棒线材孔型设计辅助计算软件的编写与运用

棒、线材孔型设计中辅助计算软件的使用说明5：
棒、线材孔型设计中辅助计算软件的存在缺陷及改进方向：
此孔型设计计算程序，使用Visual Basic编辑器进行编译，数据同Excel数据 库进行嵌套，程序计算后的各类数据以xls 格式自动进行保存，部分函数调用Excel库 函数。 存在缺陷： 一、存在缺陷： 同专业软件相比，在全面性方面有所 差距，但基本能够满足一般简单断面孔型 设计需求。在程序编译后，源代码开放并 留有更新接口，以便于在不断的实践过程 中进行继续修正完善，提高其运行流程及 计算精度。 改进方向： 二、改进方向： 在轧制力及轧制力矩等力能程序设计 上进一步完善，最终使此计算程序能够为 棒、线材轧制工艺任务的完成起到快速设 计与计算校核的作用。 另外学习运用有限元分析法对轧制过 程进行三维模拟，以减少轧制试验的风险。
条件具备后， 条件具备后，模型选择和 求解编译的难点何在？ 求解编译的难点何在？
你设计的程序有多少价值？ 你设计的程序有多少价值？
通过简单的方法解决复杂的问题，节省购买专业软件费用。 能够完成设计任务就是创造的价值。价值在实践中体现。
6、各道次变形 量的分配
7、确定轧件的断 面形状和尺寸
8、确定孔型的 形状和尺寸
9、绘制孔型及 配辊图
10、进行必要的校 核及辅件设计
2、出发点：孔型设计分为两类，一类是设计人员根据孔型设计公式结合经 、出发点： 验进行设计，另一类是利用计算机辅助孔型设计软件进行设计。 按照原始的公式计算方法进行孔型设计计算，公式复杂，计算工作量 大，尤其是在计算结果的检验校核及修改方面更是复杂。 在为了提高设计效率与设计精度，减少购买专业软件巨额投入的基础 上，分析总结了简单断面孔型设计方法，通过建模、数学求解、语言编写 将孔型设计中所运用的各类公式函数模型，通过Microsoft Visual Basic 编辑器进行软件编译，使复杂繁琐的数据计算工作转变为了快捷方便的计 算机运行程序。
做成这件事，需要什么条件？ 做成这件事，需要什么条件？
建立宽展计算的数学模型、无扩张弧螺纹钢孔型计算的数 学模型、孔型设计模型、轧制表生成与导出修改程序。 设计核心：建立模型，运用程序进行编译运行，优化处理， 提高设计精度。 模型要分析对比，选择误差最小的进行求解编译。 —误差为计算精度设置了上限，无法达到理想的精度 —将数学求解过程运用程序语言进行编译要求严格。 —自定义变量多、相关性强、交互作用影响复杂。
棒、线材孔型设计中辅助计算软件的编写意义与应用效果：
1、编写意义： 棒、线材工艺设计工程中，孔型设计是重要的一个环节，并且孔型设计中涉 及计算内容的正确与否又直接影响孔型设计的成功与轧制过程的稳定，因此根据 工艺装备水平及生产目标要求，进行正确的孔型设计计算工作就显得尤为重要。 一是提高孔型设计的效率与计算精度，二是为初学孔型设计人员提供入门之 路,三是形成一种用简单方法解决复杂问题的新模式，四是节省购买专业软件所 需的大量资金。 2、应用效果： 基本能够满足简单断面孔型设计需求，且计算程序明了，操作简便。极大降 低了孔型设计时的计算任务量，并可避免计算时的错误发生率，尤其是在修正时， 可只对参数输入项内容进行更改，而不需考虑计算过程。 运用此辅助计算软件完成的孔型设计任务符合实际要求，形成的轧制程序在 实际生产实践中效果显著，并且得到了实践检验。
实践应用效果及致谢：
一、实践应用： 实践应用： 运用“孔型设计辅助计算软件”设计出的轧制图表（部分根据实际进行了微 量调整），并在6.5线材的生产实践中进行了实践应用，效果理想、轧制稳定， 进一步证明此程序设计计算出的数据较为合理，且程序编译正确。 致谢： 二、致谢： 在本程序设计及试验过程中，感谢网院材料科学与工程系的赵之勇讲师，感 谢在选择各类模型时提供帮助的姐姐王文明，感谢提供试验平台的胡清华、付小 胜、郝立军工程师，感谢网院同学与朋友们的帮助。 并向参考的各类文献作者表示衷心感谢。
孔型设计的概念与出发点：
1、概念及设计程序流程： 孔型设计是轧钢生产中的一项极其重要的工作， 概念及设计程序流程： 直接影响着成品的质量、轧机的生产能力、产品的成本、劳动条件和劳动 强度。
1、了解产品的 技术条件 2、了解原 料条件 3、了解轧机的性 能及其它设备条件 4、选择合理的 孔型系统 5、总轧制道次 的确定
3数学分析求解
ρ = tan−1
4逻辑程序设计
轧制表的自动生成程序及修改程序设计方法 辊径、速比、延伸系数、轧件面积、轧件高 度、轧件宽度、辊缝、压下量、宽展量、宽 展系数、轧辊转速、轧制速度、电机转速、 连轧常数等数据的计算生产程序设计方法 孔型作图所需的尺寸数据生产方法
5试用调整实践
轧制模型
核心是建立模型 目的是用简单的方 法解决复杂的问题
棒、线材孔型设计中辅助计算软件的使用说明1：
使用说明： 打开“程序”后，页面显示有三部分内 容，如图所示，按要求将各类参数输入 （或进行选择），则程序将自动计算出 原料面积、成品面积以及总延伸系数、 平均延伸系数、轧制道次。
使用说明： 点击首页右下方“转入孔型计算”后， 进入当前页面，如图所示，（此图以 椭孔为例）使用者只需在左侧输入四 组参数，则程序自动进行计算并得出 椭孔数据。点击“转入下一孔型计算” 后，可进入圆孔计算孔型数据。
参考文献： 1、《型钢孔型设计》1991版（冶金工业出版社） 赵松筠、唐文林 2、《Visual Basic语言函数大全》 3、《现代轧制理论》1993版（冶金工业出版社） 贺毓辛 4、《数学模型的建立与计算》2007年（河北工业大学学报） 5、《B.K.斯米尔诺夫与Z.Wusatowski公式的理论运用》
棒、线材孔型设计中辅助计算软件的四个质疑：
这种想法，难道别人想不到？ 这种想法，难道别人想不到？
有人能想到，但担心做不到，所以不去做。 想去做的人，往往缺乏必要的条件。 熟悉孔型设计的全部流程，尤其是宽展计算模型的分析推 导，了解棒、线材轧制设备及其它必需情况。 熟练运用Microsoft Visual Basic编辑器进行软件编译， 将Excel库函数与程序语言进行有效共享。
l0 FH B0 + 0.5H 0 F0
x1
2选择建立模型
− x1 ) + y3 ] y2 − y1
y − y3
螺纹钢无扩张弧孔型计算模型 成品孔型设计方法
x − x3
=
y 2 − y1
R2 = R1 + h − [ x3 (
孔型模型
成前孔型设计方法 箱方孔型设计方法
Bk − 2Rcosθ 6.9 − 2×3.25×0.05 = = 36.78o 2Rsinθ − s 2×3.25×0.99 −1.5 (h − s )2 + Bk2 R= k = 8.855 4(hk − s ) ∆hc1 ∆h ∆b1 = 1.15 ( RKC1∆hc1 − c1 ) = 4.0958 H CO + hc1 2f
棒、线材孔型设计中辅助计算软件的使用说明2：
使用说明： 下面以三组数据为例，进行计算校核，在 首页点击“转入孔型计算”后，如图所示， 抽取中、精轧区数据进行计算校核。首先 打开页面，程序自动调入前道次圆孔面积、 上道次来料高度。使用者只需将辊径及本 道高度设定值输入，程序自动计算本椭孔 相关数据，得出椭孔宽度及椭孔面积。 使用说明： 点击“转入下一孔型计算”后，程序页面转 至圆孔计算，计算结果如图所示。
棒、线材孔型设计中辅助计算软件的编写思路：
Z.乌萨托夫斯基方法
β正 =acdeη − w
1
β = ηc− w
c
1确定目标任务
宽展模型
B.K.斯米尔诺夫方法 筱仓恒树方法
c β = 1 + c0 ( − 1)c1 Ac 2 a0 3 akc 4δ 0c 5ψ c 6 tan ϕ c 7 η
∆B / B0 = a
棒、线材孔型设计中辅助计算软件的使用说明3：
Байду номын сангаас
图1：孔型计算程序页面（中轧椭孔）
图3：孔型计算程序页面（精轧椭孔）
图2：孔型计算程序页面（中轧圆孔）
图4：孔型计算程序页面（精轧圆孔）
棒、线材孔型设计中辅助计算软件的使用说明4：
以“孔型设计计算程序”中的“无扩张弧螺纹钢成品孔型设计计算程序”为例，进行说 明。 常规计算月牙肋方法繁锁，同时因计算过程中不相交弧线的是一近似值等方面的问 题而导致结果不准确，而且加上机械加工时产生的误差，其末端间隙值就可能超标。 经分析，由于螺纹钢成品孔本身要求有“耳子”即纵肋，并且靠近纵肋部分的基圆 直径也无法被精确地测量，成品孔采用有部分扩张弧的圆钢孔型没有意义。于是按照成 品孔平面图建立坐标系并借鉴已有数据材料，设计出此程序，使用者只需结合实际将参 数输入，则程序自动计算出右侧数据，以此数据为依据进行孔型图的绘制。 这种方法较常规方法，有利于月牙肋中半径修正设计，解决了常规设计对月牙肋半 径过于要求精确、孔型使用寿命短和实际生产操作中轧机调整频繁等缺点，提高了轧机 的工作效率。