計算機輔助孔型設計

安徽工業大學材料工程學院主講教師：

計算機輔助孔型設計安徽工業大學材料工程學院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縫鋼管鋼鐵產品的生產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特殊斷面型鋼復雜斷面型鋼簡單斷面型鋼產品的種類特殊斷面型鋼復雜斷面型鋼簡單斷面型鋼產品的種類3孔型軋制生產型鋼孔型軋制生產型鋼41孔型設計的基本概念

1.1

孔型和孔型設計的概念

軋輥軸線：軋輥的軸線。軋制面：通過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鋼時的尺寸。

孔型設計：就是如何在軋輥上刻制形狀正確、尺寸精確的軋槽以達到生產出滿足產品質量要求的產品。

1孔型設計的基本概念1.1孔型和孔型設計的概念51）斷面孔型設計根據原料和成品斷面形狀和尺寸及產品性能的要求，確定孔型系統，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架上的分配及其在軋輥上的配置方式。

3）軋輥輔件設計—導衛或誘導裝置的設計保證軋件以正確的方式進出軋輥，有的使軋件在孔型外發生一定的變形或起翻轉作用。

孔型設計的內容1）斷面孔型設計孔型設計的內容6

孔型設計的首要任務就是選擇合適的孔型系統。孔型設計的重要問題就歸結為壓下系數、延伸系數、寬展系數的確定和計算以及孔型具體尺寸的確定。孔型設計是一門實踐性很強的科學。既是復雜的，又是簡單的。孔型設計的主要問題歸結為三點：1）孔型系統的選擇

2）孔型軋制變形參數的計算3）孔型尺寸的確定孔型設計的要點孔型設計的首要任務就是選擇合適的孔型系統。孔型設計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，二輥孔型應用的最為普遍。

1.2.2孔型的分類

1）按用途分：開坯孔型；預軋孔型；成品前孔型；成品孔型(圖）。2）按配置方式：開口孔型；閉口孔型；半開孔型（圖）。3)

按形狀分：簡單斷面；復雜斷面。

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-開坯孔型b-預軋孔型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口孔型閉口孔型半開孔型

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

1.3.1

孔型的構成

孔型基本組成部分總有：內外圓角，輥縫，側壁斜度等。無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）孔型的內外圓角3）孔型側壁斜度tgφ1.3孔型的構成和各部分的作用1.3.1孔型的構成111.3.1孔型的構成圖1-3箱形孔型基本組成部分

1.3.1孔型的構成圖1-3箱形孔型基本組成部分12a.由于軋機的彈跳，輥縫的存在是不可避免的。b.輥縫的存在有利于調整。軋制過程中孔型的磨損使孔型高度增大，調整輥縫可使孔型高度維持固定值，保證軋件的幾何尺寸；由于軋制過程中條件變化或孔型設計不當，調整輥縫可使軋制過程順利進行。c.調整輥縫，可在同一孔型中軋出幾種不同尺寸的軋件。在初軋機上，不同規格，不同尺寸的軋件的生產完全靠在相同軋槽中調整輥縫的方法達到的。

輥縫的作用a.由于軋機的彈跳，輥縫的存在是不可避免的。輥縫的作用13a.減少應力集中，增加軋輥的強度；b.防止軋件角部急劇冷卻，溫降過快；c.內圓角可以控制軋件的面積，保證所需要的成品形狀、連軋關系；d.外圓角可以防止軋輥一側切割軋件，出耳子時防止下一道產生折疊。

孔型內外圓角的作用a.減少應力集中，增加軋輥的強度；孔型內外圓角的作用14孔型側壁的作用a.使軋件容易進、出孔型；b.用大斜度孔型可增加孔型的共用性，通過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。

孔型側壁的作用15圖1-4孔型斜度與軋輥車削量之間的關系

圖1-4孔型斜度與軋輥車削量之間的關系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）輥環的強度條件；2）導衛的安裝調整比較方便。1.4.2孔型在垂直方向（軋制面）的配置（圖）1）軋機尺寸與軋輥直徑

名義直徑：傳動軋輥的齒輪中心距或其節圓直徑，用D0表示。最大直徑：指新軋輥的直徑，用Dmax表示。最小直徑：指軋輥報廢前的直徑，用Dmin表示。原始直徑：D=Dmax+s輥環直徑：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：上下兩個軋輥作用于軋件的力對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孔型設計的要求和步驟

1.5.1孔型設計的要求1）保證獲得優質的產品2）保證軋機的生產率高3）產品成本低4）勞動條件好5）適應車間的設備條件1.5孔型設計的要求和步驟1.5.1孔型設計的要求21滿足孔型設計的要求應從下述幾方面考慮

1）合理的孔型系統

2）合理的坯料尺寸

3）正確分配各道次的變形系數

4）成品孔設計應考慮負偏差軋制以及紅坯尺寸（溫度）的影響。5）適應車間的設備條件

滿足孔型設計的要求應從下述幾方面考慮1）合理的孔型系統221.5.1孔型設計的要求

圖1-7變形系數按道次分配的曲線

1.5.1孔型設計的要求圖1-7變形系數按道次分配的曲線231.5.2孔型設計的步驟1）了解產品的技術條件，現場工藝和設備情況