橢圓—立橢圓孔型系統(tǒng)設(shè)計

1、學(xué)生課程設(shè)計（論文）題 目： 橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名： * 學(xué) 號：所在院(系)： 材料工程學(xué)院 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 班 級： 2011級壓力加工班 指 導(dǎo) 教 師： 職稱： 2014年 10 月 13 日*教務(wù)處制*大學(xué)本科學(xué)生課程設(shè)計任務(wù)書題目橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)設(shè)計1、課程設(shè)計的目的通過本課程設(shè)計教學(xué)所要達到的目的是：1、訓(xùn)練學(xué)生綜合運用機械原理、金屬塑性成型原理、金屬凝固原理、成型工藝設(shè)備及設(shè)計等課程的理論知識獨立思考、分析、初步解決材料成型工藝問題的技能，提高運算、設(shè)計繪圖能力及查閱資料的技能；2、使學(xué)生熟練掌握工藝設(shè)計的步驟和方法；3、培養(yǎng)學(xué)生以理論為基礎(chǔ)并結(jié)合生

2、產(chǎn)實際進行工藝設(shè)計的設(shè)計思想。4、為畢業(yè)設(shè)計（論文）及畢業(yè)后從事工程工作打下良好的基礎(chǔ)。2、課程設(shè)計的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）內(nèi)容：1、根據(jù)所選的題目查閱相關(guān)的資料，認(rèn)真理解題目的意圖。2、按要求設(shè)計計算出相應(yīng)的軋制規(guī)程（孔型圖）。3、對照生產(chǎn)實際，對自己的設(shè)計進行綜合評定、總結(jié)。要求：1、設(shè)計過程中要做到嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、切合實際。2、要有一定的突破及創(chuàng)新。3、設(shè)計說明書要嚴(yán)格按要求書寫。3、主要參考文獻1軋鋼車間設(shè)計基礎(chǔ)，袁康，北京鋼鐵學(xué)院壓力加工系2板帶鋼軋制工藝指導(dǎo)書，李登超3擠壓工藝及模具，賈俐俐等，機械工業(yè)出版社4沖模設(shè)計應(yīng)用實例，模具實用技術(shù)叢書編委會，機械工業(yè)

3、出版社5塑性成形工藝與模具設(shè)計，高錦張等，機械工業(yè)出版社4、課程設(shè)計工作進度計劃第一周：1、認(rèn)真領(lǐng)會指導(dǎo)書中所給題目的內(nèi)容，查閱相關(guān)的資料。2、根據(jù)自己的理解形成初步的設(shè)計方案。第二周：1、對自己的設(shè)計方案進行修改。2、書寫設(shè)計說明書。指導(dǎo)教師（簽字）日期2014年 10月9 日教研室意見：同意。 2014年 10 月11日學(xué)生（簽字）： 接受任務(wù)時間： 年 月 日課程設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師成績評定表題目名稱橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)設(shè)計評分項目分值得分評價內(nèi)涵工作表現(xiàn)20%01學(xué)習(xí)態(tài)度6遵守各項紀(jì)律，工作刻苦努力，具有良好的科學(xué)工作態(tài)度。02科學(xué)實踐、調(diào)研7通過實驗、試驗、查閱文獻、深入生產(chǎn)實踐等渠道

4、獲取與課程設(shè)計有關(guān)的材料。03課題工作量7按期圓滿完成規(guī)定的任務(wù)，工作量飽滿。能力水平35%04綜合運用知識的能力10能運用所學(xué)知識和技能去發(fā)現(xiàn)與解決實際問題，能正確處理實驗數(shù)據(jù)，能對課題進行理論分析，得出有價值的結(jié)論。05應(yīng)用文獻的能力5能獨立查閱相關(guān)文獻和從事其他調(diào)研；能提出并較好地論述課題的實施方案；有收集、加工各種信息及獲取新知識的能力。06設(shè)計（實驗）能力，方案的設(shè)計能力5能正確設(shè)計實驗方案，獨立進行裝置安裝、調(diào)試、操作等實驗工作，數(shù)據(jù)正確、可靠；研究思路清晰、完整。07計算及計算機應(yīng)用能力5具有較強的數(shù)據(jù)運算與處理能力；能運用計算機進行資料搜集、加工、處理和輔助設(shè)計等。08對計算或

5、實驗結(jié)果的分析能力（綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟分析能力）10具有較強的數(shù)據(jù)收集、分析、處理、綜合的能力。成果質(zhì)量45%09插圖（或圖紙）質(zhì)量、篇幅、設(shè)計（論文）規(guī)范化程度5符合本專業(yè)相關(guān)規(guī)范或規(guī)定要求；規(guī)范化符合本文件第五條要求。10設(shè)計說明書（論文）質(zhì)量30綜述簡練完整，有見解；立論正確，論述充分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理；實驗正確，分析處理科學(xué)。11創(chuàng)新10對前人工作有改進或突破，或有獨特見解。成績指導(dǎo)教師評語指導(dǎo)教師簽名： 年月日摘 要介紹橢圓立橢圓孔型設(shè)計的方法與步驟。橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)的延伸系數(shù)主要取決于平橢圓孔型的寬高之比，根據(jù)延伸系數(shù)，逐步設(shè)計了每一道次的壓下量和變形量的分配。最后生產(chǎn)出所需要的

6、粗軋產(chǎn)品。將鋼錠或鋼坯在連續(xù)變化的軋輥孔型中進行軋制，以獲得所需的斷面形狀、尺寸和性能的產(chǎn)品，及整個軋制過程設(shè)計。橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)主要用于軋制塑性極低的鋼材。近年來，由于連軋機的廣泛使用，特別是在水平輥機架與立輥機架交替布置的連軋機和45°軋機上，為了使軋件在機架間不進行翻鋼，以保證軋制過程的穩(wěn)定和消除卡鋼事故，橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)代替了橢圓方孔型系統(tǒng)被廣泛地用于小型和線材連軋機上。關(guān)鍵詞 孔型設(shè)計，延伸系數(shù)，壓下量，變形量，軋制過程ABSTRACT Introduces the design oval-slug sequence of method and step.Ellipti

7、cal vertical oval pass system mainly depends on the extension of coefficient to the oval groove width ratio of the high.Design gradually,based on its elongation coefficient,the quantity of the each time and the distribution of deformation.The fi

8、nal produce roughing products you need. Ingot or billet in continuous change of roll pass rolling, in order to obtain the required cross section shape size and performance of products,  

9、;and the whole rolling process design. Elliptical vertical oval pass system is mainly used in steel rolling plasticity is extremely low.Recently, due to the wide use of tandem mill, especially in horizonta

10、l roller frame and vertical roll frame tandem mill and mill on 45 of alternative arrangement.In order to make the rolled turnover between the frame, to ensure the stability of rolling proces

11、s and eliminate accident and eliminate card steel thus elliptical vertical oval pass system instead of the elliptical square pass system is widely used in small and wire rolling machine . &#

12、160;    Key words groove design,coefficient of elongation,deformation,rolling process 目 錄摘 要1ABSTRACTII1 緒論11.1 橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)應(yīng)用11.2 橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)優(yōu)缺點1 橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)優(yōu)點1 橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)缺點11.3 軋制過程所需量及尺寸與構(gòu)成2 寬展系數(shù)2 延伸系數(shù)2 平橢圓孔型尺寸與構(gòu)成2 立橢圓孔型尺寸與構(gòu)成32 橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)設(shè)計42.1 孔型設(shè)計的基本條件儲備4 產(chǎn)品技術(shù)條件4 原料條件4 軋機性能及其他設(shè)備條件42.

13、2 選擇合理的孔型系統(tǒng)42.3 總軋制道次數(shù)的確定5 已知原料的斷面尺寸的軋制道次數(shù)確定方法5 如有幾種鋼坯尺寸可以任意選擇時 52.4 各道次變形量的分配 5 金屬的塑性 5 咬入條件6 軋輥強度和電機能力 62.4.4孔型的磨損 62.5 確定軋件斷面形狀與尺寸73 成品孔型設(shè)計83.1 熱斷面94 結(jié)論115 參考文獻121 緒論1.1 橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)應(yīng)用橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)（見圖1-1）主要用于軋制塑性極低的鋼材。近來由于連軋機的廣泛使用，特別是在水平輥機架與立輥機架交替布置的連軋機和45°軋機上，為了使軋件在機架間不進行翻

14、鋼，以保證軋制過程的穩(wěn)定和消除卡鋼事故，因而橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)代替了橢圓方孔型系統(tǒng)被廣泛地用于小型和線材連軋機上。圖1-1橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)1.2 橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)優(yōu)缺點 橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)優(yōu)點(1)軋件變形和冷卻均勻。 (2)軋件與孔型的接觸線長，因而軋件寬展較小。(3)軋件的表面缺陷如裂紋、折疊等較少。 橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)缺點(1)軋槽切入軋輥較深。 (2)孔型各處速度差較大，孔型磨損較快，電能消耗也因之增加。1.3 軋制過程所需量及尺寸與構(gòu)成 寬展系數(shù) 軋件在立橢圓孔型中的寬展系數(shù) 軋件在平橢圓孔型中的寬展系數(shù)  延伸系數(shù)橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)的延伸主要取決于

15、平橢圓孔型的寬高比，其比值為1.83.5，平均延伸系數(shù)為1.151.34。軋件在平橢圓孔型中延伸系數(shù)一般用。軋件在立橢圓孔型中的延伸系數(shù)為,一般用。 平橢圓孔型尺寸與構(gòu)成橢圓孔型的構(gòu)成如圖1-2所示，孔型寬度，為橢圓軋件的寬度，相當(dāng)于孔型的充滿程度,即希望在橢圓孔型中留一些寬展余量，一般以為好；輥縫；橢圓孔型的圓弧半徑；橢圓軋件的斷面面積近似為；外圓角半徑；圖1-2 橢圓孔型的構(gòu)成 立橢圓孔型尺寸與構(gòu)成立橢圓孔型的構(gòu)成方法有兩種，如圖1-3所示，立橢圓孔型的高寬比為1.041.35，一般為1.2。立橢圓孔型的高度與軋出軋件的高度相等，其寬度,其中為軋出軋件的寬度。立橢圓孔型的弧形側(cè)壁半徑可取為

16、和；外圓角半徑;輥縫。圖1-3 立橢圓孔型構(gòu)成2 橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)設(shè)計2.1 孔型設(shè)計的基本條件儲備2.1.1 產(chǎn)品技術(shù)條件橢圓立橢圓的斷面形狀是橢圓，軋制成mm的橢圓鋼，立橢圓其高寬比為1.2，誤差，表面質(zhì)量光滑，平整，具有強度高，延展性好的性能。 原料條件品種：方坯 規(guī)格：a=100 鋼種：301 軋機性能及其他設(shè)備條件軋機的布置：橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)，機架數(shù)：12架（粗軋機7架：橫列式軋機，精軋機為5架）、輥徑D=120mm、輥身長度為400mm、軋制速度（第一列軋制速度m/s，第兒列軋制速度m/s）。2.2 選擇合理的孔型系統(tǒng)橢圓立橢圓孔型系統(tǒng)（圖2-1）圖2-1 橫列式軋機2.3 總

17、軋制道次數(shù)的確定2.3.1 已知原料的斷面尺寸的軋制道次數(shù)確定方法已知斷面的鋼坯軋成橢圓斷面的鋼坯，則總壓下量為：  總軋制道次為：n=hhc 式中為寬展系數(shù)，bb；H，h為軋制前、后軋件高度，B,b為軋制前、后軋件寬度;0.150.25,hc為道次平均壓下量hc（0.81)hmax。 軋制方鋼時，由于斷面形狀比較復(fù)雜，而且壓下量是不均勻的，所以變形量通常用延伸系數(shù)來表示。當(dāng)坯料和成品的橫斷面面積為已知時，總延伸系數(shù)為 式中為各道次軋后的軋件橫斷面面積；為坯料和成品的橫斷面面積。 如用平均延伸系數(shù)代替各道的延伸系數(shù)，則： 由此可以確定

18、出總軋制道次數(shù)為軋制道次數(shù)應(yīng)取整數(shù)，具體應(yīng)取奇數(shù)還是偶數(shù)則取快于軋機的布置。 參考有關(guān)廠的延伸系數(shù)實驗，取平均延伸系數(shù)為，則軋制總道次數(shù)為由于軋機布置應(yīng)取偶數(shù)道次，取n=12。2.3.2 如有幾種鋼坯尺寸可以任意選擇時 應(yīng)根據(jù)軋機的具體情況選擇最合理的軋制道次，然后求出鋼坯的橫斷面面積和邊長，根據(jù)計算出的鋼坯邊長選擇與其接近的鋼坯尺寸。2.4 各道次變形量的分配 2.4.1 金屬的塑性 根據(jù)對金屬的大量研究表明，金屬的塑性一般不成為限制變形的因素。對于某些合金鋼錠，在未被加工前，其塑性較差，因此要求前幾道次的變形量要小些。2.4.2 咬入條件在許多情況下條件是限制

19、道次變形量的主要因素，例如在初軋機，鋼坯軋機和型鋼軋機的開坯道次，此時軋件溫度高，軋件表面常附著氧化鐵皮，故摩擦系數(shù)較低，所以，選擇這些道次的變形量時要進行咬入驗算2.4.3 軋輥強度和電機能力  在軋件很寬而且軋槽切入軋輥很深時，軋輥強度對道次變形量也起限制作用。在一般情況下軋輥工作直徑應(yīng)不小于輥脖直徑。在新建軋機上，一般電機能力是足夠的，僅在老軋機上，電機能力往往限制著道次的變形量。 2.4.4 孔型的磨損 在軋制過程中，由于摩擦力的存在，孔型不斷磨損。變形量越大，孔型磨損越快?？仔偷哪p直接影響到成品尺寸的精度和表面的粗糙度。同時，孔型的磨損增加了換孔換輥時

20、間，影響軋機產(chǎn)量。成品尺寸的精確度和表面粗糙度主要決定于最后幾道，所以成品道次和成品前道次的變形量應(yīng)取小些。不難看出，影響道次變形量的因素是很復(fù)雜的，經(jīng)常是各種因素綜合起作用。圖2-2是變形系數(shù)按道次分配的典型曲線，它的主要依據(jù)是:在軋制初期，因軋件溫度高，金屬的塑性、軋輥強度與電機能力不成為限制因素，而爐生氧化鐵皮使摩擦系數(shù)降低，咬入條件成為限制變形量的主要因素；繼之，隨著爐生氧化鐵皮的剝落，咬入條件得到改善，而此時軋件溫度降低不多，故變形系數(shù)可不斷增加，并達到最大值。隨著軋制過程的繼續(xù)進行，軋件的斷面面積逐漸減小，軋件溫度降低，變形抗力增加，軋輥強度和電機能力成為限制變形量的主要因素，因此

21、變形系數(shù)降低。在最后幾道中，為了減少孔型磨損，保證成品斷面的形狀和尺寸的精確度，應(yīng)采用較小的變形系數(shù)。曲線的變化范圍很大，是考慮其他意外因素的影響。 在實際生產(chǎn)過程中。為了合理地分配變形系數(shù)，必須對具體的生產(chǎn)條件做具體地分析。如在連軋機上軋制時，由于軋制速度高，軋件溫度變化小，所以各道的延伸系統(tǒng)可以取成相等或近似相等，如圖2-3。圖2-2 變形系數(shù)按道次分配的典型曲線圖2-3 連軋機上延伸系數(shù)按道次分配曲線 各道次的延伸系數(shù)被確定之后，要用其連乘積進行校核。若其連乘穩(wěn)中有積等于總延伸系數(shù)，則說明確定的各道次的延伸系數(shù)是對的；否則需調(diào)整各道次的延伸系數(shù)使其連乘積等于總延伸系數(shù)。2.5

22、確定軋件斷面形狀與尺寸橢圓一立橢圓孔型系統(tǒng)，從K1立橢圓，到K3，K5，K7，K9立橢圓，均勻分配延伸系數(shù)，即從立橢圓到立橢圓的平均延伸系數(shù)為1.16-1.28，佳值區(qū)為1.27-1.28。在求得每個立橢圓的寬度后，再按孔型的構(gòu)成算掛其他尺寸。   當(dāng)確定了每個立橢圓孔后，再分別設(shè)計每個立橢圓孔上一道橢圓孔的尺寸。（如圖2-4）成品前橢圓孔型尺寸按表2-1確定圖2-4 橢圓立橢圓孔型設(shè)計系統(tǒng)高度為:H4=（0.70.8)B3  H6=(0.70.8)B5    寬度為:B4=1.65B3+（05）   B

23、6=1.65B5+（05）    輥縫為:S4（1/51/4）H4   S6=（1/51/4）H6 表2-1 成品前橢圓孔型尺寸成品規(guī)格d/mm成品前橢圓孔型尺寸與d的關(guān)系6-99-1112-1920-2830-4040-50約0.91約1.450-60約0.91約1.460-80約0.91約1.43 成品孔型設(shè)計3.1 熱斷面軋件在精軋孔型經(jīng)最末一道軋制后，便得到要求的成品鋼材。但精軋孔型的尺寸和熱斷面的形狀與所要求的成品名義尺寸和斷面形狀并不完全一致，這主要是考慮了軋件溫度和斷面溫度不均勻?qū)Τ善烦叽绾蛿嗝嫘螤畹挠绊?。熱斷面尺寸。軋件?jīng)過精軋孔型時，溫度在8001100之間，冷卻后軋件尺寸與高溫時軋件尺寸間關(guān)系為式中，為軋件冷尺寸；為軋件熱尺寸；為膨脹系數(shù)，對鋼通常采用=0.000012。為簡化計算，將不同軋制溫度下的1+列表于3-1中。表3-1 不同溫度下的1+熱軋溫度/1+熱軋溫度/1+8001.01011001.0139001.01112001.014510001.012 因此，欲使冷卻后軋件斷面尺寸精確，就必須根據(jù)不同中扎溫度，使孔型斷面的主要先吃吃是成品孔的1.01001.0145倍。 根據(jù)各道次的延伸系數(shù)確定各道