無孔型軋制孔型設(shè)計(jì)原則

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1、無孔型軋制設(shè)計(jì)基礎(chǔ)無孔型軋制的設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要是使軋件在兩軋輥之間軋制穩(wěn)定，軋件不發(fā)生翻倒或扭轉(zhuǎn)，軋件的對(duì)角線差或軋件斷面兩側(cè)邊的傾斜不超過一定的限制值。為此要準(zhǔn)確地確定軋件的斷面尺寸和形狀以及變形參數(shù)，同時(shí)也要確定軋輥入口方面導(dǎo)板間距與入口軋件寬度的差值。（1）寬展特性無孔型軋制雖然也是矩形軋件在水平輥間軋制，但與板軋制不同，主要表現(xiàn)為寬厚比(B0/H0)、徑厚比(D/H0)都很小。一般B0/H0＝1～2，因此寬展量大。設(shè)計(jì)壓下規(guī)程時(shí)需精確計(jì)算寬展量。軋后軋件的平均寬度b可按莜倉(cāng)的寬展公式計(jì)算：平均寬度系數(shù)：最大寬度系數(shù)：式中，――軋前軋件的平均高度；――軋后軋件的高度；――軋

2、后軋件的最大寬度；――軋前軋件的高度；――軋輥直徑；――變形區(qū)的平均寬度。以上各式的結(jié)果是根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的，其實(shí)驗(yàn)條件為，；。按上述關(guān)系設(shè)計(jì)壓下規(guī)程并進(jìn)行迭代計(jì)算得出的。（2）自由面的變形特性與板坯軋制不同，用無孔型軋制法軋制棒材時(shí)，軋件的各個(gè)面反復(fù)成為軋輥壓下面和自由寬展面。自由寬展面的形狀對(duì)軋制的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量都有重要影響。因此，必須掌握自由寬展面的變形特點(diǎn)，并反映到壓下規(guī)程中。自由寬展面的形狀隨軋制條件不同而變化，棒材軋制均屬高件軋制，隨壓下量、寬厚比、徑厚比不同，自由寬展面即軋件的側(cè)面可能出現(xiàn)單鼓形或雙鼓形。通常，壓下率、寬厚比、徑厚比越大越容易出現(xiàn)單鼓形。其臨界壓下

3、率如下式所示：15如果單鼓過于嚴(yán)重，則下一道次軋制不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生歪扭脫方；如果雙鼓過于嚴(yán)重，則容易產(chǎn)生折疊等表面缺陷。為了使軋制順利進(jìn)行，應(yīng)用控制臨界壓下率的方法控制鼓形的大小，使其在允許的范圍內(nèi)。（3）軋件歪扭脫方現(xiàn)象無孔型軋制由于軋件是在平輥間軋制，軋件兩側(cè)無孔型側(cè)壁的夾持，稍有不當(dāng)，易產(chǎn)生軋件的歪扭脫方。造成軋件脫方的因素很多，如單鼓、雙鼓、寬高比、加熱溫度不均、軋輥調(diào)整不當(dāng)、導(dǎo)衛(wèi)安裝不良和操作水平不高等均能引起軋制不穩(wěn)定而造成脫方。其中軋件寬高比、單鼓率和雙鼓率對(duì)歪扭脫方的影響均需在孔型設(shè)計(jì)時(shí)加以考慮。該道次軋前坯料的寬高比越大，單鼓率和雙鼓率越小，脫方率就越小。根

4、據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，如果將控制在0.6～0.7以上，再加上合理的導(dǎo)衛(wèi)裝置，相對(duì)壓下量控制在單鼓與雙鼓的臨界壓下量附近，就可以保證很少出現(xiàn)歪扭脫方現(xiàn)象，可使軋制順利進(jìn)行。設(shè)定如下參數(shù)：――軋件進(jìn)入軋輥之間，在軋件全寬上開始?jí)合聲r(shí)，軋件側(cè)面與垂直線所成的傾斜角；――軋件進(jìn)入軋輥前在導(dǎo)板間的傾斜角；――軋前軋件側(cè)面的傾斜角；式中，――軋前軋件對(duì)角線之差，――軋前軋件對(duì)角線平均長(zhǎng)度，；――導(dǎo)板間隙系數(shù)；；――導(dǎo)板間距。為軋制時(shí)軋件在軋輥之間保持穩(wěn)定，軋件不翻到和扭轉(zhuǎn)，同時(shí)不使軋后軋件對(duì)角線之差相差較大，以保證軋件的斷面形狀和尺寸精度，要求值應(yīng)滿足：15――軋件失穩(wěn)時(shí)的臨界對(duì)角線差，；――修正

5、系數(shù)，取決于軋前軋件的寬高比，當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，。軋后軋件的傾斜角為：――軋前軋件相對(duì)對(duì)角線差，在無孔型軋制時(shí)，入口導(dǎo)衛(wèi)對(duì)軋件進(jìn)入軋輥和在軋輥間軋制的穩(wěn)定性起著決定性的作用，因此值是一個(gè)重要參數(shù)，在軋制時(shí)必需保證。孔型設(shè)計(jì)的原則無孔型軋制的道次數(shù)依軋機(jī)特點(diǎn)、產(chǎn)品規(guī)格、操作水平及導(dǎo)衛(wèi)裝置等情況而定。無孔型軋制壓下規(guī)程的設(shè)計(jì)原則是：（1）按咬入條件、最大允許軋制壓力、電機(jī)功率控制各道次壓下量；（2）用寬展公式精確計(jì)算每道次寬展量，編制壓下規(guī)程，計(jì)算每道軋件尺寸；（3）防止歪扭脫方?？刂栖埣肟跀嗝鎸捀弑?，斷面越小，軋件越容易脫方，為此比值應(yīng)較大；另外，設(shè)計(jì)寬度合適的導(dǎo)衛(wèi)，用此控制歪扭

6、脫方可起到很好效果。（4）防止尖角。當(dāng)反復(fù)多道次進(jìn)行無孔型軋制時(shí)，軋件斷面的四個(gè)頂角容易形成尖角，帶有尖角的矩形或方形斷面進(jìn)入橢圓孔軋制時(shí)，容易形成折疊。為此應(yīng)在適當(dāng)?shù)牡来卧O(shè)計(jì)一個(gè)帶有圓弧的軋制道次，并增加該道次的壓下率，充分寬展以保證充滿圓弧。（5）無孔型軋制時(shí)，由于無孔型側(cè)壁的夾持作用，軋件頭部容易彎曲，軋件頭部容易頂撞出口導(dǎo)衛(wèi)的前端，為此盡量使用貫通導(dǎo)衛(wèi)或近似貫通導(dǎo)衛(wèi)。15在第一道次軋制時(shí)等效應(yīng)力（第4步）第二道次軋制過程中坯料的等效應(yīng)力（第15步）第三道次軋制時(shí)坯料的變形及等效應(yīng)力分布（第39步）15第五道次軋制的變形過程（第72步）六道次軋制后坯料的斷面形狀4.1.

7、3改進(jìn)后軋制過程的有限元模擬1）工藝條件的確定2）數(shù)學(xué)模型的建立軋制過程幾何模型的建立3）模擬結(jié)果及分析15第一道次軋制的等效應(yīng)力分布（第3步）第二道次軋制時(shí)網(wǎng)格的變化（第15步）2，3機(jī)架之間的連軋（第100步）15第三架軋機(jī)中軋制的等效應(yīng)力（第112步）3，4機(jī)架中軋制的等效應(yīng)力（第130步）在第一架中軋制時(shí)坯料網(wǎng)格的變化（第20步）在第二架中軋制的網(wǎng)格變化（第75步）15在第三架中軋制的網(wǎng)格變化（第112步）在第四架圓孔型中的網(wǎng)格變化（第130步）15出第一架軋制后坯料的斷面形狀成品圓鋼軋后的斷面