05 型钢孔型设计

型材生产及孔型设计第二篇孔型设计之型钢孔型设计第10章型钢孔型设计10.1成品孔型设计的一般原则10.2圆钢孔型设计10.3角钢孔型设计10.4工字钢孔型设计10.1成品孔型设计的一般原则(一)在设计时,应当考虑轧件的热断面尺寸和形状热断面尺寸冷却后轧件尺寸与高温时轧件尺寸间关系为式中:h、b及l—轧件冷尺寸；hr、br及lr—轧件热尺寸；t—终轧温度；α—膨胀系数，对钢通常采用α=0.000012热断面形状轧件在成品孔型中轧制时，其断面各部分的温度并不完全一致，在某些条件下，这种温度差将影响冷却后轧件的断面形状在设计时,应当尽量考虑采用负偏差轧制10.1成品孔型设计的一般原则成品孔型设计的一般步骤:根据终轧温度确定成品断面热尺寸；考虑负偏差轧制和轧机调整，从热尺寸中减去部分（或全部）负偏差、或加上部分（或全部）正偏差；对以上计算出的尺寸和断面形状加以修正。10.2圆钢孔型设计轧制圆钢的孔型系统圆钢成品孔型设计圆钢精轧孔型设计10.2圆钢孔型设计——轧制圆钢的孔型系统（1）方—椭圆—圆孔型系统【优点】•延伸系数较大•方轧件在椭圆孔型中可以自动找正，轧制稳定【缺点】•方轧件在椭孔中变形很不均匀；•轧件断面上可能出现局部附加应力；•孔形磨损严重【适用】•用于生产小型圆钢（φ5～20mm）10.2圆钢孔型设计——轧制圆钢的孔型系统（2）圆—椭圆—圆孔型系统【优点】•轧件变形和冷却均匀•成品表面质量好•成品尺寸比较精确•共用性较好【缺点】•延伸系数较小•椭圆件在圆孔型中轧制不稳定【适用】•用于小型和φ40mm以下圆钢生产和高速线材轧机的精轧机组10.2圆钢孔型设计——轧制圆钢的孔型系统（3）椭圆—立椭圆—椭圆—圆孔型系统【优点】•轧件变形均匀•成品表面质量好•椭圆件在立椭圆孔型中能自动找正，轧制稳定【缺点】•延伸系数较小•容易出现中心部分疏松【适用】•用于轧制塑性较低的合金钢•小型和线材连轧机10.2圆钢孔型设计——轧制圆钢的孔型系统（4）万能孔型系统(构成:方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆)【优点】•共用性强•轧件变形均匀•成品表面质量好【缺点】•延伸系数较小，道次多•立轧孔型轧出的等轴断面不够正确，且轧制不稳定，容易产生扭转现象【适用】•用于轧制φ18mm～200mm圆钢。10.2圆钢孔型设计——圆钢成品孔型设计孔型形状构成方法双半径圆弧法圆钢成品孔惯用设计方法不能适应高精度圆钢生产当孔型磨损后,在300中心张角所对应的圆周上,圆钢直径很易超出公差范围其设计特点造成公差带减小,操作调整范围变窄,成品尺寸难以控制,使工程能力指数下降只能满足GB702-86标准中的第3组精度要求10.2圆钢孔型设计——圆钢成品孔型设计孔型形状构成方法两侧用切线连结的扩张角法适应高精度圆钢生产作图简单,便于制作轧槽样板其中心张角小,使轧件真圆度提高,轧制时金属超同标准的部位较少增加了侧压作用,限制宽展作用增强,有利于控制成品宽度方向尺寸轧件充满孔型时,辊缝处斜线直径仍不会超出公差减少了因孔型磨损后在中心张角300对应圆周上直径超出公差范围现象10.2圆钢孔型设计——圆钢成品孔型设计孔型构成尺寸设计双半径圆弧法Rhk210.2圆钢孔型设计——圆钢成品孔型设计10.2圆钢孔型设计——圆钢成品孔型设计孔型构成尺寸设计两侧用切线连结的扩张角法Rhk210.2圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计方—椭圆—圆孔型系统此精轧孔型中的方孔型与椭孔型的确定步骤：•先确定方孔和椭孔的尺寸•然后确定轧件在成品孔和椭孔中的宽展系数，计算轧件的几何尺寸•验算充满度10.2圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计方孔和椭孔尺寸确定10.2圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计方—椭圆—圆孔型系统10.2圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计方—椭圆—圆孔型系统轧件尺寸确定10.2圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计圆—椭圆—圆孔型系统椭圆孔尺寸确定10.2圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计圆—椭圆—圆孔型系统椭前圆孔尺寸确定10.2圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计圆—椭圆—圆孔型系统各轧件尺寸确定10.2圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计椭圆—立椭圆—椭圆—圆孔型系统10.2圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆10.2圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆10.2圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆10.2圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆10.2圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆10.2圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆10.2圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆10.2圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆10.3角钢孔型设计一、等边角钢孔型系统（1）蝶式孔型系统带立轧的蝶式孔型系统分类及规格等边角钢（2#～20#）不等边角钢（2.5/1.6～25/12.5）腿长的1/10同一型号腿厚有2-7个规格10.3角钢孔型设计成型孔前控制腿长加工腿端镦出顶角切入孔前控制切分腿长立轧孔作用可以使用开口切入孔切入孔可以共用立轧孔道次易除氧化皮，成品表面质量好立轧孔切槽深，轧辊强度差，寿命短开口切入孔易切偏，造成两腿长度不等立轧孔需人工翻钢，劳动强度大用于生产2～2.5号角钢小轧机上（人工操作）应用优点缺点不带立轧的蝶式孔型系统使用闭口切入孔，易保证两腿切分对称性使用上下交替开口的蝶式孔成型和加工腿端轧制过程不翻钢，劳动强度低，易实现机械化操作优点用于生产大中小型角钢10.3角钢孔型设计对角轧制的孔型系统（用较小方坯轧制较大角钢）（2）几种特殊孔型系统“W”型蝶式孔型系统（用较小坯料轧制大规格角钢）热弯轧制法10.3角钢孔型设计10.3角钢孔型设计—等边角钢孔型设计（1）成品孔设计成品角钢的两种孔型蝶式孔型系统的角钢孔型设计包括：成品孔、蝶式孔、切深孔和立轧孔的孔型设计成品角钢的孔型有两种：半开口孔型和开口孔型，如图所示10.3角钢孔型设计—等边角钢孔型设计在腿端有一台阶，成品腿端可以得到加工，并可在一定程度上控制腿长当成品前腿较长时，易在腿端形成“耳子”一般在大批量生产某一型号角钢，生产较稳定性况下采用半开口可以在一个成品孔型中轧制不同腿厚角钢，不会出“耳子”不能加工腿端为加工腿端，常在成品前孔采用上开口式蝶式孔开口成品孔型腿厚dk1等于同号角钢最薄腿厚腿长腿长余量（锁口长度）,d为成品腿厚要求调整Ck1使得Bk1Bk2,防止刮铁丝缺陷产生顶角，中小角钢取900，大号角钢取90030’跨下圆角半径rk1=标准尺寸,孔型宽度辊缝最小值辊跳，10.3角钢孔型设计—等边角钢孔型设计mmdCk,7~221开口孔型尺寸计算015.1~011.11LLk2CLB1k1k1K12kds成品孔型腿厚dk1等于同号角钢最薄腿厚腿长腿长余量（锁口长度）,d为成品腿厚要求调整Ck1使得Bk1Bk2,防止刮铁丝缺陷产生顶角，中小角钢取900，大号角钢取90030’跨下圆角半径rk1=标准尺寸,孔型宽度辊缝最小值辊跳，10.3角钢孔型设计—等边角钢孔型设计mmdCk,7~221开口孔型尺寸计算015.1~011.11LLk2CLB1k1k1K12kds10.3角钢孔型设计—等边角钢孔型设计半开口孔型尺寸计算10.3角钢孔型设计—蝶式孔型设计蝶式孔中心线固定法逆轧制方向顶角逐渐增大，轧制过程顶角不易充满，易形成塌角缺陷顺轧制方向顶角逐渐减小，轧制不稳定，易轧偏，造成腿长不等，对导卫装置和调整要求高样板多，加工辊复杂多用于大中号角钢由切深孔向成品前精轧蝶式孔的过渡蝶式孔上轮廓线固定法顶角皆为直角，易充满，角形清晰轧制稳定，便于调整减少样板刀，磨损均匀，便于修复接近成口的几个蝶式孔最好选用此设计方法10.3角钢孔型设计—蝶式孔型设计成品前孔顶角确定成品前孔上轮廓线直线段长度确定圆弧段半径确定各蝶式孔腿厚确定各蝶式孔中心线长度计算各蝶式孔中心线水平段长度确定其余参数计算蝶式孔基本参数计算1）上轮廓线固定法2）中心线固定法3）蝶式孔其它尺寸的确定4）切深孔的确定5）立轧孔的确定