【正文】 具有很強(qiáng)的通用性、可擴(kuò)充性及易維護(hù)性。 讓孔型設(shè)計及軋制過程模擬可視化 ,使設(shè)計過程具有直觀性和形象性。 腰腿 ?? ?中小號工字鋼 School of material and metallurgy 計算機(jī)孔型設(shè)計 孔型設(shè)計方法 經(jīng)驗主義 口傳心授，經(jīng)驗積累 半經(jīng)驗主義 有理論指導(dǎo)，以經(jīng)驗為主 智能化 人的大腦 計算機(jī)技術(shù) 專家系統(tǒng) 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 人工智能 ” 不等于 “ 軟件 ” ，除了軟件以外，還有硬件及其他自動化的通信設(shè)備 School of material and metallurgy 計算機(jī)孔型設(shè)計 School of material and metallurgy 計算機(jī)孔型設(shè)計 數(shù)學(xué)模型更精確、齊全。合理的鋼坯尺寸，應(yīng)當(dāng)是在保證成品腿高的情況下盡可能小 直軋孔型系統(tǒng) 直腿斜軋孔型系統(tǒng) 角式斜軋孔型 School of material and metallurgy 工字鋼設(shè)計 延伸系數(shù)的分配 直軋孔型系統(tǒng)時 大規(guī)格工字鋼 差值為 — 成品孔和成品前孔取 其他各孔 (不包括切深孔 ) 角式斜軋法時 采用角式斜軋法時切深孔的延伸系數(shù)可達(dá) ~，成品孔的延伸系數(shù)一般取 ~。忽略圓角處面積 鋼坯的選擇 鋼坯太高，增加道次或惡化咬入，影響產(chǎn)量。 為了防止軋件出孔后產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，出口導(dǎo)板必須做成與孔型相適應(yīng)的斜面，使之與軋件形成面接觸狀態(tài)。 (3)由于軋制道次減少，產(chǎn)量顯著增加，從而各項消耗也隨之降低。切深孔的負(fù)展寬一船可取 5~13mm。因為用角式斜軋法軋制中小號工字鋼時多用方坯，這樣鋼坯進(jìn)入切深孔時，將傾斜一角度，其值與開口腿外側(cè)斜度一致。由于開口腿可以給予較大的側(cè)壓，切深孔腰部較厚，可以保持較高的溫度。 ~23176。 軋制 12號工字鋼所用的孔型圖 School of material and metallurgy 工字鋼設(shè)計 軋制中小號普通和輕型工字鋼，也用于軋制大號工字鋼。 但是，采用斜軋孔型，在軋制過程中，軋輥軸向串動較大，需要在軋輥上做有工作斜面，而直軋系統(tǒng)卻沒有軸向竄動。 工字鋼的成型方法 橫列軋機(jī) 16號工宇鋼的直軋孔型系統(tǒng) School of material and metallurgy 工字鋼設(shè)計 School of material and metallurgy 工字鋼設(shè)計 直軋孔和斜軋孔混合，一般粗軋孔采用直軋孔，最后 3— 4個孔采用斜軋孔。 (4)由于采用較高的鋼坯，孔型垂直配置，孔槽切人軋輥較深。軋槽磨損后重車量較大。 ，有 ％ ~1％的斜度，成品的腰和腿的外側(cè)不成直角，形成內(nèi)并外擴(kuò)現(xiàn)象；軋制中無法調(diào)整，矯直后也不能完全消除。 在保證強(qiáng)度的條件下，為了節(jié)約金屬而出現(xiàn)輕型工字鋼，它的規(guī)格為10~70號，其斷而尺寸關(guān)系為： 內(nèi)側(cè)壁斜度為 12％。 （ 4）跨下圓弧半徑， rbn取標(biāo)準(zhǔn)值 （ 5）頂角： α＝ 90度～ 90度 30分（＞ 10＃ 角，防止冷卻后收縮取大值） （ 6）輥縫 適于所有異形孔時，上下軋槽不接觸：在調(diào)整彈跳????????0SS m a xm i xS School of material and metallurgy 角鋼孔型設(shè)計 蝶式孔型設(shè)計 中心線長度法 一套孔型可軋不同厚度，由于抬長壓短影響，為減輕調(diào)整壓力，成品前孔兩個規(guī)格共用一個 成品平均中心線長度 按照前述將各蝶式孔的壓下量或壓下系數(shù)，寬展系數(shù)定出，可以得到中心線長度 1112 ???? ??? nnnn hll ? School of material and metallurgy 角鋼孔型設(shè)計 蝶式孔型設(shè)計 邊部彎曲半徑： R＝（ ～ ） L 頂角 直線段的長度和輥強(qiáng)度以及軋制穩(wěn)定性有關(guān) 初設(shè)計時 R取大，邊端加工，控制邊長 R≥h/2 頂角壓下系數(shù)為邊厚壓下系數(shù)的 ～ School of material and metallurgy 工字鋼設(shè)計 據(jù) GB／ T 706— 1988規(guī)定，普通工字鋼的規(guī)格為10— 63，即 A＝ 100~630mm，其斷面尺寸關(guān)系為 腿的內(nèi)側(cè)壁斜度為 1： 6。表面質(zhì)量，翻鋼 2~；切槽深 人工 導(dǎo)衛(wèi) 不帶立軋孔：全平軋、易機(jī)械化、開口上下交替、閉口切入孔各種角鋼 對角軋法： 小坯料軋大角鋼 W型軋法：使腿伸長、 熱彎軋法：孔型簡單、軋制、彎曲同時進(jìn)行 直腿軋法：軋制穩(wěn)定、切槽深、差大、能耗高 特殊孔型系統(tǒng) School of material and metallurgy 角鋼孔型設(shè)計 蝶式孔型中的金屬變形規(guī)律 矩形坯 —— 切分孔 —— 蝶式孔 —— 成品孔 坯料以能包容下成品角鋼為好、矩形斷面 蝶式孔數(shù)目 4~6個、 少、變形不均； 多、產(chǎn)量下降，調(diào)整困難 道次平均延伸系數(shù) ~1. 6 平均壓下系數(shù) ~，越大越小 寬展系數(shù)：大 ~ ~ ~ 蝶式孔的組成：直線段、水平段、園弧段 抬輥時：由于 Δhz＜ ΔhS； Hs＞ Hz 進(jìn)入成品孔時，水平段壓下量大，出現(xiàn)強(qiáng)迫寬展，腿部伸長 壓輥時： Δhz＞ ΔhS； Hs＜ Hz 進(jìn)入成品孔時，直線段壓下量大，延伸量大，帶動水平段，腿部縮短 同一蝶式孔型軋制不同厚度 School of material and metallurgy 角鋼孔型設(shè)計 成品孔型設(shè)計 控制邊長，加工端部，防止 R過大，利于導(dǎo)位安裝 主流設(shè)計方法，防止出耳子 （ 1）厚度：取標(biāo)準(zhǔn)尺寸 hn （ 2）邊長： Ln=（ L+Δ t）（ ～ ） L—— 成品邊長 （ 3）鎖口長： Lsn≥4～ 15㎜ 。 2— 25 厚度變化 2~7種 不等邊： 90176。 School of material and metallurgy 復(fù)雜斷面孔型設(shè)計 復(fù)雜斷面軋制時的變形特點 受力分析 ? ?2212/c o t21fffCCkb???? ?閉、開口槽的阻力之比 1 阻力不同引起流動不同 2 f的減少有助于減少 Cb/Ck值 3 設(shè)計中閉口槽進(jìn)入 1/2－ 2/3，開口槽進(jìn)入 1/3－ 1/2，閉口槽側(cè)壓小于開口槽 假設(shè)： 開、閉口槽的形狀尺寸相同 開、閉口槽的側(cè)壓相同 開、閉口槽均無高向壓下 軋件無縱向應(yīng)力 School of material and metallurgy 角鋼孔型設(shè)計 認(rèn)識角鋼 等邊： 90176。閉口槽的金屬變形與開口腿不同，不允許采用太大側(cè)壓量，否則產(chǎn)生楔卡現(xiàn)象并使閉口腿劇烈拉縮，因此，閉口腿中只給一定直壓量．側(cè)壓量很小 School of material and metallurgy 復(fù)雜斷面孔型設(shè)計 復(fù)雜斷面軋制時的變形特點 受力分析 軋輥對金屬的作用力 對開口凸緣，摩擦力 T1力圖將金屬壓人開口凸緣，而 T0+RZ1力圖阻止金屬進(jìn)入開口凸緣，對開口凸緣不起拉縮和增長作用，而對閉口凸緣來說， To、 R1與RZ1方向一致，都與金屬進(jìn)入閉口槽的方向相反，阻止金屬進(jìn)人，引起閉口凸緣的拉縮。 復(fù)雜斷面軋件進(jìn)入軋制變形區(qū)后，斷面各組成部分的變形不是同時開始進(jìn)行的現(xiàn)象 School of material and metallurgy 復(fù)雜斷面孔型設(shè)計 復(fù)雜斷面軋制時的變形特點 速度差 上下軋輥接觸速度不同 同一軋輥斜度產(chǎn)生的速度差 側(cè)壓 開口軋槽兩側(cè)必須有斜度，并隨著斜度的增加側(cè)壓增大。 第四階段：腰部開始進(jìn)行壓縮變形，開口腿、閉口腿變形較小。開口腿部分首先受側(cè)壓開始變形，腰部與軋輥還未接觸。當(dāng)腰部面積小，延伸差大時，腰產(chǎn)生拉薄 School of material and metallurgy 復(fù)雜斷面孔型設(shè)計 復(fù)雜斷面軋制時的變形特點 變形的非同時性 第一階段：軋件首先與孔型閉口腿外側(cè)壁和開口腿內(nèi)側(cè)接觸面，腿部在上下軋輥力偶作用下發(fā)生一定的彎曲變形。當(dāng)腰薄且面積小時產(chǎn)生腰部波浪。 腰部面積小，延伸大，腰部金屬將帶動腿部金屬延伸，但帶不動。但帶動不了，所以多余金屬向腰部轉(zhuǎn)移。由于金屬的整體性限制，平均延伸系數(shù)趨向腰部，但小于腰部，所以多余金屬向腿部流動，產(chǎn)生金屬的轉(zhuǎn)移。 School of material and metallurgy 復(fù)雜斷面孔型設(shè)計 復(fù)雜斷面 — 也叫異形孔或者凸緣孔型，有腰和腿之分，成垂直或一定角度 工字鋼 槽鋼 鋼軌 1 腰部 2 腿部 3 頭部 設(shè)計思路：為了簡化設(shè)計計算和保證成型一般把復(fù)雜斷面劃分成有若干個簡單斷面組成 設(shè)計過程中要注意各組成部分的斷面積的比值。 （ 以 品為算例 ） 求總延伸系數(shù)： μ總 = F坯 / F成 = 求平均延伸系數(shù)： μ均 在 ~；寬展在 ~ ， 考慮現(xiàn)場經(jīng)驗取 μ均 =。 r=(~)bk 內(nèi)弧半徑 R=[(hk Sk)2+ bk2]/[4(hk Sk)] F=(2/3) (hs)b+s b 孔型的充滿度驗算： δ=b/bk=~ School of material and metallurgy 圓鋼孔型設(shè)計 軋件在箱形孔型中軋制 時 的 展 寬 系 數(shù)β=0~， 在不同情況下的值如表 School of material and metallurgy 圓鋼孔型設(shè)計 ? 軋件在箱形孔型中的延伸系數(shù) 一般在 ~ ， 平均壓下系數(shù)可取為 ~； ? 孔型高度 h：等于軋后軋件的高度； ? 凸度 f：一般 f=4~6mm； ? 孔型槽底寬度： bK=B+(0~6)， 或 bK=(~)B， mm 式中 B為來料寬度； ? 孔型槽口寬度： Bk=b+Δ， mm， b為軋件出孔型的寬度 ， Δ為展寬余量 ， 可取 5~12mm或更大一些 。成品前孔型 k2尺寸計算 →k4 →k6…… →k24。 中間夾扁法 已知來料和出延伸孔型的斷面都是方或者園等對稱面形狀，利用延伸孔型系統(tǒng)間隔出方的特點，設(shè)計中間方斷面，然后再設(shè)計每對方間的其它斷面 經(jīng)驗法 School of material and metallurgy 延伸孔型設(shè)計方法 ??lnln 總?n 則方孔的個數(shù)為 n/2 n???? ????? 21 211 ??? ??方 432 ??? ??方?03FF ?33 Fa ?)(111 hAAhAbAb ??????????? ??)(2222 abhhhbha ??????????? ??A a b h 11 h??? 22 h??? School of material and metallurgy 延伸孔型設(shè)計方法 2121111 ????????????? aaAAh2121221 ???????????? AAaab中間件的外輪廓尺寸 21 ,??箱－方 ~ ~ 菱－方 ~ ~ 橢－方 ~ ~ 有強(qiáng)迫寬展 橢－園 ~ ~ 橢－立橢 ~ ~ School of material and metallurgy 延伸孔型設(shè)計方法 方 菱形 School of material and metallurgy 延伸孔型設(shè)計方法 寬展量的科學(xué)評估 烏薩托夫斯基公式 斯米爾諾夫公式 壓下系數(shù) 軋輥轉(zhuǎn)換系數(shù) 軋前高寬比 孔型高寬比 孔型充滿度 摩擦系數(shù) School of material and metallurgy 問題討論 問 1：如何評價一套延伸孔型設(shè)計是合理的？ 問 2：兩方夾扁的設(shè)計怎樣轉(zhuǎn)換成孔型尺寸？ 問 3：怎樣根據(jù)不同孔型系統(tǒng)的特點選擇其合理性？ 問 4：在 450軋機(jī)上將 90方經(jīng)菱 方孔型系統(tǒng)軋成 55方，計算并設(shè)計孔型系統(tǒng) School of material and metallurgy 精軋孔型設(shè)計 成品孔的設(shè)計 一般問題 熱斷面 熱斷面形狀：斷面溫度不均引起 X、 Y軸收縮不同 熱尺寸：（ 1+at） ,a=, ~ 負(fù)公差軋制 根據(jù)鋼材用途