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1、XXX学生课程设计（论文）题 目： 65050mm角钢K1、K2、K3 孔孔型设计 学生姓名： 学 号：XXX 所在院(系)： 材料工程学院 专 业： 材料成型与控制工程 班 级：07级材料成型2班压力加工方向 指 导 教 师： 职称： 讲师 2010年 12月 23日XXX教务处制目录摘要3前言3概述4种类及规格4进出口情况4外观质量要求42 角钢孔型系统53 角钢轧制工艺5坯料的选择5平均延伸系数的确定5道次的确定6孔型系统的确定64 角钢K1、K2、K3孔孔型设计6成品孔（K1）的孔型设计6成品前孔（K2）的孔型设计74.3 K3孔的孔型设计9验算孔型设计是否合理104.4.1 验算孔顶
2、角压下系数是否大于腿厚压下系数10验算槽口宽度115 结束语11参考文献126mm50mm50mm角钢K1、K2、K3孔孔型设计摘要角钢轧制可以采用多种孔型系统，使用最广泛的是蝶式孔型系统，又可以分为带立轧孔的蝶式孔型系统、不带立轧孔蝶式孔型系统、“对角” 蝶式孔型系统、“钟形” 蝶式孔型系统、W形蝶式孔型系统等，但是使用最广泛的是不带立轧孔蝶式孔型系统。角钢的孔型设计中成品孔型设计最要是确定成品孔的腿长，腿长余量，腿厚，顶角，跨下圆弧半径等，而蝶式孔型系统设计主要确定直线段长度，圆弧段的半径，水平段的长度，腿端的圆弧半径r1和r2，跨下圆弧半径，辊缝值等。关键字：角钢，孔型设计，蝶式孔型系统
3、前言角钢主要分为等边角钢和不等边角钢两类，其中不等边角钢又可分为不等边等厚及不等边不等厚两种。而等边角钢的孔型设计中一般有那种方法：第一种是各蝶式孔的顶角度数，直线段长度，弯曲段长度依次变化，即从成品孔起逆轧制顺序各蝶式孔顶角及直线段依次增大，曲线段依次减小，因而各蝶式孔的轮廓逐渐变化。第二种方法是个蝶式孔具有顶角度数，直线段长度和弯曲段长度都不变。第一种方法有很多缺陷，比如顶角难以充满容易形成塌角、孔型内稳定性较差容易使两条腿长短不一、由于孔的轮廓不一，所以样板加工轧辊车削较麻烦和计算很麻烦。而第二种方法很好的克服了以上的这几种缺陷。1 角钢简介角钢属建造用碳素结构钢，是简单断面的型钢钢材，
4、主要用于金属构件及厂房的框架等。在使用中要求有较好的可焊性、塑性变形性能及一定的机械强度。生产角钢的原料钢坯为低碳方钢坯，成品角钢为热轧成形、正火或热轧状态交货。主要分为等边角钢和不等边角钢两类，其中不等边角钢又可分为不等边等厚及不等边不等厚两种。角钢的规格用边长和边厚的尺寸表示。目前国产角钢规格为2-20号，以边长的厘米数为号数，同一号角钢常有2-7种不同的边厚。进口角钢标明两边的实际尺寸及边厚并注明相关标准。一般边长12.5cm以上的为大型角钢，12.5cm-5cm之间的为中型角钢，边长5cm以下的为小型角钢。进出口角钢的定货一般以使用中所要求的规格为主，其钢号为相应的碳结钢钢号。也即角钢
5、除了规格号之外，没有特定的成分和性能系列。角钢的交货长度分定尺、倍尺两种，国产角钢的定尺选择范围根据规格号的不同有3-9m、4-12m、4-19m、6-19m四个范围。日本产角钢的长度选择范围为6-15m。不等边角钢的截面高度按不等边角钢的长边宽来计算。我国进口、出口角钢各有一定批量，主要从日本、西欧进口。出口输往地区主要为港澳、东南亚、拉美及阿拉伯国家等。出口生产企业主要为辽宁、河北、北京、上海、天津等省市的钢铁厂（轧钢厂）。进口角钢品种多为大型、小型角钢及特殊形状角钢，出口品种多为中型角钢如6号、7号等。角钢的表面质量在标准中有规定，一般要求不得存在使用上有害的缺陷，如分层、结疤、裂缝等。
6、角钢几何形状偏差的允许范围在标准中也有规定，一般包括弯曲度、边宽、边厚、顶角、理论重量等项，并规定角钢不得有显著的扭转。2 角钢孔型系统角钢轧制可采用多种孔型系统，角钢孔型系统主要有两种，即直轧孔型系统和蝶式孔型系统，直轧孔型系统在国内很少采用，国内基本都是采用蝶式孔型系统。使用最广泛的是蝶式孔型系统，又可以分为带立轧孔的蝶式孔型系统、不带立轧孔蝶式孔型系统、“对角” 蝶式孔型系统、“钟形” 蝶式孔型系统、W形蝶式孔型系统等，但是使用最广泛的是不带立轧孔蝶式孔型系统。使用最广泛的是带立轧孔的蝶式孔型系统和不带立轧孔蝶式孔型系统。带立轧孔的蝶式孔型系统的优点是可使用开口切深入孔，且切入孔可以共用
7、；表面质量好。但是立轧切孔槽深，轧辊强度差，寿命短；开口切入孔易切偏，造成两腿长短不等；需要人工翻钢，劳动强度大。现在这个系统只用于生产22.5号的角钢的横列式轧机。不带立辊轧孔的蝶式孔型系统使用闭口切入槽，保证了两腿的切分对称性；上、下交替开口的蝶式孔成型和加工腿端；易于实现自动化。3 角钢轧制工艺我国现在的大型钢铁集团生产的连铸坯主要有120120mm、150150mm、200200mm、240240mm几种连铸坯，根据角钢的规格，我选择了120120mm的连铸方坯来轧制角钢一般中型生产线平均延伸系数选为，这时轧制较稳定，工艺也合理，对于65050mm角钢，设定平均延伸系数为，按6mm厚的
8、规格来设计，以保证轧制稳定，生产正常，质量稳定。根据GB-1988查表得，坯料和成品的面积分别为14400mm和，取的平均延伸系数1.2835，则 /轧机选择650mm1和630mm3呈单列布置，所以要求轧制道次为奇数，所以选择13个道次。这次角钢系统选择不带立轧孔的蝶式孔型系统，平底闭口切深孔，切深前设一立轧辊，控制切深坯料宽度。我主要设计了K1，K2，K3孔的孔型。4 角钢K1、K2、K3孔孔型设计4.1成品孔（K1）的孔型设计等边角钢成品孔有两种形式，半闭口式成品孔型和开口式成品孔型。半闭口式成品孔型的特点是腿端有一个台阶可使腿端得到加工并控制腿长。当要轧制不同腿厚的角钢时，都采用开口式
9、成品孔。此时选择开口式成品孔孔型。根据题意查资料得到：成品腿厚d=6mm 腿长允许偏差mm 腿厚偏差=成品腿长 L=50mm所以腿长 L k1=（L+） 为轧件线膨胀系数，取1.0111.013。即腿长 L k1取 L k1腿长余量（锁口长度） C k1=2d+（27）=26+（27）=1419mm取腿长余量（锁口长度） C k1顶角取 =90 跨下圆弧半径 r k1=5.50mm 辊缝值 S 1K 1孔的宽度 B k1=（L k1+ C k1即K1孔的孔型图如下：图一 K1孔型图4.2成品前孔（K2）的孔型设计由表一 角钢蝶式孔参数得到：K2孔的直线段长度 L H =（0.30.4）L=15
10、20；取 L H=18mmK2孔的圆弧段的半径 取 R=20mm顶角 =90 腿厚 d K2=d k1+d k1成品的的中心线长度 轧件在K1孔的宽展量 l k1=1d k1查表二 角钢各孔型中宽展系数中得到 1=0.71.5 取 1则K2中心线长度 l k2= l k11d k1直线段的长度 l zk2= L H k2弯曲段长度 mm水平段长度 l bk2= l k2 l zk2 l Rk2K2孔宽 B k2 =（R+ L H）+2 l bk2=确定定点图的参数：AC=（R+ L H）=（18+20）=53.73mm AE=EC=跨间圆弧半径 r K2辊缝 S2腿端斜度 y=5% r 1=3
11、.00mm r 2锁口长度 Z= 5.00mm 间隙 K2的孔型图：图二 K2孔型图表一 角钢蝶式孔参数规格参数L HR水平段长度/mm（0.40.55）L（0.580.63）L（0.30.40）L（0.350.63）L0207.512号（0.40.42）L（0.550.60）L1218表二 角钢各孔型中宽展系数角钢规格大型角钢中型角钢小型角钢成品孔蝶式孔4.3 K3孔的孔型设计由表一 角钢蝶式孔参数得到：K3的直线段长度 L H =（0.30.4）L=1520；取 L H=18mmK3的圆弧段的半径 取 R=20mm顶角 =90 腿厚 d k3=d k2+d k2轧件在K2孔的宽展量 l k
12、2= 2d k2查表二 角钢的各孔型中的宽展量得到 2 =0.30.6 取 2则K3孔的中心线长度 l k3 =l k2 2d k2直线段长度 l zk3= L H k3弯曲段长度 l Rk3=（R+0.5 d k3）=水平段长度 l bk3= l k3l zk3l Rk3K3孔的宽 B k3=（R+ L H）+ 2 l bk3=确定定点图的参数 AC=（R+ L H）= AE=EC=跨间圆弧半径 r K3辊缝 S 3腿端斜度 y=12% r 1=5.00mm r 2锁口长度 Z= 5.00mm 间隙 K3孔型图图三 K3孔型图4.4.1 验算孔顶角压下系数是否大于腿厚压下系数g K1=（r
13、K1+d K1）r K1g K2=（r K2+d K2）r K2g K3=（r K3+d K3）r K3由此可以得到：g K2g K1 gK3gK2dK2dK1dK3dK2g K2gK1dK2dK1gK3gK2dK3dK2所以可以得到K1，K2，K3孔型设计合理。K 1孔的宽度 B k1=（L k1+ C k1K2孔的宽度 B k2 =（R+ L H）+2 l bk2=K3孔的宽度 B k3=（R+ L H）+ 2 l bk3=由此可以得到：B k1B k2B k3所以K1，K2，K3孔孔型设计合理。6mm50mm50mm孔型设计参数5 结束语通过这次对6mm50mm50mm角刚的的K1，K2，K3孔的孔型设计，我比较全面的掌握了设计等边角钢的轧制孔型的基本方法，对各个参数表示的意义与计算也有很好的理解和掌握。参考文献1王廷溥. 轧钢工艺学.冶金工业出版社.19812曲克. 轧钢工艺学. 冶金工业出版社. 1991. 3黄守汉. 塑性变形与轧制原理. 冶金工业出版社.1991.4赵志业. 金属塑性变形与轧制理论. 冶金工业出版社. 1980.5齐克敏.金属塑性加工学.冶金工业出版社.2000.