菱形孔中的宽展系数为0.250.40 菱形轧件在方孔中的宽展系数为0.150.30 式中：D0为轧辊名义直径；为延伸系数；A为菱孔前方轧件的边长；a为轧出方轧件的边长。第35页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.2 2.2

14、菱菱-方孔型系统方孔型系统 变形系数变形系数变形系数变形系数 延伸系数延伸系数延伸系数延伸系数 方轧件在菱形孔型中的延伸系数l=1.151.45 方形断面轧件在菱形孔型中的延伸系数取决于菱形孔型的轴比宽高比b/h和宽展系数。菱形轧件在方孔型中轧制时的延伸系数f=1.161.37 菱形在方孔型中的延伸系数取决于菱形轧件的宽高比b/h和在方孔型中的宽展系数。第36页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.2 2.2 菱菱-方孔型系统方孔型系统 变形系数变形系数变形系数变形系数 延伸系数延伸系数延伸系数延伸系数 在一般的轧制条件中，后一方孔型与前一菱形孔型中的延伸系数比值为e 对于a4

15、0mm的方轧件对于a40mm的方轧件e=0.91.0。第37页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.2 2.2 菱菱-方孔型系统方孔型系统 孔型构成孔型构成孔型构成孔型构成 原则原则原则原则 根据原始方断面的尺寸A和终方尺寸an，确定总延伸系数，确定出各对方的延伸系数，分别求出各中间方的面积和边长，然后用“两方夹一两方夹一两方夹一两方夹一扁扁扁扁”的方法求各中间菱孔的高度h和宽度b。如已知：A和a，则菱形件的高度h和宽度b为：第38页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.2 2.2 菱菱-方孔型系统方孔型系统 孔型构成孔型构成孔型构成孔型构成 菱形孔菱形孔菱形孔

16、菱形孔 r=（0.150.2）h R=（0.10.35）h S=（0.010.02）D00.1h Flbh/2 边长 孔型顶头 第39页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.2 2.2 菱菱-方孔型系统方孔型系统 孔型构成孔型构成孔型构成孔型构成方孔方孔方孔方孔 h=（1.41.41）a b=（1.411.42）a hk=h-0.828r Bk=b-s R=（0.10.35）h r=（0.10.2）h S0.1a Ff=bh/2=a2 第40页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.3 2.3 菱菱-菱孔型系统菱孔型系统菱形+菱形孔组合使用的孔型系统称为菱-菱孔型

17、系统。适用范围：适用范围：适用范围：适用范围：菱菱孔型系统一般用于钢坯连轧机、中小型或线材轧机上做为过过过过渡渡渡渡孔孔孔孔型型型型，以及用于品种规格繁多及轧制合金钢的中小型开坯机上做为延伸孔型延伸孔型延伸孔型延伸孔型。第41页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.3 2.3 菱菱-菱孔型系统菱孔型系统轧件在孔型内稳定，调整和操作也较方便；轧件在孔型内稳定，调整和操作也较方便；易于喂钢和咬入，故对导卫板要求不严；易于喂钢和咬入，故对导卫板要求不严；在一套孔型中，用翻在一套孔型中，用翻90的方法能轧出多种不同断面尺寸的轧的方法能轧出多种不同断面尺寸的轧件，在任意一对孔型中皆可轧出

18、成品方坯，但成品坯的四边不件，在任意一对孔型中皆可轧出成品方坯，但成品坯的四边不平直平直，这对于轧制多品种的旧式轧机是有利的；，这对于轧制多品种的旧式轧机是有利的；当用方形断面坯料时，利用菱当用方形断面坯料时，利用菱菱孔型系统能在奇数道次中轧菱孔型系统能在奇数道次中轧出方或圆断面轧件，而且各道次的变形量较为均匀。例如，某出方或圆断面轧件，而且各道次的变形量较为均匀。例如，某小型厂利用奇道次轧出成品圆钢和方断面轧件。小型厂利用奇道次轧出成品圆钢和方断面轧件。变形量小，轧槽磨损较小；变形量小，轧槽磨损较小；第42页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.3 2.3 菱菱-菱孔型系统菱

19、孔型系统除具有菱方孔型系统的缺点外，轧出方坯有明显八边形；这除具有菱方孔型系统的缺点外，轧出方坯有明显八边形；这对连续式推钢加热炉的操作不利，钢坯在炉中运行时易产生对连续式推钢加热炉的操作不利，钢坯在炉中运行时易产生蹦（拱）钢翻炉事故蹦（拱）钢翻炉事故不能用大的变形量，不能用大的变形量，延伸系数小，很少超过延伸系数小，很少超过1.3;否则，难于否则，难于充满孔型以致引起轧件断面形状畸形，且稳定性下降。充满孔型以致引起轧件断面形状畸形，且稳定性下降。不易去除轧件表面上的氧化铁皮不易去除轧件表面上的氧化铁皮 轧槽切轧辊较深，对轧辊强度有所削弱轧槽切轧辊较深，对轧辊强度有所削弱 轧件在孔型中的稳定性

20、较菱轧件在孔型中的稳定性较菱-方孔型为差方孔型为差第43页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.3 2.3 菱菱-菱孔型系统菱孔型系统变形系数变形系数 菱菱孔型系统的展宽系数展宽系数展宽系数展宽系数为0.20.35。延伸系数主要取决于菱形孔型的顶角，为了轧件在孔型中轧制稳定，其顶角不宜超过120，在生产实践中一般采用97110。延伸系数延伸系数延伸系数延伸系数为1.251.45，常用1.21.38，平均延伸系数为1.251.35。第44页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.3 2.3 菱菱-菱孔型系统菱孔型系统设计方法设计方法 按内接圆直径按内接圆直径按内接圆

21、直径按内接圆直径以菱形内接圆直径为设计的依据。相邻两个菱形的内接圆直径的关系。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第45页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.3 2.3 菱菱-菱孔型系统菱孔型系统设计方法设计方法 按菱形边长按菱形边长按菱形边长按菱形边长前后菱形边长之间的关系为依据。相邻两个菱形的边长之间的关系。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第4

22、6页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.3 2.3 菱菱-菱孔型系统菱孔型系统设计方法设计方法 不论按哪一种方法设计，其菱形顶角与D/d或A/a成正比。菱形顶角与轧件断面大小的关系如表所示。菱形孔型的顶角虽然最大可达120，在大多数的实践中很少超过115。轧件断面的边长或内接圆直径A或D50mm3050mm1030mm菱形顶角/()939895100100105第47页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.3 2.3 菱菱-菱孔型系统菱孔型系统孔型的构成孔型的构成 菱形孔型的构成可按菱-方孔型系统中的菱形孔型的构成方法，也可按万万万万能菱形孔型能菱形孔型能菱形

23、孔型能菱形孔型的构成方法。扩张线段 扩张角=3040，通常为30侧壁圆弧半径 R=（0.150.2）D 或R=（0.150.2）A r=（0.050.1）h S=（0.120.16）D或S=（0.120.16）A。第48页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.3 2.3 菱菱-菱孔型系统菱孔型系统孔型的构成孔型的构成 上述尺寸确定后，则构成完整的孔型，但孔型的实际高度和轧槽宽度Bk 等尺寸尚需计算，其计算方法如下。按菱形内接圆直径设计 第49页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.3 2.3 菱菱-菱孔型系统菱孔型系统孔型的构成孔型的构成 上述尺寸确定后，则构成

24、完整的孔型，但孔型的实际高度和轧槽宽度Bk 等尺寸尚需计算，其计算方法如下。按菱形边长设计 其他尺寸的计算方法与按菱形内接圆设计时的计算方法相同 第50页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.4 2.4 椭椭-方孔型系统方孔型系统椭圆+（对角）方形孔组合使用的孔型系统称为椭-方孔型系统。适用范围：适用范围：适用范围：适用范围：效率最高的延伸孔型系统，同其它孔型系统相比，可得到最大的延伸系数，并相应的减少轧制道次。该孔型系统轧制时，椭圆轧件翻钢90，而方轧件翻钢45。广泛应用于小型或线材轧机上作为延伸孔型轧制40407575mm 以下的轧件。第51页，讲稿共199张，创作于星期日

25、第二章 延伸孔型设计2.4 2.4 椭椭-方孔型系统方孔型系统没有固定不变的棱角，轧件表面温度均匀。没有固定不变的棱角，轧件表面温度均匀。(轧件角部位置变轧件角部位置变换和四个方向压缩轧件，使轧件得到均匀冷却，有利于改善金换和四个方向压缩轧件，使轧件得到均匀冷却，有利于改善金属的组织性能和防止角部裂纹的产生属的组织性能和防止角部裂纹的产生)椭圆孔型在轧辊上的切槽深度较浅椭圆孔型在轧辊上的切槽深度较浅。轧件能得到多方向上的压缩。这种变换方式对于改善金属的内轧件能得到多方向上的压缩。这种变换方式对于改善金属的内部组织和提高钢材的质量均为有利。部组织和提高钢材的质量均为有利。轧件在孔型中所处的状态较

26、为稳定，有利于操作轧件在孔型中所处的状态较为稳定，有利于操作。延伸系数大延伸系数大.tmax=2.42，fmax=1.89(因此可通过椭圆因此可通过椭圆方孔型系统迅方孔型系统迅速压缩轧件断面，减少轧制道次，保持较高的轧制温度。速压缩轧件断面，减少轧制道次，保持较高的轧制温度。)第52页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.4 2.4 椭椭-方孔型系统方孔型系统不均匀变形严重，不论轧件在椭圆孔型或在方孔型中，轧不均匀变形严重，不论轧件在椭圆孔型或在方孔型中，轧件在宽度方向上的变形都很不均匀，轧件断面愈大，变形件在宽度方向上的变形都很不均匀，轧件断面愈大，变形的不均匀性也愈大，结果

27、使孔型磨损快且不均匀。的不均匀性也愈大，结果使孔型磨损快且不均匀。椭圆孔型比方孔型磨损快，若用于连轧机易破坏既定的连轧椭圆孔型比方孔型磨损快，若用于连轧机易破坏既定的连轧常数，从而使轧机调整困难。常数，从而使轧机调整困难。轧件在椭圆孔中形成的断面形状往往不正确或充满不良，这轧件在椭圆孔中形成的断面形状往往不正确或充满不良，这种轧件进入后一方孔型极易产生扭转，因此，对导卫的安装种轧件进入后一方孔型极易产生扭转，因此，对导卫的安装和调整要求较严，对方孔型入口边的夹板更要求能正确地夹和调整要求较严，对方孔型入口边的夹板更要求能正确地夹持轧件。持轧件。第53页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸

28、孔型设计2.4 2.4 椭椭-方孔型系统方孔型系统变形特点变形特点 轧件在孔型中的变形轧件在孔型中的变形轧件在孔型中的变形轧件在孔型中的变形无论是方进椭或椭进方轧制，沿孔型的宽度方向上变形分布不均，同时存在变形的不同时性。特别是方进椭方进椭方进椭方进椭轧制时，压下量大的方轧件四角部方轧件四角部首先进行变形，而轧件中部还未与轧辊接触，因此四角部的变形受到占轧件面积比例大的中部金属牵牵制制，而迫使角部压下的金属产生横向流动，即强迫宽展强迫宽展，故椭孔内的宽展量大。当椭圆孔型的Bk/Hk和孔型圆弧半径R越小，则产生的强迫宽展相对越大，也就相应降低了椭圆孔型的延伸系数。因此椭圆孔型的延伸系数与Bk/H

29、k成正比。实际生产中Bk/Hk值常使用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。第54页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.4 2.4 椭椭-方孔型系统方孔型系统变形特点变形特点 轧件在孔型中的变形轧件在孔型中的变形轧件在孔型中的变形轧件在孔型中的变形椭圆轧件在方孔中轧制时其不均匀变形不均匀变形不均匀变形不均匀变形和变形的不同时性变形的不同时性变形的不同时性变形的不同时性比方进椭轧制时要小的多。椭圆轧件进入方孔型时先以椭圆两侧圆弧与方孔侧壁四点接触，只要椭圆轧件形状正确，轧件在孔型中受到对称夹持是稳

30、定的。椭圆轧件在方孔中首先中部金属中部金属中部金属中部金属受到压缩，因中部金属占整个面积中的比例较大，而带动两侧未受压的金属随之延伸；随着轧件进入变形区，由于两侧金属的压下系数大于中部，而产生强迫宽展，因此孔型形状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。第55页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.4 2.4 椭椭-方孔型系统方孔型系统变形特点变形特点 稳定性稳定性稳定性稳定性 椭-方孔型系数轧制时，只要保证各方孔型中轧出的方轧件形状正确（对角线等长），则轧件在各孔型中均是相当稳定的，各孔均能具有自动扶正轧件的作用。但当方孔中轧件发生过充满（耳子）或欠充满（脱方）

31、，此种轧件进入下一椭圆孔型时将产生扭转，并造成椭圆孔轧出形状畸形的椭圆断面。而形状畸形的椭圆轧件在方孔中轧制时也会发生扭转（由AA轴转向BB轴），结果使方孔中轧出轧件形状进一步畸变。第56页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.4 2.4 椭椭-方孔型系统方孔型系统变形特点变形特点 “蛇头蛇头蛇头蛇头”椭进方时，由于轧件头部没有变形区外区的影响，宽展小，形成如图所示形状。这种轧件头部进入下一椭圆孔，轧制开始时它处于不稳定状态。在方形轧件头部，可分成三个断面形状。第57页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.4 2.4 椭椭-方孔型系统方孔型系统变形特点变形特点

32、“蛇头蛇头蛇头蛇头”ba h，形成对角进钢 b=a h，轧件在椭圆孔型内处于不稳定状态，可能仍对角轧制，也可能对边轧制，随着b的逐渐增加，方轧件在椭孔中逐渐翻转到对边轧制，此时b=h a。第58页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.4 2.4 椭椭-方孔型系统方孔型系统变形特点变形特点 “蛇头蛇头蛇头蛇头”方形轧件断面的变化及其在椭圆轧件的翻转过程形成了所谓“蛇头”的头子。轧件的“蛇头”使进入下一道困难，如果下一道是成品孔，就会造成成品不合格。第59页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.4 2.4 椭椭-方孔型系统方孔型系统变形特点变形特点 延伸系数的调整延

33、伸系数的调整延伸系数的调整延伸系数的调整 在椭圆方孔型系统中，虽然椭圆孔型的宽展较大，使延伸系数下降，但由于椭圆孔型在相当宽的范围内压缩轧件，压缩断面积较大，所以椭圆孔型的延伸系数总是大于方孔的延伸系数，即 。实际生产中，根据需要通过改变椭圆孔型的形状来调整椭进方时的宽展空间，来增大2，改变 值，也可以做到1900，a=1.00。实际测定的a值参考见表2-18。相对宽展的轧制速度修正系数，根据轧制速度在0.417m/s 时应为：第159页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法2.2.孔型系统尺寸计算孔型系统尺寸计算孔型

34、系统尺寸计算孔型系统尺寸计算 中间扁孔设计中间扁孔设计中间扁孔设计中间扁孔设计乌萨托夫斯基（Wusatowski)法 影响宽展的其他因素 轧件钢种修正系数d可从表2-19中差得。轧辊材质和加工表面情况的相对宽展修正系数e采用下值：铸铁轧辊、表面加工粗糙时：e=1.025 硬面轧辊、表面加工光滑时：e=1.000 磨光钢轧辊时：e=0.975第160页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法2.2.孔型系统尺寸计算孔型系统尺寸计算孔型系统尺寸计算孔型系统尺寸计算 中间扁孔设计中间扁孔设计中间扁孔设计中间扁孔设计乌萨托夫斯基

35、（Wusatowski)法 孔型中宽展的计算 孔型轧制中的特点，高度压下量不均匀，因此应用平辊的公式时，其中涉及高度的参数都用平均值代替。即：第161页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法2.2.孔型系统尺寸计算孔型系统尺寸计算孔型系统尺寸计算孔型系统尺寸计算 中间扁孔设计中间扁孔设计中间扁孔设计中间扁孔设计乌萨托夫斯基（Wusatowski)法 孔型中宽展的计算 一般孔型的平均高度和最大高度之比是一个常数，即：m为平均高度系数平均高度系数平均高度系数平均高度系数。用平均高度法求出各种孔型的m值后，当计算各种孔型的平

36、均高度时，只要将该种孔型的最大高度乘以m值就求得该孔的平均高度。第162页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法2.2.孔型系统尺寸计算孔型系统尺寸计算孔型系统尺寸计算孔型系统尺寸计算 中间扁孔设计中间扁孔设计中间扁孔设计中间扁孔设计乌萨托夫斯基（Wusatowski)法 孔型中宽展的计算第163页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法2.2.孔型系统尺寸计算孔型系统尺寸计算孔型系统尺寸计算孔型系统尺寸计算 中间扁孔设计中间扁孔设计中间扁孔设计

37、中间扁孔设计斯米尔诺夫宽展公式 .斯米尔诺夫法利用总功率最小的变分原理得到轧件在简单断面孔型中轧制时宽展公式。第164页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法【实例】设计内容：在4002/2505横列式小型轧机上轧制15mm圆钢，设计其延伸孔型，已知方坯边长a0=100mm,第一列轧制速度v1=2.2m/s,轧辊材质全部为铸钢；第二列轧制速度v25m/s,轧辊材质全部为冷硬铸铁。经验系数（迭代法）1.孔型系统的选择 孔型系统的选择与轧机的布置和轧件的段面大小密切相关。本例题原料100100mm方坯，断面较大，开坯时为了

38、去除氧化铁皮，可采用一对箱形孔型箱形孔型箱形孔型箱形孔型，之后可采用菱菱菱菱-方系统方系统方系统方系统，当断面减小到60m2以下时，可采用六角六角六角六角-方系统方系统方系统方系统之后可采用椭椭椭椭-方孔型系统方孔型系统方孔型系统方孔型系统（在小于40m2之后）第165页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法2.轧制道次的确定 总延伸系数 参考有关厂的延伸系数经验，取平均延伸系数，则轧制道次数：根据圆钢精轧孔型设计（详见后）确定第10道方孔的边长a1016mm。第166页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设

39、计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法3.延伸系数的分配 孔型系统组成：一对箱形孔型、一对菱-方孔型、一对六角方孔型、两对椭方孔型。延伸孔型总延伸系数：各对的延伸系数：4.确定各方形断面尺寸第167页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法5.确定各中间扁轧件断面尺寸 第1孔型（矩形箱孔型）根据本题条件，轧件在第1孔和第2孔中的宽展系数取 设矩形轧件高 h169mm，则 验算轧件在第2孔（方箱型孔型）的充满情况：轧件在第2孔型轧后宽度为77.1mm，与需要得到的77mm相差甚小，故设定h169

40、mm是合适的。否则需重新设定h1。第168页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法5.确定各中间扁轧件断面尺寸第3孔型（菱形孔型）菱形孔型实际高度和孔型槽口宽度与顶角圆弧半径和辊缝值大小有关，首先按轧件几何对角线计算变形，之后再按轧件实际变形验算孔型充满程度。按轧件几何对角线计算菱形孔高与宽。设 菱形孔几何高度 则第169页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法5.确定各中间扁轧件断面尺寸第3孔型（菱形孔型）计算菱形孔实际高度和槽口宽度 设菱形

41、孔顶角圆弧半径R13mm，辊缝s8mm，则 计算第4孔（对角方孔）孔型尺寸，设R12mm；s8mm，则第170页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法5.确定各中间扁轧件断面尺寸第3孔型（菱形孔型）验算方轧件在菱形孔型中的充满度：菱形孔来料高度H2和宽度B2为 此时，轧件在菱形孔轧后实际宽度b3为 轧件宽度b3小于bk3，其充满度为105.7/106.30.99。验算菱形轧件在第4孔型中轧制时充满程度：第171页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设

42、计方法5.确定各中间扁轧件断面尺寸第3孔型（菱形孔型）第4孔型轧件轧后宽度比槽口宽度小，其充满程度为75.4/760.99，故前面设定的菱形孔型尺寸是合适的。第5孔型（六角孔型）设h529mm，则轧件在第5孔型轧后的轧件宽度为：验算轧件在第6孔型的充满程度：计算第6孔型（对角方孔）尺寸，设R7mm，s5mm，则第172页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法5.确定各中间扁轧件断面尺寸 第5孔型（六角孔型）轧件在第6孔中实际宽度为：轧件宽度比bk6小1.4mm，此时孔型的充满程度为46.4/48.20.96，故认为六角

43、形孔型设计是合格的。第7孔型（椭圆孔型）取第173页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法5.确定各中间扁轧件断面尺寸第7孔型（椭圆孔型）设 则轧件在第7孔型的轧后宽度为 验算轧件在第8孔型中充满程度：计算第8孔型尺寸，设R5mm，s4mm，则第174页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法5.确定各中间扁轧件断面尺寸第7孔型（椭圆孔型）轧件在第8孔型中的实际宽度为 轧件宽度比bk8大0.1mm，一般来说应小于bk8，但大的数值很小，故可以认为

44、椭圆孔设计是合适的。否则需要重新设定椭圆高度，重复以上设计步骤，直到第8孔型的轧件宽度小于bk8，但孔型充满程度又不宜小于95为止。第175页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法5.确定各中间扁轧件断面尺寸 第9孔型（椭圆孔型）第9孔型设计方法与步骤同第7孔型，其结果为：h913mm，b935mm。以上各中间孔型仅计算了轧件的高与宽，而相应孔型尺寸计算可按各延伸孔型构成方法进行，此处略去。第176页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法【实例

45、】设计内容：在4002/2505横列式小型轧机上轧制15mm圆钢，设计其延伸孔型，已知方坯边长a0=100mm,第一列轧制速度v1=2.2m/s,轧辊材质全部为铸钢；第二列轧制速度v25m/s,轧辊材质全部为冷硬铸铁。乌萨托夫斯基法 第1孔型（矩形孔）已知a0=100mm，a2=77mm。考虑到箱型孔的圆弧半径的影响，故取箱型孔型的平均高度系数m=0.96。设h1=68mm，则 Hc0=a0m=1000.96=96mm B0=a0=100mm hc1=mh1=680.96=65.3mm第177页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型

46、系统的设计方法乌萨托夫斯基法 第1孔型（矩形孔）第178页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法乌萨托夫斯基法 第1孔型（矩形孔）验算轧件在第二孔型中的充满情况 进一步计算，得到比预计要得到的宽度仅大比预计要得到的宽度仅大比预计要得到的宽度仅大比预计要得到的宽度仅大0.1mm0.1mm，可认为非常合适。，可认为非常合适。，可认为非常合适。，可认为非常合适。第179页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法乌萨托夫斯基法 第3孔型（菱形孔）设菱形孔

47、的几何高度h3=74mm。忽略各孔形圆弧半径的影响，取菱形和方形孔的平均高度系数m=0.5。则：H2=B2=1.41a2=108.6mm Hc2=mH2=108.60.5=54.3mm hc3=mh3=0.574=37mm第180页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法乌萨托夫斯基法 第3孔型（菱形孔）进一步计算，得到第181页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法乌萨托夫斯基法 第3孔型（菱形孔）轧件进菱形孔时的实际宽度为 则：验算轧件在第四

48、孔型第四孔型第四孔型第四孔型中的充满情况第182页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法乌萨托夫斯基法 第3孔型（菱形孔）取菱形孔的长轴为b：则菱形孔的实际高度为 hk3：第四轧后宽度：b4=4hk3=1.04469.4=72.4mm故合适第183页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法乌萨托夫斯基法 第5孔型（六角孔）取来料的平均高度系数m1=0.96，六角孔m2=0.8 设h5=30mm，则 来料高度 H4=B4=a4=60mm 则Hc4=

49、m1H4=0.9660=57.6mm hc5=m2h5=0.830=24mm第184页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法乌萨托夫斯基法 第5孔型（六角孔）轧件横断面：第185页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法乌萨托夫斯基法 第5孔型（六角孔）验算轧件在第6孔型中的充满情况：第6孔型的槽口宽度为（s=5mm R=7mm）第6孔型的轧件面积 第6孔型轧件的平均高度第186页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.1

50、0 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法乌萨托夫斯基法 第5孔型（六角孔）B6BK6,且B6/BK6=0.92，故认为设计是合理的。第187页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法乌萨托夫斯基法 第7孔型（椭圆孔）设来料的平均高度系数m1=0.96，椭圆孔型的平均高度系数m2=0.7，h7=20mm，则第188页，讲稿共199张，创作于星期日第二章 延伸孔型设计2.10 2.10 延伸孔型系统的设计方法延伸孔型系统的设计方法乌萨托夫斯基法 第7孔型（椭圆孔）验算轧件在第8 孔型中的充满情况：R=5,S=4第18