孔型设计的基本概念

1.2 孔型的形式及其分类
1.2.1 孔型的形式
二辊及多辊孔型，二辊孔型应用的最为普遍。
1.2.2 孔型的分类
1）按用途分：开坯孔型；预轧孔型；成品前 孔型；成品孔型(图）。 2）按配置方式：开口孔型；闭口孔型；半开 孔型（图）。 3) 按形状分：简单断面；复杂断面。
1.2.2 孔型的分类
a-开坯孔型 开坯孔型
1.3.2 孔型各部分的作用
1）辊缝 2 ）孔型的内外圆角 3）孔型侧壁斜度tgφ
1.3.1孔型的构成 孔型的构成
图1-3 箱形孔型基本组成部分
辊缝的作用
a.由于轧机的弹跳 ， 辊缝的存在是不可避免的 。 由于轧机的弹跳， 辊缝的存在是不可避免的。 由于轧机的弹跳 b.辊缝的存在有利于调整 。 轧制过程中孔型的 辊缝的存在有利于调整。 辊缝的存在有利于调整 磨损使孔型高度增大， 磨损使孔型高度增大， 调整辊缝可使孔型高度维 持固定值，保证轧件的几何尺寸； 持固定值 ，保证轧件的几何尺寸 ； 由于轧制过程 中条件变化或孔型设计不当， 中条件变化或孔型设计不当 ，调整辊缝可使轧制 过程顺利进行。 过程顺利进行。 c.调整辊缝，可在同一孔型中轧出几种不同尺寸 调整辊缝， 调整辊缝 的轧件。在初轧机上，不同规格， 的轧件。在初轧机上，不同规格，不同尺寸的轧 件的生产完全靠在相同轧槽中调整辊缝的方法达 到的。 到的。
孔型内外圆角的作用
a.减少应力集中，增加轧辊的强度； 减少应力集中，增加轧辊的强度； 减少应力集中 b.防止轧件角部急剧冷却，温降过快； 防止轧件角部急剧冷却，温降过快； 防止轧件角部急剧冷却 c.内圆角可以控制轧件的面积， 保证所需要 内圆角可以控制轧件的面积， 内圆角可以控制轧件的面积 的成品形状、连轧关系； 的成品形状、连轧关系； d.外圆角可以防止轧辊一侧切割轧件，出耳 外圆角可以防止轧辊一侧切割轧件， 外圆角可以防止轧辊一侧切割轧件 子时防止下一道产生折叠
计算机辅助孔型设计
安徽工业大学 材料工程学院 主讲教师： 主讲教师： 曹 杰
钢轨
钢 铁 产 品 的 生 产
钢板桩 型钢 棒材 线材 板 板 钢 钢 钢板 钢板 钢
型钢产品的种类
简单断面
复杂断面型钢
特殊断面型钢
孔型轧制生产型钢
1 孔型设计的基本概念
1.1 孔型和孔型设计的概念
轧辊轴线： 轧辊的轴线。 轧辊轴线： 轧辊的轴线。 通过两根轧辊轴线的平面称为轧制面。 轧 制 面： 通过两根轧辊轴线的平面称为轧制面。 轧槽在轧制面上所形成的孔称为孔型， 孔 型：轧槽在轧制面上所形成的孔称为孔型， 孔型的尺寸指正在过钢时的尺寸。 孔型的尺寸指正在过钢时的尺寸。 孔型设计：就是如何在轧辊上刻制形状正确， 孔型设计：就是如何在轧辊上刻制形状正确，尺寸 精 确的轧槽以达到生产出满足产品质 量要求的产品。 量要求的产品。
1.4.2 孔型在垂直方向的配置
上辊轴线
轧辊中线 轧制线
下
下辊轴线
图1-6 采用上压力的配辊情况
x
上
1.5 孔型设计的要求和步骤
1.5.1孔型设计的要求 孔型设计的要求
1）保证获得优质的产品 2）保证轧机的生产率高 3）产品成本低 4）劳动条件好 5）适应车间的设备条件
满足孔型设计的要求应从下述几方面考虑
1）合理的孔型系统 ） 2）合理的坯料尺寸 ） 3） 3）正确分配各道次的变形系数 4）成品孔设计应考虑负偏差轧制以及红坯 ） 尺寸（温度）的影响。 尺寸（温度）的影响。 5）适应车间的设备条件 ）
1.5.1 孔型设计的要求
图1-7变形系数按道次分配的曲线
1.5.2孔型设计的步骤 孔型设计的步骤
孔型设计的内容
1）断面孔型设计。根据原料和成品断面形状 ）断面孔型设计。 和尺寸及对产品性能的要求， 确定孔型系统， 和尺寸及对产品性能的要求 ， 确定孔型系统 ， 轧制道次和各道次的变形量， 轧制道次和各道次的变形量 ， 各道次的孔型形 状和尺寸。 状和尺寸。 2）配辊。确定孔型在各机架上的分配及其在 ）配辊。 轧辊上的配置方式。 轧辊上的配置方式。 轧辊辅件设计—导卫或诱导装置的设计 导卫或诱导装置的设计。 3）轧辊辅件设计 导卫或诱导装置的设计。 保证轧件以正确的方式进出轧辊， 保证轧件以正确的方式进出轧辊，有的使轧件 在孔型外发生一定的变形。 在孔型外发生一定的变形。
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图1-1 孔型按用途分类 b-预轧孔型 c-成品前孔型 预轧孔型 成品前孔型
d-成品孔型 成品孔型
1.2.2 孔型的分类
图 1-2 孔型按车削方式的分类 开口孔型 闭口孔型 半开孔型
1.3 孔型的构成和各部分的作用
1.3.1 孔型的构成
箱形孔型基本组成部分有：内外圆角，辊缝， 侧壁斜度等。无论孔型的形状如何变化，孔型 的基本组成部分是不可缺少的。（图）
。
1.3.2 孔型各部分的作用
图1-4 孔型斜度与轧辊车削量之间的关系
孔型侧壁的作用
a.使轧件容易进、出孔型； 使轧件容易进、出孔型； 使轧件容易进 b.用大斜度孔型可增加孔型的共用性，通过 用大斜度孔型可增加孔型的共用性， 用大斜度孔型可增加孔型的共用性 控制孔型的充满程度， 控制孔型的充满程度 ， 可以轧制出尺寸不同 的轧件； 的轧件； c.便于轧辊的修复。 便于轧辊的修复。 便于轧辊的修复
1）了解产品的技术条件，现场工艺和设备情况 ）了解产品的技术条件， 以及与产品有关的工艺资料，生产方式， 以及与产品有关的工艺资料，生产方式，生 产中存在的问题。 产中存在的问题。 2）选择合理的孔型系统，原料尺寸。 ）选择合理的孔型系统，原料尺寸。 3）确定总道次数及其在各机架上的道次分配。 ）确定总道次数及其在各机架上的道次分配。 4）确定各道次轧件面积，轧件断面形状和尺寸。 ）确定各道次轧件面积，轧件断面形状和尺寸。 5）确定孔型具体尺寸。 ）确定孔型具体尺寸。 6）进行必要的较核。 ）进行必要的较核。 7）设计轧辊附件。 ）设计轧辊附件。
1.4.2 孔型在垂直方向的配置
图1-5 轧机尺寸与轧辊直径
1.4.2孔型在垂直方向的配置 孔型在垂直方向的配置
2）配辊压力 ） 轧制压力：上下工作辊径不同的轧制称为“压力”轧制， 轧制压力：上下工作辊径不同的轧制称为“压力”轧制， 将上下工作辊径的差称为“压力” 将上下工作辊径的差称为“压力”。 轧辊中线、 3）轧辊中线、轧制线及孔型中性线 轧辊中线：上下两个轧辊水平轴线间距的等分线， 轧辊中线：上下两个轧辊水平轴线间距的等分线，亦称 轧辊平均线。 轧辊平均线。 轧制线：在轧制面的垂直方向配置孔型的基准线。 轧制线：在轧制面的垂直方向配置孔型的基准线。若不 采用压力轧制，轧制线就和轧辊中线重合， 采用压力轧制，轧制线就和轧辊中线重合，采用压力轧 轧制线就位于轧辊中线的上方或下方。 制，轧制线就位于轧辊中线的上方或下方。 孔型中性线： 孔型中性线：上下两个轧辊作用于轧件的力对于轧制面 上某一水平直线的力矩相等， 上某一水平直线的力矩相等，这一水平直线称为孔型的 中性线 4）已知“压力”值ΔDg确定轧制线的位置 确定轧制线的位置（图） ）已知“压力”
1.4 孔型在轧辊上的配置
1.4.1孔型在水平方向（轧辊轴线）的配置 孔型在水平方向（轧辊轴线） 孔型在水平方向 1）辊环的强度条件；2）导卫的安装调整比较方便。 ）辊环的强度条件； ）导卫的安装调整比较方便。 1.4.2孔型在垂直方向（轧制面）的配置 （图） 孔型在垂直方向（ 孔型在垂直方向 轧制面） 1）轧机尺寸与轧辊直径 ） 名义直径：传动轧辊的齿轮中心距或其节圆直径， 名义直径：传动轧辊的齿轮中心距或其节圆直径，用 D0表示。 表示。 最大直径：指新轧辊的直径， 表示。 最大直径：指新轧辊的直径，用Dmax表示。 最小直径：指轧辊报废前的直径， 表示。 最小直径：指轧辊报废前的直径，用Dmin表示。 原始直径： 原始直径：D = Dmax+s 辊环直径：指辊身直径， 表示。 辊环直径：指辊身直径，用Dh表示。 轧辊工作直径：也称轧制直径， 表示。 轧辊工作直径：也称轧制直径，用Dg表示。