第四章 型钢孔型

机械工程学院课程设计任务书专业班级：设计人：同组人：设计题目：工字钢孔型设计及生产工艺设计参数：坯料F=15465.8mm2 钢种：Q235钢；产品规格：63a工字钢。

设计要求：通过本课程设计使学生了解型钢生产现状及今后发展趋势；熟悉型钢生产工艺过程；掌握型钢轧机孔型计算方法，为毕业设计及今后从事相关的专业打下必要的基础。

设计内容包括：1）制定工艺方案；2）设计孔型系统；3）计算轧制力能参数； 4）计算机绘制相关图纸；5）撰写说明书。

设计时间： 2014 年 11 月 24 日至 2014 年 12 月 12 日设计人(签字)指导教师(签字)教研室主任（签字）附注：本课程设计任务书由学生附入设计说明书内。

63a工字钢在现代工业和建筑业用途相当广泛。

同时可以表现出一个国家的工业发展程度。

本文对工字钢的生产及其设计有了一些解，掌握工字钢生产的基本知识。

通过钢坯的选择、粗轧机的轧制、轧边机、万能轧机、万能精轧机、最后扎出符合客户需要的产品。

本文对工字钢的优点，本文综合上述所有工字钢的优点，阐述了工字钢的扎制时所需的孔型的设计。

以及坯料的选择等内容。

关键字：万能轧机、63a工字钢、轧边机、孔型摘要 (2)第一章绪论 (3)第一章绪论 (4)1.1工字钢的优点 (4)1.2工字钢的用途 (4)1.3工字的种类 (4)1.3.1普通工字钢 (4)1.4本文主要内容 (4)第二章工字钢的介绍 (5)2.1工字钢的介绍 (5)2.2工字钢截面图 (5)2.3设计63a工字钢规格及各个参数 (5)第三章工艺流程 (8)第四章万能成品孔孔型设计 (9)4.1坯料的选择 (9)4.2轧制道次的确定 (9)4.3 63a成型孔型的设计 (9)第五章其他直轧法孔型设计 (11)5.1，孔型腰宽的计算 (11)5.2孔型腰厚的计算 (11)5.3腰部面积的计算 (11)5.4腰部延伸系数的计算 (11)第六章其他万能工字孔型的设计 (12)6.1各孔高度的计算 (13)6.2各孔腰厚的计算 (13)6.3各腿腿长的计算 (14)第七章轧制力的计算 (15)7.1计算K7的轧制力 (15)7.2接触面积的计算 (16)7.3轧制力的计算 (16)7.4压下规程的计算 (16)参考文献........................................................................................................... 错误!未定义书签。

《热轧L型钢的孔型设计及模拟研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，热轧L型钢作为一种重要的结构材料，在建筑、桥梁、机械制造等领域得到了广泛应用。

孔型设计作为热轧L型钢生产过程中的关键环节，直接影响到产品的性能和质量。

因此，对热轧L型钢的孔型设计及模拟研究具有重要的理论和实践意义。

本文将重点探讨热轧L型钢的孔型设计及其模拟方法，以期为实际生产提供理论依据和技术支持。

二、热轧L型钢的孔型设计1. 设计原则热轧L型钢的孔型设计应遵循以下原则：（1）满足使用要求：根据实际使用需求，设计合理的孔径、孔距及孔的位置，以满足结构承载、连接等要求。

（2）优化材料性能：在保证结构强度的基础上，通过合理的孔型设计，提高材料的塑性、韧性等性能。

（3）考虑生产工艺：设计时应充分考虑生产设备的性能、工艺流程等因素，确保生产过程的顺利进行。

2. 设计方法热轧L型钢的孔型设计主要采用计算机辅助设计（CAD）技术。

设计师通过建立三维模型，对L型钢的几何形状、尺寸及孔的位置进行精确设计。

同时，结合有限元分析（FEA）等方法，对设计方案的可行性和性能进行评估。

三、热轧L型钢的模拟研究1. 模拟方法热轧L型钢的模拟研究主要采用有限元法。

通过建立有限元模型，对热轧过程中材料的变形、流动、传热等现象进行模拟分析。

同时，结合实际生产过程中的工艺参数，对孔型设计方案的合理性和可行性进行评估。

2. 模拟流程（1）建立有限元模型：根据热轧L型钢的实际尺寸和几何形状，建立有限元模型。

（2）设置边界条件和初始参数：根据实际生产过程中的工艺参数，设置模型的边界条件和初始参数。

（3）进行模拟分析：通过对模型进行变形、流动、传热等模拟分析，得出热轧过程中材料的变形行为和孔型的变化情况。

（4）评估方案可行性：根据模拟结果，对孔型设计方案的合理性和可行性进行评估。

同时，结合实际生产过程中的问题，对设计方案进行优化和改进。

四、实验验证与结果分析为了验证热轧L型钢的孔型设计及模拟研究的准确性，我们进行了实际生产实验。

第四章孔型设计4.1孔型的内容和要求4.1.1孔型设计的内容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、尺寸和性能和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）断面孔型设计根据一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个部分尺寸。

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、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，从而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。

4.1.2孔型设计的要求孔型设计合理与否将会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，一套完善的、正确的孔型设计应该力争做到：1）轧机产量高应使轧件具有最短的轧制节奏和较高的轧机作业率。

2）成品质量好包括产品断面几何形状正确、表面光洁无缺陷、尺寸公差合格、机械性能良好等。

3）产品成本低应做到金属消耗、轧辊机工具消耗、轧制能耗最少，并使轧机其他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，是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。

4.1.3孔型组成型材品种繁多，但断面形状差异也很大。

因此，生产型材所需用的孔型也是多种多样的。

不论什么孔型在组成的几何结构上却有共同的部分，如辊缝、圆角、斜度、锁口等。

4.2确定坯料断面尺寸与轧制道次在一定的工艺与设备条件下，确定坯料的断面尺寸和轧制道次其实就是正确地决定总变形量。

型钢孔型设计考试题
1第1页孔型设计的内容与要求
内容：断面孔型设计、轧辊孔型设计、轧辊导卫设计。

要求：产品优质，成本低；合理利用车间设备条件，轧机生产率高；劳动条件好，弹性小；适应车间设计条件，与之相配合。

2第3页孔型设计程序
3第8页咬入条件
4第10页总延伸系数
5第11页咬入条件
6第13页孔型的形状分类、用途分类
7第16页孔型组成
8第17页辊缝作用
9第18页孔型侧壁斜度
10第20页内圆角的作用
11第21页外圆角的作用
12第22页槽底凸度、轧辊直径
13第24页速度法
14第29页上压力和下压力
15第30页孔型中性线
16第34-36页孔型在轧辊上的配置
17第40-41页箱形孔型系统主要优缺点、变形特点
18第52页椭圆方孔型系统优缺点
19第58页椭圆—圆孔型系统优缺点
20第60页椭圆—椭圆孔型系统
21第67页延伸孔型道次的确定
22第68页中间扁孔型设计
23第79页例1
24第106—107页万能孔型系统优缺点、圆—椭圆—圆、椭圆—立椭圆—椭圆—圆孔型系统25第109页圆钢成品孔（切线法构成）构成尺寸设计
26第190页工字钢孔型系统
27第192而万能轧制
28第235页万能孔型优点
29第254—255页切分轧制类型
30第260—262页切分轧制特点
31第282—283页连轧常数、连轧三种状态。

型钢孔型设计型钢是一种常用的结构钢材，具有优良的力学性能和加工性能，广泛应用于建筑、桥梁、机械制造等领域。

型钢的孔型设计是为了满足特定的结构要求和功能需求，本文将介绍型钢孔型设计的相关内容。

一、型钢孔型设计的基本原则型钢孔型设计的基本原则是确保结构的稳定性和强度，同时满足特定的使用要求。

在进行型钢孔型设计时，需要考虑以下几个方面的因素：1. 结构的受力情况：根据结构受力情况确定型钢的孔型和孔的位置，确保型钢在承受外力时能够保持稳定。

2. 强度要求：根据设计要求和材料的力学性能，确定型钢的孔型和孔的尺寸，确保型钢在承受外力时不会发生塑性变形或破坏。

3. 功能需求：根据型钢的使用功能需求，确定孔型的形状和尺寸，以满足特定的功能要求，如通风、排水、连接等。

二、型钢孔型设计的方法在进行型钢孔型设计时，可以采用以下几种方法：1. 标准孔型设计：根据相关的标准规范，选择合适的孔型和孔的尺寸，确保型钢的设计符合规范要求。

标准孔型设计可以提高设计的效率和准确性，减少设计过程中的不确定性。

2. 结构受力分析：通过对型钢结构的受力情况进行分析，确定型钢的孔型和孔的位置。

结构受力分析可以帮助设计师了解型钢的受力特点，为孔型设计提供科学依据。

3. 仿真分析：利用计算机仿真软件对型钢的孔型进行分析和优化，以确保型钢在承受外力时的稳定性和强度。

仿真分析可以快速评估孔型设计的效果，节省设计时间和成本。

三、型钢孔型设计的注意事项在进行型钢孔型设计时，需要注意以下几个方面的问题：1. 孔型的形状和尺寸：选择合适的孔型形状和尺寸，确保孔型设计满足特定的功能要求和结构要求。

孔型的形状和尺寸应根据实际需要进行设计，避免过大或过小造成结构强度不足或功能无法实现的问题。

2. 孔的位置：确定孔的位置时需要考虑结构的受力情况和功能要求，避免在受力集中区域或关键部位设置孔，以免影响结构的稳定性和强度。

3. 孔型的数量：合理确定孔型的数量，避免过多的孔型设计导致结构的强度下降或结构的稳定性受到影响。

《热轧L型钢的孔型设计及模拟研究》篇一一、引言热轧L型钢作为建筑和制造行业中常见的钢材，其结构性能与质量至关重要。

随着工程领域的发展，对于钢材的性能和外观精度提出了更高的要求。

孔型设计作为热轧L型钢生产过程中的关键环节，其设计合理与否直接影响到钢材的最终质量。

因此，本文将重点研究热轧L型钢的孔型设计及其模拟方法，以期为实际生产提供理论支持。

二、热轧L型钢的孔型设计1. 设计原则热轧L型钢的孔型设计应遵循以下原则：（1）满足使用要求：根据实际使用需求，设计合理的孔径、孔距和孔的数量。

（2）保证强度和刚度：在满足使用要求的前提下，确保钢材的强度和刚度满足设计要求。

（3）便于加工：设计应考虑到生产设备的加工能力和效率，尽量简化加工过程。

2. 设计方法（1）理论计算：根据钢材的力学性能和结构特点，进行理论计算，确定孔型的基本参数。

（2）模拟分析：利用有限元分析软件，对孔型进行模拟分析，验证其在实际生产中的可行性和可靠性。

（3）优化设计：根据模拟分析结果，对孔型进行优化设计，提高其性能和加工效率。

三、孔型设计的模拟研究1. 有限元模拟方法本文采用有限元法对热轧L型钢的孔型进行模拟研究。

有限元法是一种将连续体离散成有限个单元的方法，通过求解这些单元的近似解来得到整个结构的近似解。

在模拟过程中，我们将钢材视为弹性体，并考虑其材料属性、边界条件和加载条件等因素。

2. 模拟步骤（1）建立模型：根据实际生产情况，建立热轧L型钢的几何模型和材料模型。

（2）设置边界条件和加载条件：根据实际生产过程中的约束和载荷情况，设置边界条件和加载条件。

（3）划分网格：将模型离散成有限个单元，并设置合适的网格密度。

（4）求解分析：利用有限元分析软件进行求解分析，得到孔型的应力分布、变形情况等结果。

3. 模拟结果分析通过对模拟结果的分析，我们可以得到以下结论：（1）孔型设计应考虑到钢材的力学性能和结构特点，确保其在实际生产中的可行性和可靠性。

《热轧L型钢的孔型设计及模拟研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，L型钢作为一种重要的建筑材料，在建筑、桥梁、机械制造等领域得到了广泛应用。

热轧L型钢的生产过程中，孔型设计是关键环节之一，它直接影响到产品的性能和质量。

因此，对热轧L型钢的孔型设计及模拟研究具有重要的理论和实践意义。

本文将重点探讨热轧L型钢的孔型设计及其模拟方法，以期为实际生产提供理论支持和技术指导。

二、孔型设计理论基础1. 孔型设计的基本原则孔型设计的基本原则包括：满足使用要求、保证产品质量、提高生产效率、降低成本等。

在热轧L型钢的孔型设计中，需考虑钢材的力学性能、截面形状、尺寸精度、表面质量等因素。

2. 孔型设计的关键因素孔型设计的关键因素包括：孔型类型、孔径大小、孔间距、孔的位置等。

其中，孔型类型应根据使用要求进行选择，孔径大小和孔间距需根据钢材的力学性能和截面形状进行确定，而孔的位置则需考虑钢材的加工工艺和装配要求。

三、热轧L型钢的孔型设计1. 孔型类型选择根据使用要求，选择合适的孔型类型。

常见的孔型包括圆形、椭圆形、矩形等。

在选择孔型类型时，需考虑钢材的力学性能、截面形状、使用环境等因素。

2. 孔径大小和孔间距设计根据钢材的力学性能和截面形状，确定合适的孔径大小和孔间距。

孔径大小应满足使用要求，同时考虑钢材的强度和刚度；孔间距则需根据装配要求和加工工艺进行确定。

3. 孔的位置设计孔的位置设计需考虑钢材的加工工艺和装配要求。

一般情况下，孔的位置应位于L型钢的受力较小处，以减小对钢材性能的影响。

同时，还需考虑加工设备的精度和装配时的方便性。

四、模拟研究方法1. 有限元法有限元法是一种常用的数值模拟方法，可以通过建立热轧L 型钢的三维模型，对孔型设计进行模拟分析。

该方法可以考虑到材料的非线性、热力耦合等因素，从而得到较为准确的结果。

2. 实验验证法实验验证法是一种有效的研究方法，可以通过制作不同孔型设计的L型钢试样，进行实际生产过程中的热轧实验，对模拟结果进行验证。

型钢生产工艺及孔型设计第一章轧钢生产基本问题1.1 钢材的品种和用途根据钢材断面形状可分为：型钢、板带钢、钢管、特殊类型钢材。

一、型钢按其断面形状可分为·简单断面和复杂断面；按生产方法可分为轧制型钢、弯曲型钢、焊接型钢。

简单断面型钢有方钢、圆钢、扁钢、六角钢、三角钢、弓形钢、椭圆钢。

复杂断面型钢有工字钢、槽钢、丁字钢、钢轨和其它异型断面型钢。

冷弯型钢是在冷状态下把带钢逐步弯曲成形，它既可生产简单断面又可生产复杂断面。

二、板带钢板带钢是用途最广的钢材，广泛应用于各部门及日常生活。

按厚度可把板带钢分为特厚板、厚板、中板、薄板、箔材。

一般特厚板厚度》60MM；厚板厚度20-60MM；中板4-20MM；成卷供应。

薄板厚度0.2-4MM，可定尺供应，也可成卷供应，箔材厚度0.2-0.001MM，成卷供应。

三、钢管根据断面形状可分为圆管、方管、异型管；按用途可分为输送管、锅炉管、地质钻探管、轴承管等；按生产方式可分为无缝钢管和焊接钢管。

钢管的规格用外径和壁厚表示（D*S）四、特殊类型钢材有周期断面钢材、车轮与轮毂以及轧制方式生产的齿轮、钢球、螺丝和丝杆等产品。

1.2 轧钢生产系统钢铁企业根据原理来源，产品种类以及生产规模的不同，将初轧机或连铸钢坯装置与各种成品轧机配套设施组成各种轧钢生产系统。

按产品种类可分为以下几种典型的生产系统一、板带钢生产系统主要以生产板带为主，生产规模愈来愈大，专业化、自动化程度高。

二、型钢生产系统生产规模不会很大，根据其本身规模可分为大型、中型、小型三种生产系统。

三、混合生产系统可同时生产板带、钢管、和型钢。

优点是可满足多品种的需要，但单一生产系统有利于产量和质量的提高。

四、合金钢生产系统特点是产量不大而产品种类多，一般属于中型或小型的型钢生产系统或混合生产系统。

现代化的轧钢生产系统向着大型化、连续化、自动化、及专业化的方向发展1.3 轧钢生产工艺过程及其制定轧钢生产工艺过程指的是由钢锭或钢坯轧制成具有一定规格和性能的钢材的一系列加工工序的组合。

目录摘要 (1)第一章孔型系统的选择 (1)1.1箱形孔型系统 (1)1.2菱-方孔型系统 (1)1.3椭-方孔型系统 (1)1.4椭-圆孔型系统 (2)1.5六角-方孔型系统 (2)1.6方-椭圆-圆孔型系统 (2)1.7圆-椭圆-圆孔型系统 (2)1.8椭圆-立椭圆-椭圆-圆孔型系统 (2)1.9选择孔型系统 (2)第二章轧制道次和轧件尺寸计算 (3)2.1轧制道次的确定和分配 (3)2.1.1 轧制道次确定 (3)2.1.2延伸系数分配 (3)2.2延伸孔型的计算 (3)2.2.1确定各方形断面尺寸 (3)2.2.2确定各中间扁轧件的断面尺寸 (4)第三章精轧孔型的设计 (8)3.1 成品孔尺寸计算 (8)3.2成品前椭圆孔型尺寸计算 (8)3.2椭圆孔前圆孔计算 (9)第四章延伸孔型的设计 (10)4.1矩形-方箱孔型 (10)4.3 六角-方孔型 (11)4.4 椭圆-方孔型 (12)4.5椭圆-圆孔型 (13)总结 (16)参考文献 (15)附表 (16)摘要型钢是钢铁产品的主要品种之一，广泛运用于农业、交通运输业、制造业和建筑业等行业。

型钢孔型设计的好坏直接影响型钢产品的质量和成本，关系到轧机产量和工人的操作条件。

因此孔型设计一直被各钢铁厂的轧钢技术人员所重视。

但是型钢孔型设计的经验性较强，特别是复杂断面的型钢。

本设计主要对生活生产中常用的简单型钢的生产进行型钢的孔型设计。

在设计过程中本设计参考型钢孔型设计的相关资料，按照选择孔型系统到延伸孔和精轧孔型的设计和相关孔型参数计算的顺序进行设计。

本设计共分四章对孔型系统设计进行较详细的阐述，其中第一章主要介绍各种孔型系统的主要优缺点，利用其主要应用场合结合本设计的相关要求选择相应的孔型系统。

第二章介绍轧制道次的分配和各道次延伸率的确定然后根据成品圆钢的尺寸反推出各道次轧件的尺寸。

第三章内容主要介绍精轧孔孔型尺寸计算过程以及各孔型的充满程度。