孔型设计7概论
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孔型设计1
7.6梯形管孔型设计（85×102/148×1.6㎜）：梯形管是一个简单断面的产品，采用固定中心长度按槽型弯曲方式进行。
此次孔型设计的设计理念是：一，采用传统的成型方法，因为该成型方法在技术上，实际生产中都比较成熟，且它的适用性也比较强。
目前国外多采用直接成方（矩、异）方法生产闭口型钢。
其主要的优点是：与圆成方（矩、梯形）法比，断面角部形状较好，相对内圆弧半径较小，且边部平直，外形较规整；机组负荷低，尤其在定径机组上负荷降低更为明显；带料展开宽度比先成圆后成方（矩、梯形）要平均小2.4-3%，这将节约原材料消耗。
二是采用定点变径的成型方法，此法的优点是：金属料有流向各弯折点的自由通路，减小了金属对辊载荷及辊片磨损，同时弯折处金属减薄现象减轻，尤其对断面中带有直线段及厚度大的产品得到广泛应用。
三是，成型机组后面几架采用的是万能机架，这样可以减小材料的回弹，提高成型的精度。
7.6.1计算梯形管的原料宽度B (详见前面第五章)B=411.440㎜=411.44㎜。
对于不锈钢及低合金钢，内圆弧半径R B ≥1.5S 0【9】，取R B =2S 0 =3.2㎜，R B /S 0=2，查表5-1得，k=0.45，将k 值代入：b w1=(πρα1)/180=3.14×（3.2+0.45×1.6）×74.859/180∑b wi =2×3.14×（3.2+0.45×1.6）×74.859/180+2×3.14×（3.2+0.45×1.6）×105.141/180=24.251㎜直线段的长度：∑b zi =2×b 1+2×b 2+b 3——————④b 1=0.5×B 1-(0.5～1)+0.5×Δb 焊，Δb 焊=0.5×S 0=0.5×1.6=0.8㎜ b 2=B 2+（1～2） b 3=B 3-（1～2）代入数据：b 1=0.5×（148-2×1.6-2×3.2/tan （74.859°/2））-1+0.4=67.617㎜ b 2=88.057-2×1.6-3.2/tan （105.141°/2）-3.2/tan （74.859°/2）+1.6=79.826㎜b 3=102-2×1.6-2×3.2/tan （105.141°/2）-1.6=92.303㎜ ∑b zi =2×67.617+2×79.826+92.303=387.189㎜ 则原料宽度为B=∑b wi +∑b zi =24.251㎜+387.189㎜=411.440㎜7.6.2孔型设计计算：7.6.2.1弯曲道次和弯曲角的确定根据经验公式L=Hctg α=（40～57）H=50×85=4250㎜，机架中心线之间距离a=600㎜，则L/a=4250/600=7.083。
孔型设计
孔型设计：将钢锭或钢坯在连续变化的轧辊孔型中进行轧制，已获得所需的断面形状、尺寸和性能的产品，为此而进行的设计和计算工作孔型设计。
孔型设计的内容：a断面孔型设计。
根据原料和成品的断面形状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，以及各道次的孔型形状和尺寸b轧辊孔型设计也称配辊。
确定孔型在各机架上的分配及其在轧辊上的配置方式，以保证轧件能正常轧制，操作方便，成品质量好和轧机产量高c轧辊辅件设计。
即导卫或诱导装置的设计。
诱导装置应保证轧件能按照所要求的状态进、出孔型，或者使轧件在孔型以外发生一定的变形，或者对轧件起矫正或翻转作用等。
孔型设计的要求：a保证获得优质产品。
所轧产品除断面形状正确和断面尺寸在允许偏差范围之内外，表面应光洁，金属内部的残余应力小，金相组织和力学性能良好。
b保证轧机生产率高。
轧机的生产率决定轧机的小时产量和作业率。
影响轧机小时产量的主要因素是轧制道次数及其在各机架上的分配，对橫列式轧机来说，在一般情况下，轧制道次数愈少愈好。
对连轧机来说，则应加大坯重，提高轧速，缩短轧制节奏时间，提高小时产量。
影响轧机作业率的主要因素是孔型系统，孔型和轧辊辅件的共用性。
c保证产品成本最低。
为了降低生产成本，必须降低各种消耗。
由于金属消耗在成本中占主要部分，故提高成材率是降低成本的关键。
因此，孔型设计应保证轧制过程进行顺利，便于调整、减少切损和降低废品率；在无特殊要求情况下，尽可能按负偏差进行轧制。
同时，合理的孔型设计也应保证减少轧辊和电能的消耗d保证劳动条件好。
孔型设计时除考虑安全生产外，还应考虑轧制过程易于实现机械化和自动化，轧制稳定，便于调整，轧辊辅件坚固耐用，装卸容易。
各道次变形量的分配：a金属的塑性。
大量研究表明，金属的塑性一般/成为限制变形的因素。
对于某些合金钢锭，在未被加工前，其塑性较差，因此要求前几次的变形量要小些。
b咬入条件。
在许多情况下咬人条件是限制道次变形量的主要因素，例如在初轧机、钢坯轧机和型钢轧机的开坯道次，此时轧件温度高，轧件表面常附着氧化铁皮，故摩擦系数较低，所以选择这些道次的变形量时要进行咬人验算。
设 计 概 论7
直觉思维：能以等量的本质性现象为媒介，直接把握事物的本质与规律， 直觉思维：能以等量的本质性现象为媒介，直接把握事物的本质与规律， 是一种不加论证的判断力，是一个包含了灵感，顿悟在内的总的、 是一种不加论证的判断力，是一个包含了灵感，顿悟在内的总的、大的概 念。
姜图图的作品较多地采用中国民间传统工 艺，龙凤纹样富于变化，用繁复的工艺手 段，塑造出简洁明快的风格。陶音以“藏 缘”为主题展示了20多套晚装，采用流行 的水洗布、丝绸乔其面料与卡其休闲面料 巧妙结合，突显出时尚的风格。凌雅丽的 晚装作品则带有夸张的成分，她用在色彩 把握上十分细腻，注重微妙的变化，加上 面料肌理恰到好处的处理，以及手绘、珠 绣等传统工艺的点缀，使作品在大气的效 果中又显示出精致。
分合思维：是一种把思考对象加以分解或合并，以产生新思路、 分合思维：是一种把思考对象加以分解或合并，以产生新思路、新方案的 思维方式。 思维方式。
联想思维：把要进行思维的对象和已掌握的知识相联系相类比， 联想思维：把要进行思维的对象和已掌握的知识相联系相类比，从而获得 创造性设想的思维形式即称联想思维。联想越丰富， 创造性设想的思维形式即称联想思维。联想越丰富，获得创造性突破的可 能性越大。 能性越大。
设计方法是实现设计预想目标的途径。 设计方法是实现设计预想目标的途径。 S·A·格里高利（S·A·Gregory）认为：“设计方法是对某种特定种类的 格里高利（ 格里高利 ）认为： 设计方法是对某种特定种类的 问题解决的方法，即是创造充足的条件使之达到相互关联结果的方法。” 问题解决的方法，即是创造充足的条件使之达到相互关联结果的方法。 设计目的和内容的复杂性， 设计目的和内容的复杂性，决定了为达到预想目标所采取的设计方法的 多样性和丰富的可选择余地，对于设计方法的研究， 多样性和丰富的可选择余地，对于设计方法的研究，不单纯是为了明确 地界定某一特定设计目标所必须采用的设计方法， 地界定某一特定设计目标所必须采用的设计方法，而是将各类型设计问 题的解决，处理办法加以系统化的总结， 题的解决，处理办法加以系统化的总结，以得到具有普遍意义的方法论 结果。 结果。 从这个意义上来说，把握设计方法的主体，即设计师的设计思维活动， 从这个意义上来说，把握设计方法的主体，即设计师的设计思维活动， 对设计方法的形成和运用有着重要的作用。 对设计方法的形成和运用有着重要的作用。
孔型设计知识点总结归纳
孔型设计知识点总结归纳孔型设计是工程设计中的重要环节之一，对于确保产品功能和质量具有重要的影响。
在孔型设计过程中，需要考虑材料、工艺和产品设计的要求。
本文将对孔型设计的相关知识点进行总结归纳，帮助读者更好地理解和应用孔型设计。
一、孔型设计的基本原则孔型设计的基本原则有三个：孔型的先进性、先进性和可操作性原则。
1. 先进性原则：孔型设计应采用先进的技术和设备，以确保产品的质量和生产效率。
2. 合理性原则：孔的形状和尺寸应根据产品的设计要求和使用条件进行选择，并考虑材料的性能和加工工艺的要求。
3. 可操作性原则：孔型设计应考虑到加工设备和工艺的限制，使其易于制造和维修。
二、孔型设计的关键要点孔型设计需要考虑以下关键要点：1. 孔的形状：孔的形状应根据产品的功能和使用要求进行选择。
常见的孔形状包括圆形、方形、椭圆形等。
2. 孔的尺寸：孔的尺寸应根据产品的设计要求和工艺要求进行确定。
尺寸的选择要考虑到材料的性能、加工工艺的要求和使用条件。
3. 孔的位置：孔的位置应根据产品的设计要求和使用要求进行确定。
位置的选择要考虑到产品的功能、组装要求和加工工艺的要求。
4. 孔的数量：孔的数量应根据产品的设计要求和使用条件进行确定。
数量的选择要考虑到产品的功能、使用要求和加工工艺的要求。
5. 孔的布局：孔的布局应根据产品的设计要求和使用条件进行确定。
布局的选择要考虑到产品的功能、组装要求和加工工艺的要求。
三、孔型设计的常见问题及解决方法在孔型设计中，常见的问题包括孔加工精度、孔形变形和孔的表面质量等。
下面是这些问题的解决方法：1. 孔加工精度：提高孔的加工精度可以采取以下措施：选择合适的加工设备和工艺；优化工艺参数，如切削速度、进给速度和切削深度；使用合适的刀具和夹具。
2. 孔形变形：减少孔的形变可以采取以下措施：选择合适的材料和加工工艺；优化孔的形状和尺寸；控制加工过程中的温度和应力。
3. 孔的表面质量：提高孔的表面质量可以采取以下措施：选择合适的切削工艺和刀具；控制加工过程中的切削速度和进给量；采用合适的切削液。
1孔型设计的基本知识汇总
1 孔型设计的基本知识1.1 孔型设计的内容与要求1.1.1 孔型设计的内容型钢品种规格达几千种，其中绝大部分都是用辊轧法生产的。
将钢锭或钢坯在带槽轧辊上经过若干道次变形，以获得所需要的断面形状、尺寸和性能的产品而为此所进行的设计计算工作称为孔型设计。
完整的孔型设计一般包括以下三个内容：1)断面孔型设计根据已定坯料和成品的断面形状、尺寸大小和性能要求，确定轧件连续的变形过程，所需道次和各道次变形量以及为完成此变形过程所采用的各道次的孔型形状和各部分尺寸。
2)轧辊孔型设计根据断面孔型设计的结果，确定孔型在每个机架上的配置方式、型在机架上的分布及其在轧辊上的位置和状态，以保证正常轧制，轧辊有较高的强度，使轧制节奏最短，从面获得较高的轧机产量和良好的成品质量。
3)轧辊导卫装置及辅助工具设计根据轧机特性和产品断面形状特点设计出相应的导卫装置。
导卫或诱导装置应保证轧件能按照要求进出孔型，或使轧件出槽后发生一定变形，或使轧件得以矫正或翻转一定角度等。
其它工具如检查样板等有时也由孔型设计者完成。
1.1.2 孔型设计的要求孔型设计合理与否将对轧钢生产带来重要影响，它直接影响到成品质量、轧机生产能力、产品成本和劳动条件等。
因此，一套完善、正确的孔型设计应该力争做到：1)成品质量好包括产品断面几何形状正确、尺寸公差合格、表面光洁无缺陷(如没有耳子、折迭、裂纹、麻点等)、机械性能良好等。
2)轧机产量高应使轧机具有最短的轧制节奏和较高的轧机作业率。
3)生产成本低应做到金属消耗、轧辊及工具消耗、轧制能耗最少，并使轧机其它各项技术经济指标有较高的水平。
4)轧机操作简便应考虑轧制过程易于实现机械化和自动化，使轧件在孔型中变形稳定，便于调整，改善劳动条件，减轻体力劳动等。
5)适合车间条件使设计出来的孔型符合该车间的工艺与设备条件，使孔型具有实际的可用性。
为要达到上述要求，孔型设计工作者除要很好池掌握金属在孔型内的变形规律外，还应深入生产实际，与工人结合，与实践结合，比较充分地了解和掌握车间的工艺和设备条件以及它们的特性，只有这样才能做出正确、合理和可行的孔型设计来。
设计学概论7
二、设计批评理论的多元化
• 法国后现代主义最著名的理论家鲍德里亚曾用解构方式探
索了广告与消费文化对当代社会的影响，尤其对原创性 提 出挑战。
•
“产品符号学”（Product Semantics）这一概念在20世纪80
年代才被工业设计师广泛使用，然而符号学的设计批评在 20世纪70年代已十分盛行。
•
”。
• 20世纪80年代的欧洲出现了一种设计批评的潮流，它 有两个不同说法，叫“先驱设计”或“软”设计。 • “绿色设计”作为一个广泛的设计概念始于 20世纪 80 年代，但有关绿色革命的思想运动与设计批评理论却
早在20世纪50年代和60年代就出现了。
图7.4.4 Roberto Pezzetta & Zanussi工业设计中心，Oz冰箱模 型（软设计代表作），1994年
新柏
间概念
拉图主义和格式塔心理学基础上提出重组空间的概念，即把空
缩减成并列系统，不论是设计一把椅子还是设计一幢大厦， 内部结构与外部结构的区别减到最小限度，这便是风格派
都应该使
提出的新造
现代主义设计
型主义。这种追求“纯粹和谐设计”的思想一直贯穿于
批评。
图7.4.2 《风格》杂志
图7.4.3 勒柯布西耶《走向新建筑》书影
审查批评指的是设计方案的审查小组以消费者代表的身份对设计
方案进行审查与评估，以及设计的投资方与设计方进行谈判磋商的过 程。 族群购买是消费者直接参与的设计批评。所谓族群购买，是指消 费者表现为不同的购买群体，而每个群体都有其特定的行为、语言、
时尚和传统，都有各自不同的消费需求。
图7.3.3 西尔斯 — 罗布克公司产 品目录《消费者指南》第110期 封面，1900年
孔型设计课程设计
孔型设计课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习，使学生掌握孔型设计的基本原理和方法，能够运用所学知识进行简单的孔型设计。
知识目标包括：了解孔型设计的概念、原理和方法；掌握孔型设计的基本技能，如尺量、画线、标注等；了解孔型设计在工程中的应用。
技能目标包括：能够运用所学知识进行简单的孔型设计；能够使用相关软件进行孔型设计。
情感态度价值观目标包括：培养学生的创新意识和实践能力；增强学生对工程技术的兴趣和认识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括孔型设计的基本原理、方法和应用。
具体包括：孔型设计的概念和原理、孔型设计的方法、孔型设计的应用。
教学内容将按照教材的章节进行安排，每个章节都会有具体的学习任务和目标。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
在讲授基本原理和方法的同时，通过案例分析和实验操作，使学生能够更好地理解和掌握知识。
同时，鼓励学生进行讨论和交流，提高学生的思考和分析问题的能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备适当的教学资源。
教材将是主要的教学资源，同时也会提供相关的参考书、多媒体资料和实验设备。
这些资源将帮助学生更好地理解和掌握孔型设计的基本原理和方法。
五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业和考试等。
平时表现将根据学生在课堂上的参与度、提问和回答问题的情况进行评估。
作业将根据学生提交的孔型设计作品进行评估，要求作品符合设计要求和标准。
考试将包括选择题、填空题和计算题等，以测试学生对孔型设计原理和方法的掌握程度。
评估方式将客观、公正，全面反映学生的学习成果。
六、教学安排本课程的教学进度将按照教材的章节进行安排，每个章节都会有具体的学习任务和目标。
教学时间将合理安排，确保在有限的时间内完成教学任务。
教学地点将选择适合进行孔型设计的教室或实验室，以提供必要的学习环境。
孔型设计 课程设计
2.9 打捆机的工艺
自动打捆机是近年来为提高作业率、降低劳动强度而发展起来的。它在连 轧机上取代了传统的人工手动打包或人工简易气动打包。一般自动打捆机根据 产品的不同分为线材自动打捆机、棒材自动打捆机、型钢自动打捆机等
第2章
2.1 坯料的种类
制定工艺流程
型钢原料分为钢锭、钢坯和连铸钢坯三种。 钢锭由于铸造工艺的限制，一般断面较大，而且为了脱模不可避免地在钢 锭长度方向带有锥度，这就造成以钢锭为原料生产线材时的轧制道次多，轧制 过程中温降大。目前，用钢锭作原料直接轧成线材的生产方式已被淘汰。 钢坯经粗轧机开坯轧制而成，其规格范围广、钢种多但并不能消除偏析、 缩孔等缺陷且再生产过程中要发生烧损、切头、切尾等。故轧制钢坯很少用。 采用连铸坯为原料，与采用轧坯相比，金属收得率提高、能耗低、劳动条 件改善、生产率提高。因此本设计原料选用连铸坯。
视先进技术和装备的使用。近年来我国小型线棒材轧机向连续化、自动化、大 型化发展。但同时存在大量落后产能，据调查，约有 40%的小型型钢（线棒材） 生产线属于落后淘汰设备
1
3) 管理水平逐年提高
近年来，我国线棒材厂总体生产管理水平逐年提高，
特别是实行负公差轧制的轧机，成材率高达 98%以上，采取多项措施扩大产品 规格和提高产品质量，可满足不同的用户的需求，增加了市场份额。 4) 高质量、高附加值的经济性线棒材所占比例少，很多高质量、高附加值 产品仍靠进口。 孔型设计是型钢生产中必不可少的步骤之一，孔型设计的合理与否直接影 响到产品的质量、轧机的生产能力、产品的成本、劳动条件和劳动强度等。圆 钢属于简单断面型钢的一种，在工业生产中，自然缺少不了孔型设计这一步骤。 轧制圆钢的孔型系统有多种，应根据直径、用途、钢号及轧机形式来选用。本 文主要介绍孔型设计的一些基本知识和原理，并以生产φ 20mm 圆钢为例，说明 孔型设计的方法。
孔型设计的基本概念
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。
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
。
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
孔型设计知识点总结
孔型设计知识点总结孔型设计是在工程和制造领域中常常遇到的问题，它涉及到机械部件的设计、制造和装配。
下面将从孔型设计的定义、设计原则、常用孔型及应用等方面进行详细总结。
一、孔型设计的定义孔型设计是指对机械部件中的孔的形状、尺寸和位置等进行设计的过程，目的是为了使孔与其他部件相互配合，保证整机性能和工作可靠性。
二、孔型设计的原则1. 孔型与功能相匹配：孔的形状和尺寸应该与其功能相匹配。
例如，传动孔应该根据传动方式的不同选择不同的形状和尺寸。
2. 孔的加工与安装方便：孔的形状和尺寸应该考虑到加工和安装的便利性，减少加工难度和安装成本。
3. 孔型与材料相适应：孔的形状和尺寸应根据材料的性能选择相应的设计要求，以确保材料的强度和可靠性。
4. 孔的位置与布局合理：孔的位置应根据实际需要选择，避免干扰其他部件或引起不必要的装配和维修困难。
三、常用的孔型及应用1. 圆孔：圆孔是最常见和简单的孔型，适用于一般结构中的连接和定位。
2. 方孔：方孔通常用于需要承受大载荷的连接件中，具有较高的刚性和稳定性。
3. 键槽孔：键槽孔主要用于连接带有键的轴和轴套，用于传递转矩。
4. 锥孔：锥孔通常用于连接轴和机械件之间，通过锥形形状提供更好的连接性能。
5. 摩擦连接孔：摩擦连接孔通常用于需要可拆卸和可调节的连接，例如螺纹孔和销孔。
6. 组合孔：组合孔是指具有多种孔型特征的组合，常用于复杂的机械装配中。
四、孔型设计的一般步骤1. 确定孔位置：根据装配和功能需求确定孔的位置。
2. 选择孔型：根据实际需要选择合适的孔型，考虑连接方式、载荷和工作环境等因素。
3. 确定孔尺寸：根据受力和使用要求确定孔的尺寸，包括直径、深度等。
4. 孔与其他零件的协调设计：考虑到孔与其他零件的配合和协调性，保证装配的准确性。
5. 检查和验证：对孔型进行检查和验证，确保符合设计要求和可靠性。
总之，孔型设计在机械工程和制造中有着重要的作用。
通过了解和掌握孔型设计的定义、设计原则、常用孔型及应用以及一般设计步骤，可以提高机械部件的性能和可靠性，为工程和制造提供更好的解决方案。
第一章-孔型设计的基本知识PPT课件
干道次轧制变形，以获得所需的断面形状、尺寸和性能的产品，
为此而进行的设计、画图和计算等工作。
➢轧 槽： 热轧型钢时，往往把轧辊车削成用来轧制轧件的环形沟
槽和凸台，通常把它们称为轧槽。
➢轧制面： 通过两个或两个以上轧辊轴线的垂直平面称为轧制面。
➢孔型： 两个或两个以上轧辊的轧槽，或者一个轧辊的轧槽与另
导板箱、围盘以及滚动导卫装置的作用及设计方法。
2021/6/4
3
第一章 孔型设计基本知识
内容简介 本章讲述型钢孔型设计的基本概念、设计程序、孔型及其分类、
孔型的组成及各部分的作用和孔型在轧辊上的配置等内容。
学习目的与要求 掌握孔型设计的内容与要求 掌握孔型设计的原则和步骤 掌握孔型的分类 掌握孔型的组成和各部分的作用 掌握孔型在轧辊上的配置 教学重点与难点 重点：孔型设计内容及要求、设计程序、孔型组成及其作用、在
在进行孔型设计时应使轧制稳定、轧制顺利、操作方 便、便于调整，以改善劳动条件；还应考虑轧制过程易 于实现机械化和自动化，以减轻劳动强度。
➢适应车间的设备条件 设计出来的孔型必须适应车间各设备的性能及其布置。
2021/6/4
20
第一章 孔型设计基本知识
§1.2 孔型设计的基本原则与设计程序
基本原则
①孔型系统合理。选择合理的孔型系统是极为重要的，它不仅
程的制定，掌握孔型在轧辊上的配置及孔型尺寸的确定。
型钢孔型设计：了解成品孔型设计的一般问题，掌握圆钢、方钢、扁钢
及角钢孔型设计，了解异型孔型中金属变形的特点，掌握工字钢孔型设计、
连轧机孔型设计。
热切分轧制：了解热切分轧制概念，掌握切分轧制方法及应用，了解切
分孔型设计的特点。
导位装置的设计：了解导卫装置作用，掌握横梁、卫板、导板、夹板、
第七周设计概论备课PPT教学课件
设计的的基本特征包括那几个方面。
1.设计的艺术特征。 过 (1)设计和艺术的渊源。
做笔记，老师学生互动。
程 早期人类创造石器和陶器是，人类的审美能力隐藏在物品的 描 使用价值中，在工业革命之前，设计的活动包括销售都市工 述 匠的个人行为；机器时代到来销售、生产分离：一、部分机
械化生产，二、小作坊形式或个人行为。）
学 重
2.设计的科技特征。
点 (1)科技技术与艺术设计的相互融通。
(2)科技进步对设计的推动作用。
3.设计的经济特征
教 3.设计的经济特征里的艺术设计与市场结合实际举例讲解。
学
难
点
2020/12/11
1
教
具 课件、图片、简短视频。
准 备
教
学 讲授、 举例、 演示
方 法
老师授课
学生活动
回顾上节课内容，导入新课
2020/12/11
15
作
业 找些作品（不得少于两幅），谈谈你对这些设计作品的体会。
内 容
一、手写，字迹工整，字数不少于500字。
作 业 设 计
作 业 要 求
2020/12/11
3
教 学 反 馈
2020/12/11
4
以下为课件，要求：图文并茂。
2020/12/11
5
第五章 设计艺术的基本特征
• 5.1 设计的艺术特征 • 5.2 设计的科技特征 • 5.3 设计的经济特征
2020/12/11
9
2020/12/11
10
5.1.2艺术家和设计师
• 现代主义之前，艺术等同于技艺。 • 文艺复兴之后，艺术家与设计师才分离出
来。
2020/12/11
孔型设计知识点总结归纳
孔型设计知识点总结归纳一、孔型概念及分类1. 孔型概念：孔型是指在零件表面中具有一定形状和大小的开口，一般用来连接零部件、通风散热、减轻重量等目的。
2. 孔型分类：（1）按形状分类：有圆孔、方孔、椭圆孔、长方形孔等；（2）按位置分类：有盲孔、通孔、过孔、阶梯孔等；（3）按用途分类：有定位孔、安装孔、通气孔、散热孔等。
二、孔径设计原则1. 过孔和盲孔的孔径选择原则：（1）过孔的孔径应大于螺栓直径；（2）盲孔的孔径应大于内螺纹直径。
2. 孔径公差选择原则：（1）过盈配合的孔径公差一般选择H7；（2）中等配合的孔径公差一般选择H8；（3）轻载配合的孔径公差一般选择H9。
三、孔型设计注意事项1. 孔径的选取：（1）避免孔径选取过大或过小，导致连接不牢固或装配困难；（2）保证孔径尺寸符合公差要求，避免配合过紧或过松。
2. 孔的排布：（1）孔的位置应符合设计要求，避免相互干涉或影响整体结构；（2）孔的排布应合理，便于加工和装配。
3. 孔口的处理：孔的口部设计应合理，避免产生毛刺、裂纹等缺陷，影响零件质量。
4. 孔型表征：应采用标准符号表示孔型的形状和位置，便于阅读和理解。
四、孔型设计方法1. 孔型设计流程：（1）明确孔型的功能和用途；（2）选择合适的孔型形状和尺寸；（3）确定孔的位置和排布；（4）进行孔型的细节设计和加工要求。
2. 孔型设计工具：（1）CAD软件：采用CAD软件进行孔型设计，可快速、准确地绘制各种孔型；（2）UG、Pro/E等专业设计软件：提供了更多的孔型设计工具和功能。
3. 孔型设计实例分析：可以结合实际的工程案例，对不同类型的孔型设计进行具体分析和总结，以便更好地掌握孔型设计方法和技巧。
五、孔型设计的新技术1. 三维打印技术：三维打印技术可以实现复杂孔型的快速制造，提高了孔型设计的灵活性和精度。
2. 激光微加工技术：激光微加工技术可以实现微型孔型的精密加工，适用于一些高精度的零部件。
3. 智能化设计工具：一些新型的智能化设计软件可以帮助工程师快速、准确地进行孔型设计，提高设计效率和质量。
孔型设计1
2）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。 4）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。 6）进行必要的较核。 7）设计轧辊附件。
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）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。 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
1）了解产品的技术条件，现场工艺和设备情况 以及与产品有关的工艺资料，生产方式，生 产中存在的问题。
2）孔型轧制变形参数的计算 3）孔型尺寸的确定
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。
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：
钢轨
钢板桩
钢 铁 产
型钢 棒材
品
线材
的 生 产
中厚板 热轧薄板
热轧带钢
冷轧带钢 冷轧钢板 镀层钢板 无缝钢管
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 制 面： 通过两根轧辊轴线的平面称为轧制面。 孔 型： 轧槽在轧制面上所形成的孔称为孔型，
1.3.2 孔型各部分的作用
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）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。 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
1）了解产品的技术条件，现场工艺和设备情况 以及与产品有关的工艺资料，生产方式，生 产中存在的问题。
2）孔型轧制变形参数的计算 3）孔型尺寸的确定
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。
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：
钢轨
钢板桩
钢 铁 产
型钢 棒材
品
线材
的 生 产
中厚板 热轧薄板
热轧带钢
冷轧带钢 冷轧钢板 镀层钢板 无缝钢管
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 制 面： 通过两根轧辊轴线的平面称为轧制面。 孔 型： 轧槽在轧制面上所形成的孔称为孔型，
1.3.2 孔型各部分的作用
孔型设计知识点总结图
孔型设计知识点总结图在工程设计中，孔型的设计是一项重要的任务。
无论是机械设计、建筑设计还是电子设计，孔型的设计都直接关系到产品的性能和质量。
本文将以图形的方式总结孔型设计的知识点，以便读者能够更加直观地理解和运用这些知识点。
一、孔型设计的基本原则孔型设计的基本原则可以总结为以下几点：1. 功能性：孔型设计应符合产品的功能需求，能够满足产品的使用要求。
2. 结构合理：孔型设计应符合力学原理，保证结构的稳定性和强度。
3. 加工性：孔型设计应考虑到加工工艺的要求，尽量简化和方便加工过程。
4. 经济性：孔型设计应尽量减少材料和成本，提高生产效率。
二、孔型设计的分类孔型设计可以根据不同的分类方式进行归类，常见的分类方式包括：1. 形状分类：孔型可以根据形状的不同分为圆形孔、方形孔、椭圆孔等。
2. 尺寸分类：孔型可以根据尺寸的大小分为小孔、中孔和大孔。
3. 位置分类：孔型可以根据位置的不同分为中心孔、边缘孔、对称孔等。
4. 功能分类：孔型可以根据功能的不同分为通孔、盲孔、螺纹孔等。
三、孔型设计的技巧在进行孔型设计时，可以采用一些常用的技巧来提高设计的效果和质量：1. 密集排列：对于需要多个孔的情况，可以采用密集排列的方式来节省空间和材料。
2. 变换角度：通过调整孔的角度，可以增加产品的美观性和功能性。
3. 考虑连接：在孔型设计中，应考虑到与其他零件的连接方式，确保连接的可靠性。
4. 融入整体：孔型应与产品整体设计协调统一，形成美观的外观效果。
四、孔型设计的注意事项在进行孔型设计时，需要注意以下几点：1. 孔的形状和尺寸应符合标准规定，以便与其他配件的匹配。
2. 孔的位置应符合产品的结构要求和功能需求。
3. 孔的加工精度和表面质量应满足产品的要求。
4. 孔的数量和布局应根据实际需要进行合理安排。
通过以上对孔型设计知识点的总结图，我们可以清晰地了解到孔型设计的基本原则、分类、技巧和注意事项。
在实际的工程设计中，我们可以根据这些知识点来进行孔型设计，以确保产品的性能和质量符合要求。
孔型设计知识点
孔型设计知识点孔型设计是指在工程设计中对孔洞的形状及其特性进行合理的规划和设计。
在各个领域的工程设计中，孔型设计都起着至关重要的作用。
本文将介绍孔型设计的一些知识点，包括孔型设计的目的、孔型设计的原则、常见的孔型设计方法以及一些应用案例。
一、孔型设计的目的孔型设计的目的是为了满足工程设计的需求，提供一种功能性、美观性和经济性兼具的孔型形状。
具体而言，孔型设计的目的包括以下几点：1. 实现材料的降重和性能的提升。
通过合理的孔型设计，可以尽量减少材料的使用量，从而达到降低重量的效果。
同时，通过孔型设计还可以提升材料的强度、刚度等性能指标。
2. 优化结构和功能。
孔型设计可以根据工程设计的要求，合理布置孔洞，实现优化结构和功能。
例如，在航空航天领域中，通过引入孔洞，可以减轻飞行器的重量，提升飞行器的速度、耐久性等性能。
3. 提高产品的美观性和市场竞争力。
合理的孔型设计可以赋予产品独特的外观，提高产品的美观性和市场竞争力。
当然，在进行孔型设计时也需要兼顾产品的功能性和性能。
二、孔型设计的原则孔型设计需要遵循一定的原则，确保设计的孔型能够符合工程设计的要求，具有良好的性能和可靠性。
以下是一些常见的孔型设计原则：1. 结构合理性原则。
孔洞的布局需要与产品的结构相协调，保证产品的整体结构合理、稳定。
合理布局孔洞可以平衡产品的应力分布，提高产品的强度和刚度。
2. 功能性原则。
孔型设计需要根据产品的功能需求合理安排孔洞的位置、形状和大小。
例如，在机械设计中，孔洞的设计需要考虑传力、散热等功能需求。
3. 加工性原则。
孔型设计应考虑产品的制造工艺和加工手段，确保孔洞可以方便地加工和装配。
避免设计过于复杂的孔型，以减少加工难度和成本。
4. 美观性原则。
合理的孔型设计应考虑产品的美观性，使孔洞布局与产品整体外形相协调，提升产品的外观质量。
三、常见的孔型设计方法在孔型设计中，常见的方法包括有限元分析法、最优化设计方法、形状优化设计方法等。
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在两面都做成斜面。为减重可将可
将与固定无关部分减薄。
RAL
导卫装置的设计
7.４导板（门子）
入口导板与出口导板差别在于入口横梁的位置应比出口横梁的位 置略低一些，导板的斜面在入口一侧。
在轧辊孔型比较固定的轧机上，有时采用死导板，或仅左右两块导 板做成一个整体，或几个孔型的导板做成一个整体。
无孔型轧制时，入口导板与出口导板相互衔接。
卫板宽度而定，宽－短；窄－
长；B比槽底宽度略小，有的 开坯机卫板如下图所示。
RAL
导卫装置的设计
7.3卫板
尺寸：在开坯机上有许多孔型（如下），下孔型分别为1,3……11。若 Rg3最小，首先确定第3孔的卫板厚度h3≥20~50mm，根据h3确定Hb= Rg3[h3+2(5~10)]mm，其它尺寸以Hb为基础分别定出。材料要求：可断不可 弯。对于轧制异型钢或孔型槽底不平直者，卫板前端应与轧槽形状相适
夹板尺寸如表所示。
RAL
导卫装置的设计
7.6导板箱
用来安装夹板的，并调整夹板。实际上是将左右两块入口导板用上盖和 底板连在一起。在端侧有三个螺孔，用螺栓固定和调整夹板。上盖后端 距OO’的距离与夹板相同。上面螺孔穿螺栓固定夹板。h1=H/2(H为夹板 高度)，h2=H/2+(5~10)mm；h3=15~20mm左右；h4=2d，d为固定螺栓直 径，h5=40~60mm或更大些，h6略 大于夹板中的c值。W为导板箱内 宽度，W=2B+Z+(20~50)mm，B为 夹板厚度，Z为两夹板之间间隙， 并有20~50mm的宽展余量。根据轧 件大小不同和使用习惯，除了上述 导板箱还有焊接的导板箱和小导板
7.5夹板
亦称“导板”或小瓦。当入轧辊孔型的轧件不稳定易于倾倒时，使 用夹板挟持入口轧件，使其保持稳定状态。
RAL
导卫装置的设计
7.5夹板
Lz为夹板的直线段长度，取决于轧件大 小，一般取80~120mm，也有用大于200 mm的。在能扶正条件下，越小约好。 为提高夹板寿命，是夹板工作面与轧件
成四点接触－工作面中间做成小槽。
RAL
型钢孔型设计
RAL
导卫装置的设计
7.1导卫装置作用（孔型入口和出口）
使轧件按所需要的状态进出孔型，保证轧件的变形条件。 设计不当：轧出不合格产品，刮切轧件，挤钢，缠辊。 合理：可以弥补孔型设计不足。 包括：横梁、导板、卫板、夹板、导板箱、 托板、扭转导板、扭转辊和围盘等等。
7.2横梁
用于固定导卫装置。两侧面以斜度1:6为好。 横梁厚度为长度的十分之一，宽度为厚度 的三分之二。 要求：足够强度；能在 牌坊中固定牢固和装卸 方便；必须保持水平。
箱。
RAL
导卫装置的设计
7.7围盘
作用；优点；应用；分类（平围盘、立围盘）（正围盘和反围盘）；按 传递轧件根数分为单槽、双槽、和四槽围盘和交叉传递的交叉围盘。
RAL
7.7围盘
导卫装置的设计
RAL
导卫装置的设计
7.8滚动的导卫装置
滚动的入口导卫装置Fra bibliotekRAL
导卫装置的设计
7.8滚动的导卫装置
滚动的出口导卫装置
RAL
导卫装置的设计
7.3卫板
又叫辊刀或导垫。目的：防止轧件出孔型时产生向上或向下弯曲或缠辊。 安装在出口方向的横梁上。下卫板安装下横梁上，上卫板挂在上横梁上。 在开坯机，由于断面大，为不磨损孔型，采用固定卫板，特点是横梁前 加小横梁，卫板前端与槽底有间隙。
RAL
导卫装置的设计
7.3卫板
尺寸：部分尺寸如右图所示。前尖角半径r=20~50mm，N=30~100mm， bc=20~70mm，hc=20~90mm。根据轧机大小而定，小轧机取下限，大轧 机取上限。M略大于横梁上表面宽度。H考虑装卸方便和卫板使用寿命。 卫板厚度h≥20~50mm。 卫板与孔型槽底接触弧长视
应。
RAL
导卫装置的设计
7.４导板（门子）
目的：在左右方向保证轧件正直地进出孔型。
设计：先画出轧辊的轴心OO’，根据卫板定出口横梁位置Lb和Hb，以 O,O’为圆心，以Rh+R（15~20mm）为半径画出圆弧，导板不与辊环接 触，在有效引导轧件的前提下，c值可取大些。F值不小于横梁厚度的一 半，E保证导板尾部有足够高的强度，通常取40~120mm，M值等于横 梁宽度加楔铁顶部宽度减去（4~6）mm，导板高度H应超过孔型上槽底， 出口导板高度H=出口轧件高度 ＋上下卫板厚度h+20~40mm。斜面 尺寸P,N,P’,N’根据轧机大小和导板 长宽而定，宽度B确保导板在横梁 上能牢固。为增加导板共用性，可
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导卫装置的设计
7.8滚动的导卫装置
扭转辊
将与固定无关部分减薄。
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7.４导板（门子）
入口导板与出口导板差别在于入口横梁的位置应比出口横梁的位 置略低一些，导板的斜面在入口一侧。
在轧辊孔型比较固定的轧机上，有时采用死导板，或仅左右两块导 板做成一个整体，或几个孔型的导板做成一个整体。
无孔型轧制时，入口导板与出口导板相互衔接。
卫板宽度而定，宽－短；窄－
长；B比槽底宽度略小，有的 开坯机卫板如下图所示。
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导卫装置的设计
7.3卫板
尺寸：在开坯机上有许多孔型（如下），下孔型分别为1,3……11。若 Rg3最小，首先确定第3孔的卫板厚度h3≥20~50mm，根据h3确定Hb= Rg3[h3+2(5~10)]mm，其它尺寸以Hb为基础分别定出。材料要求：可断不可 弯。对于轧制异型钢或孔型槽底不平直者，卫板前端应与轧槽形状相适
夹板尺寸如表所示。
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7.6导板箱
用来安装夹板的，并调整夹板。实际上是将左右两块入口导板用上盖和 底板连在一起。在端侧有三个螺孔，用螺栓固定和调整夹板。上盖后端 距OO’的距离与夹板相同。上面螺孔穿螺栓固定夹板。h1=H/2(H为夹板 高度)，h2=H/2+(5~10)mm；h3=15~20mm左右；h4=2d，d为固定螺栓直 径，h5=40~60mm或更大些，h6略 大于夹板中的c值。W为导板箱内 宽度，W=2B+Z+(20~50)mm，B为 夹板厚度，Z为两夹板之间间隙， 并有20~50mm的宽展余量。根据轧 件大小不同和使用习惯，除了上述 导板箱还有焊接的导板箱和小导板
7.5夹板
亦称“导板”或小瓦。当入轧辊孔型的轧件不稳定易于倾倒时，使 用夹板挟持入口轧件，使其保持稳定状态。
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导卫装置的设计
7.5夹板
Lz为夹板的直线段长度，取决于轧件大 小，一般取80~120mm，也有用大于200 mm的。在能扶正条件下，越小约好。 为提高夹板寿命，是夹板工作面与轧件
成四点接触－工作面中间做成小槽。
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型钢孔型设计
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导卫装置的设计
7.1导卫装置作用（孔型入口和出口）
使轧件按所需要的状态进出孔型，保证轧件的变形条件。 设计不当：轧出不合格产品，刮切轧件，挤钢，缠辊。 合理：可以弥补孔型设计不足。 包括：横梁、导板、卫板、夹板、导板箱、 托板、扭转导板、扭转辊和围盘等等。
7.2横梁
用于固定导卫装置。两侧面以斜度1:6为好。 横梁厚度为长度的十分之一，宽度为厚度 的三分之二。 要求：足够强度；能在 牌坊中固定牢固和装卸 方便；必须保持水平。
箱。
RAL
导卫装置的设计
7.7围盘
作用；优点；应用；分类（平围盘、立围盘）（正围盘和反围盘）；按 传递轧件根数分为单槽、双槽、和四槽围盘和交叉传递的交叉围盘。
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7.7围盘
导卫装置的设计
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导卫装置的设计
7.8滚动的导卫装置
滚动的入口导卫装置Fra bibliotekRAL
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7.8滚动的导卫装置
滚动的出口导卫装置
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7.3卫板
又叫辊刀或导垫。目的：防止轧件出孔型时产生向上或向下弯曲或缠辊。 安装在出口方向的横梁上。下卫板安装下横梁上，上卫板挂在上横梁上。 在开坯机，由于断面大，为不磨损孔型，采用固定卫板，特点是横梁前 加小横梁，卫板前端与槽底有间隙。
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导卫装置的设计
7.3卫板
尺寸：部分尺寸如右图所示。前尖角半径r=20~50mm，N=30~100mm， bc=20~70mm，hc=20~90mm。根据轧机大小而定，小轧机取下限，大轧 机取上限。M略大于横梁上表面宽度。H考虑装卸方便和卫板使用寿命。 卫板厚度h≥20~50mm。 卫板与孔型槽底接触弧长视
应。
RAL
导卫装置的设计
7.４导板（门子）
目的：在左右方向保证轧件正直地进出孔型。
设计：先画出轧辊的轴心OO’，根据卫板定出口横梁位置Lb和Hb，以 O,O’为圆心，以Rh+R（15~20mm）为半径画出圆弧，导板不与辊环接 触，在有效引导轧件的前提下，c值可取大些。F值不小于横梁厚度的一 半，E保证导板尾部有足够高的强度，通常取40~120mm，M值等于横 梁宽度加楔铁顶部宽度减去（4~6）mm，导板高度H应超过孔型上槽底， 出口导板高度H=出口轧件高度 ＋上下卫板厚度h+20~40mm。斜面 尺寸P,N,P’,N’根据轧机大小和导板 长宽而定，宽度B确保导板在横梁 上能牢固。为增加导板共用性，可
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7.8滚动的导卫装置
扭转辊