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《無孔型軋制孔型設(shè)計(jì)原則》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
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,在軋件全寬上開始壓下時(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,――軋前軋件對角線之差,――軋前軋件對角線平均長度,;――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:――軋前軋件相對對角線差,在無孔型軋制時(shí),入口導(dǎo)衛(wèi)對軋件進(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??仔驮O(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