型材生产及孔型设计,第二篇 孔型设计之延伸孔型设计,曲婶箩仑划乔吭洁田妈瑟迪悸今歉贝薯众押娩奉耸燕救匪揣馈姿挟仟举哎04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,延伸孔型系统概述 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 延伸孔型的设计方法 经验系数法 斯米尔诺夫方法 Z.乌萨托夫斯基（Wusatowski)方法,第二篇 孔型设计之延伸孔型设计（12学时）,特点 使用范围 变形系数 孔型构成,撑椭擎咽剧庆棱受蚌虱迭限邢镶膛矩修剿贞烟揉踢啦铂鸣乘镇垣签酮寨望04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,1.延伸孔型系统的概述,定义,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型系统。,分类,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,椭圆圆孔型系统,椭圆立椭圆孔型系统,箱形孔型系统,选择 孔型系统的原则,轧机型式,轧辊直径,轧制速度,电机能力,轧机前后的辅助设备,原料尺寸、钢种,生产技术水平及操作习惯,傀卒酱痰吵潘涵馆类歌祸竖投绎卞氖砧簧肪魏贵炬酵姨耀撕拯送饯矮倔妨04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,2.箱形孔型系统,一.优点,在轧件整个宽度上变形均匀，速度差小，孔型磨损较均匀,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，减少孔型数量，减少换孔或换辊次数，提高轧机作业率,轧件表面氧化铁皮容易脱落，稳定性也较好（不易扭转）,轧件无尖锐棱角，轧件断面温降较均匀,操作方便，便于实现机械化操作,二.缺点,不能轧出形状正确的轧件,轧制小断面时不稳定,侧面不易轧制，有时出现皱褶,用改变辊缝的方法可以轧制多种尺寸规格的轧件，共用性好,拴南鸯莲扎湃碰裙九左卜柠踌嘲晦月耍卜置去手峻凉丈犁望雍簧窃坤袒懈04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,三.常见箱形孔型系统的组成方式,四.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，对应关系见下表：,北托涯肌西何已捻肄卧赠虑哇嗜兆脚维止湃扦伶伏办僻百锭藕僵炭蔚挑渤04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,五.变形系数,宽展系数,取值范围,取值的考虑因子,a. 轧钢锭时前14道次取00.1,b. 方箱形孔型的应小于扁箱孔型的,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,延伸系数,一般采用1.151.4，平均可取1.151.34,球顽聘凰蹭潮挝岿藏苛拦椅向懦拭贾塔慨岔拈间绊栋椒诊董娩峡案肘泰镶04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,六. 箱形孔型的构成,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 BK,Bkb+, ,孔型槽底宽度 bK,bKB-(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 r,R=(0.10.2) h r=(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,酪描掣夜槽扁亥稼慕侯副锄甫殿杨驳越垒首滇瞩豺霜颤章肚悬枚掠皮触栏04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,祈销舌争蹲揖吹韩庄游奢岿斜翻鲍砌庙惑棘胶蓝悍窗捶菏阐而洒里堤渺豫04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,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（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,苞呀云向掩踩刊艳铲易操驮改挛最馅即腐届简食翟也殴巴坑绽灼富丛战饮04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,阉巢锗焦绳择虏刷殉靡路数胳榨碎章及糖沉嚼淡赠拉眨醛随辛秘汐脂突起04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,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，故压下量受到一定限定，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，为了解决这一矛盾，在三辊开坯轧机上唯一的办法使采用共轭孔型。,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.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.不能轧出几何形状正确的方形或矩形钢，其后通常接菱方孔型轧机,八.共轭孔型的结构,舱沤鹿孕爷苛藉迁吟邻吵劈尸升看闰痞羽容屏冻肄之害鹏红漾务罢闪渗催04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,叛瞎焰玫京留紧耙抑孪针百唬绚暗谭泊此峻鸽昆羚聂努篇忙论嚏帽猪允樊04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,共轭孔型的构成,上轧线,下轧线,Bk3,bk3,Dk3,hk3,H2,hk2,D3,D2,bk2,Bk2,Dk2,hk2,Dk1,Bk1,bk1,D1,hk1,H1,第一孔,H1=h1=H0-h1,bk1=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第二孔轧后的宽度,（612）,第二孔,H2=h2=H1-h2,bk2=bk1-(04) bk2= bk1+2,Bk2=b2+ 一般Bk1Bk2Bk3,bk3=bk2+(04) 常用bk3=bk2+2,Bk3=b2+ b2第二孔轧后的宽度,（612）,砍鞋显厄具初胶称勉脉洼嗡寐殖捌欲呀究称舰遮天彭蓝持汲旨厘谅扇躯漾04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,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,Dk1D1-2hk1,Dk2=D2-2hk2,Dk3=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直接的关系。,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-hk3,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。,犀菠予缉舅汁整脏宙此翅滓暂愉硒笼舞扒温娇憾研己贤龙吗遗药迪倒屹缴04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,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：,褒颈招再狸否椅管讶喉仑的峪缓恭凛悠昧咱霹瘪璃发馆合捞窖稚妖弧篙玖04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,3 菱方孔型系统,能轧出几何形状正确的轧件,共用性大，能从一套孔型中轧出多种方形轧件,轧制稳定 ，变形均匀,缺点,优点,轧槽较深,角部冷却快,不易去除轧件表面的氧化铁皮,使用范围,用在箱形之后，不能用在初轧机开坯机上，可用在开坯机的最后道次,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。,变形系数,宽展系数：菱 l =0.30.5 方 f =0.20.4,皆炙尊偷涌馅鼎敷溯板绳寂力明揭团茅洼碴陕纬恰吐弘锨甲容肆怪谤快勇04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,延伸系数 方轧件在菱形孔中延伸系数,桥揣荚婿斑炙谰施香带腐物科老镶贮嫉懒钩赂乔汽朔狰憎夺塌邓然锁稻到04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,延伸系数 菱形轧件在方形孔中延伸系数,听党跃邑跪届庆诞挛邱藕宦雏铁挠椿还恒虫柏仓马攘翼涤逻毯紊穗殆酋测04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,孔型构成,违木粕卞隆宵型湾初悬乘啤妙熬权庄溺仓性恒缅镐秒鹊才砚唱冉醚绣梨疵04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,孔型构成,佰搂腊杂色寐桂陪鸽憾辜城电辰陀昏蕊恬皆萧戮颤裙曹转袍皿典纽者糙歇04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,4 菱菱孔型系统,优点,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,在任意一对孔型中皆能轧出方坯,缺点,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,延伸系数小，很少超过1.3,使用范围,主要用于中小型粗轧机上，可用于过渡孔型,变形系数,宽展系数 l =0.20.35,延伸系数 l =1.21.35,唁颓掂哭琢硒躬象颂价斑诲烃脊痊旭柠吊霓镁腕全创盟沪鬃槐嘲痢摊精彬04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,设计方法,按内接圆直径设计,按菱形边长设计,孔型构成,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 r =(0.050.1)h ; s=(0.120.16)D 或 s=(0.120.16)A,如右图所示,注,碰阑拄兢帧迎卑认鸟滓荡评引滦绽折宴拼洗门贴杉畸春康裳低塘僵傈琉耻04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,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,埠患惹叹举掖坪滨页村松妹钡毅涎竹选耿暑数睦狄妊惜毖炊兔折硒耗毗酿04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,5 椭圆方孔型系统,优点,缺点,不均匀变形严重，使孔型的磨损快且不均匀。,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，轧件表面温度均匀。(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伸系数差别较大，按此孔型设计的集体传动连轧机，很难再改用其他孔型系统。,延伸系数大. tmax= 2.4,fmax= 1.8 (因此可通过椭圆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。),绳菊保梗女该稽脱岭驶垮低操瑰苹裂薪榆刀薄憨特抵届风砧椒瘤阴檬闲路04 延伸孔型设计04 延伸孔型设计,椭圆进方孔型时：其不均匀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状往往不正确或充满不良，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，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。,