孔型设计的基本概念

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人字齿轮座 Dmin D0
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重车率－ 轧辊的总车削量与名义直径的比值，用 k 表示； 重车率的大小受多种因素影响。
k D m ax D m in D0
θ D0 Dmax Dmin
人字齿轮座
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3、轧辊的“上压力”与“下压力” ① 当上轧槽轧辊的工作直径大于下轧槽轧辊的工作直径 时，称为“上压力”轧制；“压力”值的大小用“mm”数值 表示。 优点： 避免安装上卫板。
第十一讲
孔型与导卫基础知识
§11-1 孔型基础知识 §11-2 延伸孔型系统
§11-3 导卫装置
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§11-1
孔型基础知识
一、孔型及其分类 二、孔型的组成
三、孔型在轧辊上的配置
四、孔型设计的内容与要求
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学习指导
学习重点： 本节学习的重点是：知道什么是孔型及其基本构成；知道
孔型在轧辊上如何配置，知道什么是孔型设计。
四、椭－方孔型系统
1、优点 ⑴ 延伸系数大，方进椭可达 2．4，椭进方可达 1．8 ； ⑵ 没有固定不变的棱角； ⑶ 轧件在多面都受到压缩，对提高金属质量有利； ⑷ 轧件在孔型中轧制稳定性较好。
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2、缺点 ⑴ 不均匀变形比较严重，尤其是方进椭；
⑵ 椭圆孔的磨损比方形孔快 ，在连轧时容易破坏连轧常数，导致轧
⑵ 轧件轧制时，角部冷却较快，易出现角部裂纹（合金钢尤甚）； ⑶ 轧件表面的氧化铁皮易被压入轧件表面，影响表面质量； ⑷ 同一轧槽内的辊径差较大，轧辊轧槽磨损不均现象较重。 3、适用范围 菱－方孔型系统适用于方坯或方钢的轧制，如：钢坯连轧机、三辊开 坯机、型钢轧机的粗轧及中型方钢的精轧道次。

图4-6 角钢开口式成品孔
蝶式孔的尺寸构成
蝶式孔由直线段，弯曲段 和水平段三部分组成，还 有顶角φ
图4-7 蝶式孔的尺寸构成
蝶式孔的设计方法
a.蝶式孔的设计方法分析 蝶式孔的设计方法有两种(1 2)，即蝶式孔中心线固 定法和蝶式孔上轮廓线固定法。
图4-8蝶式孔的设计方法
蝶式孔的设计方法
第一种:蝶式孔的顶角φ ，直线段长度 L ，弯曲 段长度依次变化，即从成品孔开始，沿逆轧道次， 各蝶式孔的顶角及直线段长度依次增大，水平段 依次减小。 各蝶式孔的轮廓线逐渐变化。这种方法顶角难以 充满，容易塌角，轧件在孔型内的稳定性较差， 对导卫的要求较严，设计计算较为麻烦。
（成品孔） （蝶式孔）
0.5~0.9 0.25~0.45
0.7~1.0 0.3~0.4
0.7~1.5 0.3~0.6
4.3.3 等边角钢孔型设计
1）成品孔型设计
2）蝶式孔的设计 a.蝶式孔的设计方法分析 b.蝶式孔的设计 3）切分孔设计
角钢成品孔型设计
图4-5 成品角钢两种孔型
角钢成品孔型设计
4.3 角钢孔型设计
4.3.1轧制角钢的孔型系统
4.3.2异型孔数量及变形系数 4.3.3等边角钢孔型设计
4.3.1轧制角钢的孔型系统
1）用立轧孔的蝶式孔型系统 图形 采用立轧孔的特点： 2）无立轧孔的蝶式孔型系统 图形 无立轧孔的特点：
4.3.1轧制角钢的孔型系统
图4-3有立轧孔的蝶式孔型系统
6.5~9
20~25
不同角钢K1~K4压下量与压下系数
道 次 K1 K2 K3 K4
h
2#~3.6#

4#~6.3#
h
1~1.5 2~2.5 2.5~3.5 3~4

一、了解产品的技术条件产品的技术条件包括产品的断面形状、尺寸及其允许偏差，也包括对产品表面质量、金相组织和性能的要求；对某些产品还应了解用户的使用情况及其特殊要求。

二、了解原料条件原料条件包括已有的钢锭或钢坯的形状和尺寸，或者是按孔型设计要求重新选定原料的规格。

三、了解轧机的性能及其他设备条件包括轧机的布置、机架数、辊径、辊身长度、轧制速度、电机能力、加热炉、移钢和翻钢设备、工作辊道和延伸辊道、延伸辊道、延伸台、剪机或锯机的性能以及车间平面布置情况等。

四、选择合理的孔型系统五、总轧制道次数的确定孔型系统选择之后，必须首先确定轧制该产品时所采用的总轧制道次数及按道分配变形量。

1．当钢锭或钢坯的断面尺寸为已知时如用矩形断面的钢锭轧成矩形断面的钢坯，如图1－1所示，则总压下量为：∑△h＝（1+β）[(H-h)+(B-b)]总轧制道次为：n=∑△h∕△h c式中β＝△b∕△h宽展系数，β＝0.15～0.25：△h c＝（0.8～1.0）△h max.轧制型钢时，由于断面形状比较复杂，而且压下量是不均匀的，所以变形量通常用延伸系数来表示。

当坯料和成品的横断面面积为已知时，总延伸系数为:μ∑=μ1μ2μ3μ4…μn式中F1,F2,F3,…,Fn---各道次轧后的轧件横断面面积F0，Fn—坯料和成品的横断面面积。

如用平均延伸系数μc代替各道的延伸系数则：μ∑＝μnc由此可以确定出总轧制道次数轧制道次数应取整数，具体应取奇数还是偶数则取快于轧机的布置。

平均延伸系数μc是根据经验或同类轧机用类比法选取。

在实际设计时也可以根据轧机的具体条件，首先选择最合理的轧制道次，然后求出和产该产品的平均延伸系数然后将这一平均延伸系数与同类型轧机生产该产品所使用的平均延伸系数相比较，若接近或小于上述数字，则说明生产是可能的，若大于这些数字很多时，则需要增加道次。

若增加道次也不能解决，则说明原料断面过大，需要首先轧成较小的断面。

然后经过再加热才能轧出成品。

不同情况下各类箱形孔中的宽展系数如下表所示。
由于箱形孔型适用于轧制大、中断面，压下量受咬入 条件、电机能力和轧辊强度等因素的限制，故常用的 道次延伸系数在1.16~1.4之间，平均延伸系数在 1.15~1.34之间。
13 江西理工大学 材料科学与工程学院
2.2 箱型孔型系统
2.2.4 箱形孔型系统的组成
bK太大时，无侧压作用，所 以稳定性差； bK过小时，侧压过大，孔型 磨损太快或出耳子影响质量。
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江西理工大学 材料科学与工程学院
2.2 箱型孔型系统
2.2.3 箱形孔型中变形特点

2.2.3.2 宽展与延伸 箱形孔内的宽展与压下量和孔型侧壁斜度大小有关。
压下量增加，宽展增大，孔型侧壁斜度减小，限制宽展作用 增大，宽展减小，延伸增加，轧制变形效率增加。
2.2.1 箱型孔型系统的优缺点

2.2.1.2 缺点： (1) 轧件形状不精确
由于箱形孔型的结构特点，孔型侧壁斜度较大，所以难 以从箱型孔型轧出几何形状精确的轧件。
(2) 轧件侧表面不平直
轧件在孔型中只能受到两个方向的压缩，故轧件侧表面 不易平直，甚至出现皱纹。
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由于有中间方孔型，所以能从一套孔型中轧出不同规格的方 形断面轧件； 用调整辊缝的方法，还可以从间一个孔型中轧出几种相邻尺 寸的方形断面轧件。
(3)变形基本均匀
孔型形状使轧件各面都受到良好的加工，有利于改善金属组 织，使变形基本均匀。
(4) 稳定性好
轧件在孔型中轧制稳定，所以对导卫装置的设计、安装和调 整的要求都不高。

既可作为延伸孔型，也可以轧制方坯和方钢，广泛 应用于钢坯连轧机、三辊开坯机、型钢轧机的粗轧 和精轧道次。