棒材轧制孔型设计.pdf

孔型设计

本设计以φ28mm圆钢为代表产品进行设计。
1孔型系统的选择

圆钢孔型系统一般由延伸孔型系统和精轧孔型系统两部分组成。延伸孔型的作用是压
缩轧件断面，为成品孔型系统提供合适的红坯。它对钢材轧制的产量、质量有很大的影响，
但对产品最后的形状尺寸影响不大。常用的延伸孔型系统一般有箱形、菱—方、菱—菱、椭
—方、六角—方、椭圆—圆、椭圆—立椭圆等；精轧孔型系统一般是方—椭圆—螺或圆—椭
圆—螺孔型。
本设计采用无孔型和椭圆—圆孔型系统。
1.1无孔型轧制法
优点：
（1）由于轧辊无孔型，改轧产品时，可通过调节辊缝改变压下规程。因此，换辊、
换孔型的次数减少了，提高了轧机作业率。
（2）由于轧辊不刻轧槽，轧辊辊身能充分利用；由于轧件变形均匀，轧辊磨损量少
且均匀，轧辊寿命提高了2~4倍。
（3）轧辊车削量少且车削简单，节省了车削工时，可减少轧辊加工车床。
（4）由于轧件是在平辊上轧制，所以不会出现耳子、充不满、孔型错位等孔型轧制
中的缺陷。
（5）轧件沿宽度方向压下均匀，故使轧件两端的舌头、鱼尾区域短，切头、切尾小，
成材率高。
（6）由于减小了孔型侧壁的限制作用，沿宽度方向变形均匀，因此降低了变形抗力，
故可节约电耗7%。
1.2椭圆—圆孔型系统
优点：
（1）孔型形状能使轧件从一种断面平滑的过渡到另一种断面，从而避免由于剧烈不
均匀变形而产生的局部应力。
（2）孔型中轧出的轧件断面圆滑无棱、冷却均匀，从而消除了因断面温度分布不均
而引起轧制裂纹的因素。
（3）孔型形状有利于去除轧件表面氧化铁皮，改善轧件的表面质量。
（4）需要时可在延伸孔型中生产成品圆钢，从而减少换辊。
缺点：
（1）延伸系数小。通常延伸系数不超过1.30~1.40，使轧制道次增加。
（2）变形不太均匀，但比椭圆—方孔型要好一些。
（3）轧件在圆孔型中稳定性差，需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。
（4）圆孔型对来料尺寸波动适应能力差，容易出耳子，故对调整要求高。
2延伸系数的分配

2.1总的延伸系数μ

FaA20.860.1Aa2
u0tttt

Fda2/4
nnt

=[(1.012×120)2-0.86×(0.1×1.012×120)2]/[0.25×3.14×(28×1.012)2]

=23.20mm

式中：F—红坯断面面积，mm2;
o
Fn—成品于热状态断面面积，mm2;

a—热胀系数，取a=1.012；
tt

A—钢坯边长，mm;
t

d—成品直径，mm;
t

lgl23.20
轧制道次数n=g=12道次
lgl1.282
cg
2.2延伸系数的初步分配
分配原则：初轧道次小，以便取出氧化铁皮，保证产品质量；随后加大，以利用轧件
在高温下塑性好，产生大的变形；精轧道次延伸系数小，以保证成品质量及孔型的耐磨
性和成品尺寸精度。
将12道次的总延伸系数根据经验（如考虑咬入、摩擦等因素）具体分配如下：
μ1=1.240μ2=1.290μ3=1.320μ4=1.290
μ5=1.320μ6=1.361μ7=1.380μ8=1.361
μ9=1.320μ10=1.280μ11=1.235μ12=1.210
3各孔型中轧件尺寸的确定

3.1计算各等轴孔的轧件尺寸
1)各等轴孔轧件的横截面积

FF
n2nnn1
2)确定各等轴孔尺寸
由圆面积公式F=πR2得：

Fi
d=2


各道次的轧件参数列于表（5—1）。

表1等轴孔轧件尺寸

道次681012
轧件高/宽（mm）66.1648.2737.1430.38
轧件面积（mm2）3435.931829.391082.74724.55
3.2计算平辊出口轧件的断面积
前几个道次轧件表面氧化铁皮较多，摩擦系数较小，影响咬入。根据现场经验，无孔
型轧制时既要防止产生轧件歪扭脱方现象，又要保证轧件在平辊上轧制的稳定性，故平
辊出口轧件断面尺寸初步设计如下：
由筱仓公式：

β=1+0.8[2L/(H+2B)][(H-h)/H]
coooo
式中：L—平均接触弧长度，
c
D(Hh)
L0
c2

H—轧前轧件平均高度；
o
h—轧后轧件平均高度；

B—轧前轧件宽度；
o
D—轧辊直径.
No.1（第一道次）
来料：B×H=120.00×120.00mm
oo
初设：h=90.00mm;
1
500(120.0090.00)
Lc=86.60mm
12

β=1+0.8[2×86.60/(120+2×120)][(120-90)/120]
c1

=1.096

则b=βB=1.096×120=131.52mm
1c1o

F=hb=131.52×90=11836.8