课程设计 中厚板生产

1课程设计课题中厚板压下规程设计学生姓名李孝辉系别机械工程系专业班级09材控1班指导教师张金标二零一二年五月学号__0910121037_1课程设计任务书09材料成型与控制工程专业姓名：李孝辉学号：0910121037指导教师：张金标设计课题：中厚板生产压下规程设计一、设计产品序号学生学号产品牌号产品规格/mm108三位同学，改专业两位同学Q23510×2000×900021，2，3，4，6，74510×1900×1000039，10，11，12，13，1412CrNi3A12×18000×10000415，16，17，18，19，204Cr1313×1700×9000521，23，26，27，29，30Q23512×2100×12000632，33，34，35，36，37458×1800×13000738，39，40，41，42，4312CrNi3A14×2000×9000844，45，46，47，484Cr1312×2000×8000949，50，51，52，53Q2359×2050×120001054，55，56，57，1304510×2300×1200011131，132，133，134，13512CrNi3A13×1900×1200012136，137，138，139，1404Cr1315×2100×9000二、设计条件机组：双机架串列式可逆机组(二辊可逆轧机粗轧，四辊可逆轧机精轧)。主电机：二辊轧机主电机型号ZD250/120，额定功率25002kw，转速0~40~80rpm，过载系数2.25，最大允许传递扭矩1.22MN.m；四辊轧机主电机型号ZD250/83，额定功率20502kw，转速0~60~120rpm，过载系数2.5，最大允许传递扭矩0.832MN.m。三、设计内容制定生产工艺及工艺制度；确定轧制方法；确定轧制道次，分配道次压下量；设计变形工具；计算力能参数；校核轧辊强度及主电机负荷；绘制轧辊零件图、速度图；绘制轧制图表，轧制表。四、设计时间设计时间从2012年05月21日至2012年06月01日，为期两周。材料成型教研室2012.05.201第一章制定生产工艺及工艺制度1.1生产工艺选择坯料——原料清理——加热——除鳞——纵轧一道（使宽度接近成品宽度）——转90˚横轧到底——矫直——冷却——表面检查——切边——定尺——表面尺寸形状检查——力学性能试验——标记——入库——发货。1.2工艺制度在保证压缩比的条件下，坯料尺寸尽量小。加热时出炉温度应在1120˚—1150˚，温度不要过高，以免发生过热或过烧现象；用高压水去除表面的氧化铁皮，矫直时选用辊式矫直机矫直，开始冷却温度一般要尽量接近终轧温度，轧后快冷到相变温度以下，冷却速度大多选用5—10˚C或稍高一些。切边用圆盘式剪切机进行纵剪，然后用飞剪定尺。2第二章选择坯料设计中厚板产品牌号：45,产品规格：h×b×l=8×1800×13000。按厚度分：我国分类方法如下:0.001—0.2mm箔材，0.2—4mm薄板，4—20mm中板，20—60mm厚板,60—500mm特厚板,则所设计的产品为中厚板。因为连铸坯更加节能，组织和性能好，成材率高；主要用于生产厚度小于80mm中厚板，则产品所选的坯料用连铸坯。根据所设计的产品的尺寸h×b×l=8×1800×13000，设计坯料的尺寸。2.1坯料厚度的确定产品的厚度h为8mm，首先选取压缩比，压缩比由经验值选取，选取的最低标准为6-8，考虑到成材率，因此压缩比选取8，则坯料厚度H为64mm；2.2坯料长度的确定由成品（b+△b）←坯长L，展宽为500~700,取展宽为600mm，则L=（1800+200）-600=1400mm。2.3坯料宽度的确定根据体积不变原理，坯料在轧制过程中会产生废料，选取成材率K=99%，我们选取切头尾△L=100mm,切边△b=100mm,根据体积不变定可得：99%×H×B×L=(l+2×100)×(b+2×100)×8;带入数据解得：B=2381mm，取B=2380mm，再次校核K=99.04%。所以最终得到坯料尺寸为：H×B×L=64×1400×2380mm。3第三章变形量分配3.1轧制方法的确定先经过二辊轧机纵轧一道,然后转90度，横轧到底。3.2道次压下量的确定坯料尺寸：H×B×L=64×1400×2380mm，则总的压下量为64–8=56mm。根据经验值选取轧制道次n=12，制定压下规程。由于开始轧制时受咬入能力限制，所以在轧制前设计一个除鳞箱，保证咬入能力较好，并选取咬入条件较好的经验方法。道次压下量与道次关系如图1所示。由图1所示，各道次的压下量逐渐减小，同时幅度也在逐渐减小，所以粗轧的压下量较大，而精轧的压下量较小。设定总轧制道次为十二道次，粗轧为七道次（选取二辊可逆轧机），精轧为后五道次（选取四辊可逆轧机）。制定压下规程如表1。表1道次压下量的分配道次轧制方式机架轧件厚度h/mm轧件度宽b/mm轧件长度l/mm压下量△h/mm变形程度/%0除鳞高压水64238014001纵轧二辊44.82380200019.2302横轧二辊3120003439.4813.830.803横轧二辊2520004264.96619.354横轧二辊2120005077.334165横轧二辊1820005923.56314.296横轧二辊1520007108.27316.677横轧二辊1320008201.85213.338横轧四辊1220008885.3317.699横轧四辊1120009693.0918.3310横轧四辊10200010662.4019.0911横轧四辊9200011847.11110.0012横轧四辊8200013328.00111.11图1道次压下量分配原则道次n道次△h4第四章变形工具的设计4.1二辊可逆轧机轧辊的确定初轧机轧辊受力较大且有冲击负荷，应有足够的强度，而辊面硬度可放在第二位，含Cr、Ni、Mo等合金的的铸钢轧辊使用于轧制合金钢，所以粗轧选用铸钢轧辊轧制合金钢。4.1.1辊身长度L由L=bmax＋abmax=2000mm当b=1000-2500mma=150-200mm取a=200mm，所以L=2000＋200=2200mm。4.1.2辊径尺寸中厚板轧机L/D=2.2-2.8取L/D=2.5得D=802mm取800mm。4.1.3辊颈尺寸查表3-5取d/D=0.75(轧钢机械邹家祥主编)得d=608mm取d=600mm，辊颈长度l取d/l=1得l=600mm。4.1.4辊头设计因为对于中厚板轧机来说轧辊调整行程比较大，倾角在8˚-12˚间所以应选择万向辊头。各部分的尺寸关系如下Dmin=Dmax－Dmax×重车率中厚板轧机最大重车率5%-8%取5%Dmin=800－800×5%=760mmD1=Dmin－(5-15mm)取D1=Dmin－5=755mm；S=（0.25-0.28）D1取S=0.25D1=188.75mm；a=(0.5-0.6)D1取a=0.5D1=377.5mm；b=(0.15-0.2)D1取b=0.2D1=151mm；c=b=151mm。4.1.5辊颈与辊身的过度圆角r由r/D=0.1—0.12取0.1得r=0.1×800=80mm，5图2轧辊示意图4.1.7校核咬入条件咬入角一般α=15～25度，取α=20，hmax=（1-cos20）×D=（1-cos20）×800=48.2mm，粗轧各道次压下量h最大为19.2mm，满足咬入。4.2四辊可逆轧机轧辊的确定精轧选用四辊可逆轧机，热轧机工作辊选择轧辊材料时以辊面强度为主多采用铸铁轧辊，而支承辊在工作中主要承受轧制力，且直径较大，要着重考虑强度和轧辊淬透性，多选用含Cr合金锻钢，因此四辊可逆轧机的工作辊选用铸铁轧辊，支承辊选用Cr合金锻钢]2[。四辊的尺寸设计与二辊相同，其中支承辊不传递扭矩，辊头不需设计。4.2.1支承辊设计4..2.1.1辊身长度设计和二辊一样L=2200mm。4.2.1.2辊径D2查表3-3(轧钢机械邹家祥主编)取L/D2=2.0得D2=1100mm。4.2.1.3辊颈尺寸取d2=D0.75d2=1100×0.75=825mm取d2=850mm。4.2.1.4辊颈长度l2l2/d2=1.0得l2=850mm。4.2.2工作辊设计4.2.2.1辊身设计同前L=2200mm。4.2.2.2辊径尺寸据经验当轧件较厚时由于要求较大工作辊直径，取D2/D1较小值由表3-3得(轧钢机械邹家祥主编)取D2/D1=1.6得D1=687.5mm取D1=700mm。64.2.2.3辊颈尺寸取d1/D1=0.65d1=450mm取l1/d1=1得l1=450mm。4.2.2.4辊颈与辊身的过度圆角r1取r1=0.1D1=70mm。4.2.2.5辊头设计选择万向辊头选择原因同二辊。各部分的尺寸关系如下所示：Dmin=Dmax－Dmax×重车率中厚板轧机最大重车率5%-8%取5%Dmin=700－700×5%=665D1=Dmin－(5-15mm)取D1=Dmin－5=660mm；S=（0.25-0.28）D1取S=0.25D1=165mm；a=(0.5-0.6)D1取a=0.5D1=330mm；b=(0.15-0.2)D1取b=0.2D1=132mm；c=b=132mm。4.2.2.6辊颈与辊身的过度圆角r2取r2=0.1D2=66mm。4.2.3校核咬入咬入角一般α=15-25，取α=20，hmax=（1-cos20）×=（1-cos20）×700=42.2mm，精轧各道次压下量△h最大为1mm，满足咬入。表2轧机尺寸表辊身辊颈辊头长度L(mm)直径D(mm)长度l(mm)直径d(mm)直径DI(mm)厚度S(mm)ａ(mm)ｂ(mm)ｃ(mm)二轧辊机2200800600600755188.75377.5151151四辊轧机工作辊2200700450450660165330132132支承辊22001100850850_____7第五章轧制力的计算5.1确定速度和时间制度因为轧件较长，各道次均选用梯形图，梯形图如图3所示。根据经验资料取加速度a=40rpm/s，减速度b=60rpm/s。前两道次为二辊轧制，受咬入能力限制，取咬入速度n1=10rpm，稳定轧制速度n2=30rpm，抛出速度n3=20rpm。由公式：加速轧制平均速度V11=πD（n1+n2）/120，V11=π×800(10+30)/120=837.33mm/s；加速轧制时间t11=(n2-n1）/a，t11=(30-10)/40=0.5s；轧辊速度V12=πDn/60，V12=π×800×30/60=1256mm/s；稳定轧制时间t12=1208012405602321222nnnnDnL=1.12s；减速轧制平均速度V13=πD（n2+n3）/120，V13=π×800(30+20)/120=1046.67mm/s；减速轧制时间t13=（n2-n3）/b，t13=(30-20)/60=0.17s。其中l——该道次轧后轧件长度，其他各道次轧制速度与轧制时间见表2。中间五道次，随着轧制进行到一定程度，设咬入速度n1=20rpm，稳定轧制速度n2=40rpm，抛出速度n3=20rpm，算法同上见表3由于第八道次开始为精轧，改为四辊轧制，以工作辊的直径计算D=700mm，设咬入速度n1=60rpm，稳定轧制速度n2=60rpm，抛出速度n3=30rpm。稳速轧制速度v1=πDn/60；减速轧制平均速度v2=πD（n2+n3）/120；减速轧制时间t2=（n2-n3）/b；稳速轧制时间8t1=1208012405602321222nnnnDnLV81=π×700×60/60=2198mm/s；V82=π×700×（60+30）/120=1648.5mm/s；t82=（60-30）/60=0.5s；t81=3.67s；各道次间