【正文】 K 1孔的寬度 ： 1 1 12 ( ) 2 ( 61 .6 0 18 ) 11 2. 55 m mK K KB L C? ? ? ? ? ? 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 6 號角鋼孔型設(shè)計 20 ② 角鋼 K2 孔 由表 31 角鋼蝶式孔參數(shù)計算 L H， R。 即腿長： 1 ( ) 6 0 0 .8 1 .0 1 1 ~ 1 .0 1 5 6 1 .4 7 ~ 6 1 .7 1 m mKLL ??? ? ? ? ? ? ? ?（ ） （ ） 經(jīng)查經(jīng)驗數(shù)據(jù)的，取 1 ? K1 孔的厚度： 1 ? 腿長余量（鎖口長度） ： C k1=2d+（ 2~7） =28+（ 2~7） =18~25mm， 取 C k1=。 60 60 8mm 的角鋼的胯下圓弧半徑為 ： 1 ? 腿長允許偏差： ??? ； 腿厚偏差 ： ???? 。 孔型設(shè)計 角鋼蝶式孔的設(shè)計 ① 角鋼 K1 孔 成品孔采用開口式成品孔， 取成品孔的頂角為 90? ?? 。在大多數(shù)軋鋼車間中，一個成品孔型中軋制出不同腿厚的的角鋼，多采用開口式成品孔。 孔型系統(tǒng)的確定 在軋機(jī)上軋制角鋼時，孔型盡量采用平軋蝶式孔型，減少立軋孔或不使用立軋孔，便于機(jī)械化操作，減少生產(chǎn)工藝因數(shù)的波動，提高軋制的穩(wěn)定性；切分孔基本上采用閉口蝶式孔，提高軋件在軋制時的穩(wěn)定性，使兩腿被對稱地切分，被切分后的軋件基本吻合下一道次的形狀，保證下一道次軋制的穩(wěn)定性 [18]；在最后的成品孔選擇上要按照工廠生產(chǎn)的要求來選擇成品孔的孔型。 所以取軋制道次為 12 個道次。 軋制道次 的確定 軋制型鋼時，由于斷面形狀比較復(fù)雜，而且壓下量是不均勻的，所以變形量通常用 平均 延伸系數(shù)來表示。孔型系統(tǒng)平均延伸系數(shù)取 ～ ，大號 角 鋼取下限，小號角鋼 限。 平均延伸系數(shù)的確定 延伸系數(shù)分配原則是 在粗軋孔高溫條件下盡量采用大的延伸，沿軋制順序逐漸減少。 在的大型鋼鐵集團(tuán)生產(chǎn)的連鑄 方 坯主要有 120 120mm、 150 150mm、 200 200mm、 240 240mm 等種連鑄坯。連鑄連軋是型材發(fā)展的方向，直接以連鑄坯為原料進(jìn)行軋制是 中小型軋機(jī)在市場上競爭的有力選擇 ， 連鑄坯在650 800℃ ～ ℃ 熱裝熱送，可提高加熱爐能力 20%~30% ，比冷裝減少坯料氧化損失 % ~ % ，節(jié)約加熱能耗 30%~ 45% ，同時可減少或取消 中間存儲面積，減少設(shè)備和操作人員，縮短生產(chǎn)周期，加快資金周轉(zhuǎn)，有巨大的經(jīng)濟(jì)效益 [17]。連鑄坯斷面形狀可以是方形或矩形，連鑄技術(shù)水平高的使用異 形坯。 頂角到腿厚的高度 /1h 與腿厚 1h 的比值 一般取值為 ~ ，即： /11 = ~ hh 1 Hh ?? 式中 H — 來料的高度 ； ? — 壓下系數(shù)，一般壓下系數(shù)取值為： ~ ?? 。 平底切分孔如下圖 所示： 圖 平底蝶式切分孔 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 孔型系統(tǒng)的設(shè)計 方法 17 平底蝶式切分孔 的槽口寬度： 1B B b? ?? ， 式中 B — 來料 的寬度 0 ~ 1mmb?? 。這次角鋼的切分孔設(shè)計，我選擇了閉口蝶式切分孔作為角鋼軋制的切分之用。其壓下系數(shù)一般為 ~ 就能使其頂角充滿； 而軋制 ~12 號角鋼時，也采用短水平段 及大的圓弧段半徑的蝶式孔，孔型窄而高 ，但是由于軋機(jī)能力有限 ，其 壓 下系數(shù)太大，一般采用~ 。 切分孔的壓下系數(shù) 切分孔內(nèi)的壓下系數(shù)是以來料的高度 H 與切分孔腿厚 h 之比 來表示，一般應(yīng)根據(jù)軋機(jī)能力、孔型構(gòu)成方法和坯料情況來選擇 [16]。同時由于閉口式切分孔的外形與蝶式孔有幾分相似，所以軋件在 閉口切分孔內(nèi)軋制是穩(wěn)定的，這就大大簡化了調(diào)整工作 和提高了成材率，因此閉口蝶式孔得到廣泛使用。 開口式切分孔 的特點是： ① 共用性好，可以通過調(diào)節(jié)輥縫 及導(dǎo)衛(wèi)來生產(chǎn)相鄰號數(shù)的角鋼 ； ② 孔型形狀簡單，車削容易，切槽淺，軋輥強(qiáng)度高； ③ 軋件穩(wěn)定性較差 ，不易正確的切分出軋件，必須配置一定的立軋孔來 控制和依靠導(dǎo)衛(wèi)來控制軋件位置，所以對導(dǎo)衛(wèi)的設(shè)計、安裝的要求較高； ④ 軋件在孔型內(nèi)處于自由寬展?fàn)顟B(tài)，不會產(chǎn)生“耳子”缺陷。在不增加軋制臺數(shù)，坯料大小不變或增大時，可用低的軋制速度獲得高的生產(chǎn)率； ② 在不增加軋制道次前提下，實現(xiàn)用小軋機(jī)軋制大坯料； ③ 改變孔型結(jié)構(gòu)，變不對稱產(chǎn)品為對稱產(chǎn)品； ④ 擴(kuò)大產(chǎn)品規(guī)格范圍； ⑤ 降低成本和能源消耗，在相同條件下，可將鋼坯加熱溫度降低 40℃左右，攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 孔型系統(tǒng)的設(shè)計 方法 16 燃料消耗可降低 15%左右，軋輥消耗可降低 15%左右。因此，切分孔無論對立軋系統(tǒng)或平軋系統(tǒng)來說都是十分關(guān)鍵的，必須正確設(shè)計。直線形的平直段 tb ，可以根據(jù)孔型寬度的大小，取 30~80mm ， 它對于防止“耳子”缺陷很好 的效果 。 一般按照前面孔型中的凸度 f 取大些，后面孔型的凸度 0f? ，這是為了軋件得到較好的表面質(zhì)量。所以 孔型設(shè)計時一般的單側(cè)壁斜度 y 取值如下： 平箱孔型： 10% ~ 20%y? ； 立箱孔型： 5% ~ 25%y? ③ 凸度 采用凸度 的目的使為 了使軋件在進(jìn)入下一個孔型時狀態(tài)穩(wěn)定 ，避免軋件左右傾倒，同時也是防止在翻鋼后形成“耳子”缺陷。 ② 側(cè)壁斜度 箱型孔型的側(cè)壁斜度對軋件咬入和穩(wěn)定性有很大的影響。 ① 槽底寬度 箱型孔槽底寬度及軋件的咬入能力與側(cè)壓大小等方面，槽底寬 圖 箱型孔的 構(gòu) 成 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 孔型系統(tǒng)的設(shè)計 方法 15 度 Kb 小于 軋件來料寬度 B ，軋制在帶有限寬展的條件下進(jìn)行，因為使軋件開始咬入時首先 與孔型側(cè)壁四點接觸，孔型側(cè)壁與金屬側(cè)面相擠壓產(chǎn)生側(cè)摩擦力，使咬入能力得到改善， 理想的情況是咬入瞬間，軋件既和槽底又與側(cè)壁相接觸，使之既有夾持作用，又不至于使孔型側(cè)壁磨損嚴(yán)重。 表 箱型孔型的寬展系數(shù) 軋制條件 中小型開坯機(jī)軋制鋼錠或鋼坯 型鋼軋機(jī)軋制鋼坯 第 1 道次 ~第4 道次軋鋼錠 扁箱型孔型 方箱型孔型 扁箱型孔型 方箱型孔型 寬展系數(shù) 0~ ~ ~ ~ ~ 箱型孔型系統(tǒng)的孔型尺寸包括槽底寬度、槽口寬度、側(cè)壁斜度、箱型孔槽底凸度、圓角半徑和輥縫值。軋件在箱型孔內(nèi)的寬展系數(shù)是根據(jù)不同的位置和孔型類別有所不同，一般為 0~，軋件在前兩道次軋制時幾乎沒有寬展，這是因為鋼錠內(nèi)部比較疏松，隨軋制道次增加溫度逐漸下降，摩擦系數(shù)逐漸增大，軋件厚度不斷減小。 已知坯料尺寸 H 和 B ，逆軋制道次計算。 隨著溫度降低，寬展量變大，因此順軋制道次系數(shù)逐漸增大 [14]。 ③ 各道次壓下量和寬展量得分配 開始軋制時 由于溫度較高，在軋機(jī)咬入能 圖 軋件軋制前后形狀 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 孔型系統(tǒng)的設(shè)計 方法 14 力容許的情況下，盡量壓 下量取大值，隨著溫度的降低，順軋制道次壓下量逐漸減小。 寬度方向上的總壓下量 Bh?? 由翻鋼后軋制產(chǎn)生的 壓下量 總和 ，即在水平方向上的 8 道次軋制 是產(chǎn)生 的壓下量的總和 ，即： 3 4 7 8HBB b b h h h h h??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 式中 3h? ， 4h? ， 7h? ， 8h? — 8 道次的壓下量 。 高度方向上的總壓下量 Hh?? 經(jīng) 9 道次壓下來實現(xiàn)，即： 1 2 5 6 9Hh h h h h h?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 式中 1h? ， 2h? ， 5h? ， 6h? ， 9h? — 9 道次壓下量 。 ① 總寬展和總壓下量 總寬展量 b?? 為： ( ~ )[ ( ) ( ) ]b H h B b?? ? ? ? ? 總壓下量 h?? 為： ( ) ( )h b H h B b??? ? ? ? ? ? ? 式中 H ， B — 坯料的 高度和寬度 ； h ， b — 成品的高度和寬度 。 由于我們已知坯料和成品尺寸，以及翻鋼與軋制道次 ，所以 我選擇了壓下量計算法來設(shè)計這次箱型孔型系統(tǒng)的尺寸 [13]。箱型孔型系統(tǒng)包括 了 五個箱型孔，采用平 — 平 — 立 — 立 — 平 箱型孔組合來軋制坯料， 在第二道次 和第四道次 軋制完成 后 翻鋼。 延伸孔的選擇 孔型系統(tǒng)的選擇是延伸孔型設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，孔型 系統(tǒng)選擇 的合適與否， 將直接影響軋機(jī)生產(chǎn)率，產(chǎn)品質(zhì)量，各種消耗指標(biāo)及生產(chǎn)操作難易程度，選擇時必須參照坯料尺寸、坯料質(zhì)量和主電機(jī)功率等條件。 因此，合理選擇并設(shè)計延伸孔型，是產(chǎn)品優(yōu) 質(zhì) 質(zhì)量、低成本的重要保證。 常用的延伸孔型系統(tǒng) ：箱形孔型系統(tǒng)、菱 — 方孔型系統(tǒng)、 菱 —菱孔型系統(tǒng)、 橢 — 方孔型系統(tǒng)、六角 — 方孔型系統(tǒng)、橢 — 圓孔型系統(tǒng)和橢 — 方孔型系統(tǒng) [12]。 延伸孔型的作用是壓縮軋制斷面，為成型孔提供合乎要求的坯料。這樣可以保證角鋼腿端形狀清晰 和質(zhì)量良好。 ⑨ 蝶式孔的開口 蝶式孔的開口位置確定原則是成品孔如果開口成品孔則成品前孔則采用上開口 蝶式孔 ；如果成品孔采用半閉口成品孔，則成品前孔采用下開口蝶式孔 。側(cè)壁斜度太小容易引起爆槽（輥環(huán)折斷） 。鎖口尺寸： 圖 腿端圓弧半徑 （左邊為上開口，右邊為下開口） 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 孔型系統(tǒng)的設(shè)計 方法 11 ( ~ )md? 鎖口間隙 t 一般按照角鋼的號數(shù)來選擇： 小號角鋼： ~ 1mmt ? 中號角鋼 ： ~ mt ? ⑧ 孔型的側(cè)壁斜度 一般參照下面的范圍來選擇孔型的側(cè)壁斜度： 2~ 號角鋼 ： 10% ~ 20%y ? 4~ 號角鋼 ： 5% ~ 20%y ? ~12 號角鋼： 5% ~ 20%y ? 孔型 腿端的 鎖口尺寸、鎖口間隙和 側(cè)壁斜度如圖 所示。 但是必須保證軋件在成品孔和成品前孔的頂角壓下系數(shù)大于腿厚壓下系數(shù)，即： 3322KKgd? ； 2211KKgd? 而頂角高度 Kg 與圓弧半徑 Kr 有如下關(guān)系： 2 ( )K K K Kg r d r? ? ? 為了滿足頂角壓下系數(shù)大于腿厚壓下系數(shù) ，就需要增大 圓弧半徑 Kr 值 ，當(dāng)相鄰兩個孔型的跨間圓弧半徑之差增大到一定值時，則會出現(xiàn)軋制不穩(wěn)定得現(xiàn)象，如果還需要增加頂角高度 Kg ， 則應(yīng)通過假 帽的方法來實現(xiàn) [10]， 假帽由兩部分尺寸構(gòu)成，假帽高度 f 和邊長 a ，一般： ~ mmf ? 15 ~ 25mma ? 接近成品孔的道次取小值，遠(yuǎn)離成品的道次逐漸取大值。 表 角鋼各孔型中寬展系數(shù)β 角鋼規(guī)格 大型角鋼 中型角鋼 小型角鋼 成品孔 ~ ~ 蝶式孔 ~ ~ ~ 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 孔型系統(tǒng)的設(shè)計 方法 10 ⑤ 蝶式孔內(nèi)跨圓弧半徑的確定 內(nèi)跨圓弧半徑逆軋制方向逐漸增大。 表 蝶式孔型中壓下系數(shù)和壓下量 孔型 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 η ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Δd/mm ~2 1~5 2~7 3~18 4~22 ~9