棒材孔型设计说明书

棒材课程设计说明书

指导老师：***

1.设计题目：

成品尺寸(直径mm)：36 坯料尺寸（mm×mm）：150

机组设备：18架平立交替连轧机

轧辊参数：

架次轧辊直径(mm)

1#～2#500

3#～4#610

5#～6#560

7#～12#420

13#～18#370

2、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：150×150mm；钢种：20钢；

产品规格：φ36mm.

（3）20钢化学成分和线材产品技术要求

3、工艺流程：

4、孔型设计:

1.孔型设计

本设计是设计φ36mm的20号圆钢轧制其坯料尺寸为150mm×mm。

2 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。

2.1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%。 2.2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。 3延伸系数的分配 3.1总的延伸系数μ

()()()4

/1.086.022

2

0t n t t t

t n a d a A A a F F

u π-==∑

=[(1.012×150)2

-0.86×(0.1×1.012×150)2

]/[0.25×3.14×(36×1.012)2

]

=21.93mm

式中：Fo —红坯断面面积，mm2;

Fn —成品于热状态断面面积，mm2;

t a —热胀系数，取

t

a =1.012；

t

A —钢坯边长，mm;

d t —成品直径，mm;

∴轧制道次数n=13282

.1l 93.21lg lg lg g ==t s m m 道次

3.2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=1.260 μ2= 1.250 μ3=1.287 μ4=1.266 μ5= 1.351 μ6=1.342 μ7=1.324 μ8=1.328 μ9= 1. 281 μ10=1.243 μ11=1.250 μ12=1.221 μ13=1.103

4各孔型中轧件尺寸的确定 4.1计算各等轴孔的轧件尺寸 1) 各等轴孔轧件的横截面积

12--⨯⨯=n n n n F F μμ 2 ) 确定各等轴孔尺寸 由圆面积公式F=πR2得：

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 6 8

10 12

轧件高/宽（mm ） 79.49 59.95

47.50 38.46 2

4.2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[2Lc/(Ho+2Bo)][(Ho-h)/Ho] 式中：Lc —平均接触弧长度，

2)

(0h H D L c -=

Ho —轧前轧件平均高度； h —轧后轧件平均高度； Bo —轧前轧件宽度； D —轧辊直径.

No.1 （第一道次）

来料：Bo ×Ho =151.8×151.8mm

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