材料成型课程设计——圆钢孔型系统设计

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1、材料成型专业课程设计说明书设计题目：圆钢孔型系统设计指导老师：沈晓辉设计学生：杨浩（成型101班）2014年1月12日目录1.设计题目2.产品技术要求3.工艺流程4.孔型设计（1）.孔型系统的选择(2).延伸系数的分配(3).等轴孔型的尺寸参数的计算（4）.非等轴孔型的尺寸参数计算（5）.各孔型图5.轧制压力计算孔型设计1.设计题目：成品尺寸(直径mm)：22坯料尺寸（mm×mm）：140机组设备：15架平立交替连轧机表1.轧辊参数架次轧辊直径(mm)1#～2#5003#～4#6105#～6#5607#～12#42013#

2、～15#3702、产品技术要求以国家标准（GB）、行业标准（JB、SJ、YD等）、国际标准（ISO、IEC等）为准，也可以根据与用户达成的技术协议来生产。（1）制定轧制制度的原则和要求线材轧制制度的确定要求是充分发挥设备能力、提高产量、保证质量，并且操作方便、设备安全。即：1)在保证设备能力允许的条件下尽量提高产量；2)在保证操作稳便的条件下提高质量。（2）原料及产品规格原料：140×140mm；钢种：45号钢；产品规格：φ22mm.（3）45钢化学成分和线材产品技术要求表1成分要求(GB/T700-1988)牌号化学成分

3、（质量分数）（%）脱氧方法CMnSiSP≤0.42~0.500.50~0.800.17~0.37 ≤0.045≤0.040F,b,Z3、工艺流程：4、孔型设计:产品要求：用140×140mm坯料轧制成直径22mm的圆钢（一）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构成。延伸孔型系统的作用在于压缩轧件断面，为成品孔型系统提供合适的红坯。它对钢材轧制的产量、质量有很大影响，但对产品最后形状尺寸影响不大。常用的延伸孔型系统有箱形、菱-菱、菱-方、椭-方、椭圆-圆、六角-方、椭圆-立椭圆等，常用精轧孔型系

4、统有方-椭圆-圆，圆-椭圆-圆等。这里采用的是箱形加椭圆-圆孔型系统。箱形孔系统的优、缺点：（1）箱形孔型系统切槽浅，可以提高轧辊的强度。（2）轧件在宽度方向上的变形比较均匀，因此孔型的磨损较为均匀，断面温降也比较均匀。（3）在箱形孔型系统中轧制，侧面氧化铁皮容易脱落。（4）箱形孔型不能轧出形状精确的方形和矩形，轧件尺寸越小，这种现象越突出，侧面不易平直，尺寸小时易超出尺寸公差。（5）轧件在箱形孔型中只在一个方向受压缩，如果在多个方向受到压缩，则轧件的性能较好。（6）箱形孔型中轧制比较稳定（不易扭转），操作方便，便于实现机

5、械化。（7）孔型的共用性好。椭圆—圆孔型系统的优点：（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。1.变形不太均匀，但比椭圆—方孔型要好一些。2.轧件在圆孔型中稳定性差，需要借助于导卫装

6、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。3.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。（二）延伸系数的分配：先计算总的延伸系数，=51.14,设平均的道次延伸系数为=1.30，所以轧制道次为=15,由此可以确定孔型系统为箱形—椭圆—圆—椭圆—圆—椭圆—圆—椭圆—圆—椭圆—圆—椭圆—圆—椭圆—圆，然后分配各个道次的延伸系数，有经验及生产实践数据可知，=1.25，=1.25，=1.28，=1.30，=1.29，=1.31，=1.31，=1.28，=1.30，=1.28，=1.2

7、8，=1.28，=1.28，=1.26，=1.26（三）.各孔型的尺寸参数的计算：先计算等轴孔的各个孔型尺寸参数，主要是圆孔型的计算，在确定了孔型面积后，即可按下式确定圆孔型的直径，。（1）第三道次圆孔型尺寸的计算:=56.3mm²孔型高度：=112.6mm²槽口宽度：=112.6+1=113.6mm，为宽展余量，其取值范围为1~4mm²辊缝：=0.1×112.6=11.26mm²外圆角：²通常连轧中采用切线扩张，扩张角取=，所以采用切线扩张，扩张角为圆孔型内轧件面积的计算圆孔型中轧件一般情况充满较好，因此轧件面积可采用圆

8、面积计算，即：=9753.77（2）第五道次圆孔型尺寸的计算:=43.47mm²孔型高度：=86.94mm²槽口宽度：=86.94+1=87.94mm，为宽展余量，其取值范围为1~4mm²辊缝：=0.1×86.94=8.6mm²外圆角：²通常连轧中采用切线扩张，扩张角取=，则，则采用切线扩张，扩张角为圆