孔型设计实例(箱形)

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1、孔型设计实例材冶学院材料加工专业一、实验目的1、了解孔型设计的内容以及孔型设计的要求；2、利用CAD软件进行正确的孔型设计,绘出孔型图；3、用试件在实验轧机上进行试轧,以检验孔型设计的正确性。二、实验原理及设备实验类型为综合性实验。将钢锭或钢坯在连续变化的轧辊孔型中进行轧制,以获得所需要的断面形状、尺寸和性能的产品,为此而进行的设计和计算工作称之为孔型设计。1、孔型设计的内容孔型设计的内容包括以下三个方面:(1)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

2、孔型形状和尺寸。(2)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、轧机产量高。(3)轧辊辅件设计----导卫装置应保证轧件按照要求的状态进、出孔型,或者对轧件起矫正或翻转作用。2、孔型设计的要求(1)保证获得优质产品(2)保证轧机生产率高(3)保证产品成本最低(4)保证劳动条件好实验设备及工具:电子计算机、CAD绘图软件、ф130二辊轧机、游标卡尺等。三、实验方法及步骤1、按下述列表选择任一孔型系统(1)箱形孔型系统(2)菱-方孔型系统(3)椭圆-方孔型系统(4)椭圆-圆孔

3、型系统2、明确计算所用的已知数据,例如坯料尺寸、成品尺寸、道次延伸系数等,按照下述框图进行孔型设计计算工作。3、将设计好的孔型绘制出来,打印结果。4、用试件在实验轧机上进行试轧,以检验孔型设计是否合理。四、实验报告要求1、报告中要给出孔型设计计算的步骤与数据;2、按轧制道次给出完整的孔型图,标出孔型的几何尺寸。孔型设计计算例子1.箱形孔型系统已知坯料尺寸为902,要轧制成40mm的方形断面,要求按照箱形孔型系统进行设计与计算,最终画出孔型图.求解步骤:(1)求从原料到成品的总延伸系数,轧制道次,分配各道次的延伸系数求总延伸系数代入已

4、知数据,得到μΣ的值等于5.0625[90X90/(40X40)]然后计算总轧制道次设总轧制道次为n平均延伸系数为μp箱型系统的孔型延伸系数范围是:1.15-1.6取平均延伸系数为1.3,利用(2)式可以求出n的值为6.18,取整后,确定道次数为6.(对于大多数孔型设计,轧制道次应当取单数,这里为了简化工作量,取双数道次.)各道次延伸系数的分配:在前面我们已经计算出总延伸系数和总轧制道次n的值,下面进行各道次延伸系数的分配.在本例情况下按下式进行计算先设定1-6道次中任意5道次的延伸系数,然后按(3)式进行校对,如果不合适需要进行修

5、订.合理的延伸系数分配:不合理的延伸系数分配:步骤(2)求每一道次出孔型之后轧件的断面积(I)先求第2道次方形的断面积根据公式:的值已经求出了,代入公式可求得F2的值为3857.14,所以第2道次轧件的边长a2的值为62mm,同理可求得a4的值,为48mm.接着求1,3,5孔型的轧件尺寸如图所示方进扁孔的宽展系数取小值,而扁进方孔的宽展系数取大值,这里取β1等于0.1,β2等于0.3,(箱形孔型系统的宽展系数为0-0.45)代入上式,可求得b1和h1的值,分别等于93.75,52.48。同理可求得b3和h3以及b5和h5的值,这样,

6、所有道次的轧件尺寸都已经求出来了,见下图.步骤(3)确定所有孔型的尺寸箱型孔形的构成如图:孔型槽底宽度bk=B-(0～6)mm孔型槽口宽度Bk=b+△(△为宽展余量取5～12)孔型的侧壁斜度取10～25%内外圆角半径R和rR=(0.1～0.2)hr=(0.05～0.15)h方形箱形孔型的构成:△取5～8,r=(0.05～0.1)h,其他同上.步骤(4)用CAD绘图软件绘出设计好的所有孔型图,标出孔型尺寸,打印结果.分组计算参数:(1).90方坯轧40方(2).70方坯轧30方,平均延伸系数取1.32(3)80方坯轧35方,平均延伸系

7、数取1.31(4)115方坯轧50方,平均延伸系数取1.31(5)100方坯轧40方,平均延伸系数取1.35