毕业设计论文6X2800mm中板轧制规程制定.docx
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毕业设计论文6X2800mm中板轧制规程制定
攀枝花学院
学生课程设计（论文）
题目：
6*2800mm中板轧制规程制定
学生姓名：
学号：
201111102003
所在院（系）：
材料工程学院
专业：
材料成型及控制工程
班级：
2011级压力加工班
指导教师：
肖玄职称：
助教
2014年10月13日
攀枝花学院教务处制
攀枝花学院本科学生课程设计任务书
题 目
6*2800mm中板轧制规程制定
1、课程设计的目的
通过本课程设计教学所要达到的目的是：
1、训练学生综合运用机械原理、金属塑性成型原理、金属凝固原理、成型工艺设备及设计等课程的理论知识独立思考、分析、初步解决材料成型工艺问题的技能，提高运算、设计绘图能力及查阅资料的技能；2、使学生熟练掌握工艺设计的步骤和方法；3、培养学生以理论为基础并结合生产实际进行工艺设计的设计思想。
4、为毕业设计（论文）及毕业后从事工程工作打下良好的基础。
2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）
内容：
1、根据所选的题目查阅相关的资料，认真理解题目的意图。
2、按要求设计计算出相应的轧制规程（孔型图）。
3、对照生产实际，对自己的设计进行综合评定、总结。
要求：
1、设计过程中要做到严谨、科学、切合实际。
2、要有一定的突破及创新。
3、设计说明书要严格按要求书写。
3、主要参考文献
[1]《轧钢车间设计基础》，袁康，北京钢铁学院压力加工系
[2]《板带钢轧制工艺指导书》，李登超
[3]《挤压工艺及模具》，贾俐俐等，机械工业出版社
[4]《冲模设计应用实例》，模具实用技术丛书编委会，机械工业出版社
[5]《塑性成形工艺与模具设计》，高锦张等，机械工业出版社
4、课程设计工作进度计划
第一周：
1、认真领会指导书中所给题目的内容，查阅相关的资料。
2、根据自己的理解形成初步的设计方案。
第二周：
1、对自己的设计方案进行修改。
2、书写设计说明书。
指导教师（签字）
肖玄
日期
2014年10月9日
教研室意见：
同意。
孙青竹
2014年10月11日
学生（签字）：
接受任务时间：
年月日
课程设计（论文）指导教师成绩评定表
题目名称
6*2800mm中板轧制规程制定
评分项目
分值
得分
评价内涵
工作
表现
20%
01
学习态度
6
遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学工作态度。
02
科学实践、调研
7
通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。
03
课题工作量
7
按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。
能力
水平
35%
04
综合运用知识的能力
10
能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题，能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。
05
应用文献的能力
5
能独立查阅相关文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。
06
设计（实验）能力，方案的设计能力
5
能正确设计实验方案，独立进行装置安装、调试、操作等实验工作，数据正确、可靠；研究思路清晰、完整。
07
计算及计算机应用能力
5
具有较强的数据运算与处理能力；能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。
08
对计算或实验结果的分析能力（综合分析能力、技术经济分析能力）
10
具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。
成果
质量
45%
09
插图（或图纸）质量、篇幅、设计（论文）规范化程度
5
符合本专业相关规范或规定要求；规范化符合本文件第五条要求。
10
设计说明书（论文）质量
30
综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学。
11
创新
10
对前人工作有改进或突破，或有独特见解。
成绩
指导教师评语
指导教师签名：
年 月 日
目录
摘要1
第1章生产工艺3
1.1制定生产工艺及工艺制度3
1.1.1制定生产工艺3
1.1.2制定生产制度3
1.2坯料选择3
1.3变形量分配4
第2章设计变形工具5
2.1二辊轧机尺寸设计5
2.2设计四辊轧机尺寸5
2.3校核咬入能力5
第3章计算能力参数5
3.1选择速度图6
3.2设计轧制速度6
3.3速度图（梯形图）6
3.4计算各道次时间7
3.5计算各道次轧制温度7
3.6计算各道次变形程度8
3.7计算各道次平均单位压力8
第4章校核8
4.1二辊轧机强度校核8
4.2计算各道次轧制力矩9
4.3附加摩擦力矩确定9
4.4空转力矩的确定9
4.5动力矩的计算9
设计心得体会10
参考文献10
摘要
我国习惯上称4-20mm厚的板材为中板。
中板大约有两百年的生产历史，他是国家现代化不可缺少的一项钢铁品种，广泛应用于大直径输送管、压力容器、锅炉、桥梁、海洋平台等领域。
使用温度要求较广（200-600℃），使用环境要求复杂（耐候性、耐蚀性等），使用强度要求较高（高韧性、焊接性能好等）。
一个国家的中板轧机水平也是一个国家钢铁工业装备水平的标志之一，进而在一定程度上也是一个国家工业水平的反映。
随着我国的工业发展，对中班产品无论从数量上还是从质量上都提出更高的要求。
轧制出质量优良的中板至关重要，因此中板的正确轧制、工艺流程、每个环节的控制都为重中之重本文以6mm*2800mm中板轧制规程为例，展示整个中版轧制的工艺流程。
关键词：
中板，轧制规程，工艺流程
第1章生产工艺
1.1制定生产工艺及工艺制度
1.1.1制定生产工艺
原料的选择→加热→除鳞→纵轧二道（使宽度接近成品宽度→转90℃横轧到底→矫直→冷却→定尺→表面尺寸形状检查→力学性能实验→标记→入库→发货。
1.1.2制定工艺制度
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1120-1300℃，温度不要过高，以免发生过热或过烧现象；用高压水除去表面的氧化铁皮；矫直时采用棍式矫直机矫直，开始冷却温度一般要尽量接近纵轧温度，轧后快冷却到相变温度以下，冷却速度大多选用5-10℃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。
1.2坯料选择
坯料的发展趋势是使用连铸坯。
一般认为连铸坯的压缩比为3-5左右（也有资料认为应大于8），我国压缩比一般在8以上，考虑到成材率，因此本设计压缩比选取9，则坯料厚度为H=45mm。
由成品宽展为500-700取宽展为600，根据经验系数选取坯料宽度B=2100mm。
1.3变形量分配
总压下量=45-6=39。
根据经验值选取轧制道次n=8次，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，保证咬入能力良好，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一所示
图1道次与压下量关系图
各道次的压下量逐渐减小同时幅度也在逐渐减小，所以粗扎压下量较大，占总压下量80%左右，精轧占20%左右。
设定粗扎为5道次（选取二辊可逆轧机），精轧为后3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
轧件宽度
b/mm
压下量
Δh/mm
变形程度
∑/%
0
除鳞
高压水
45
2100
1
横轧
二辊
40
2300
5
11.1
2
横轧
二辊
35
2500
5
12.5
3
横轧
二辊
30
2700
5
14.3
4
横轧
二辊
25
2900
5
16.7
5
横轧
二辊
20
2900
5
20.0
6
纵轧
四辊
18
2900
2
10.0
7
纵轧
四辊
16
2900
2
11.1
8
纵轧
四辊
14
2900
2
12.5
9
纵轧
四辊
12
2900
2
14.3
10
纵轧
四辊
10
2900
2
16.7
11
纵轧
四辊
8
2900
2
20.0
12
纵轧
四辊
6
2900
2
25.0
第2章设计变形工具
2.1二辊轧机尺寸设计
辊身长度
由L=bmax+a，又因为bmax=2100mm，当bmax=1000-2500时，a=150-200，取a=200，则L=2200+200=2400mm
辊径尺寸
中厚板轧机L/D=2.2-2.8,则D=857-1090，取D=880mm
辊颈尺寸
去d/D=0.75得d=660mm
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°之间，所以应该选择万向辊头
2.2设计四辊轧机尺寸
支撑辊
同前L=2400mm，L/D2=2.得D2=1200mm，取d2/D2=0.75得d2=1200*0.75=900mm，辊颈长度l2/d2=1.0，则l2=900mm
工作辊
同支撑辊计算方法可得L=2400mm，d1=600mm，l1=600mm，r1=80mm
2.3校核咬入能力
热轧钢时咬入角一般为15°-22°，低速咬入可取为20°。
第3章计算能力参数
3.1选择速度图
由于整个轧制过程中，轧件较长，所以选择梯形图形较理想。
3.2设计轧制速度
目前，可逆式中厚板轧机的轧辊咬入和抛出转速一般在10-20rpm和15-25rpm范围内选择，精轧机的轧辊咬入和抛出转速一般在20-60rpm和20-30rpm范围内选择，根据经验资料取平均加速度a=40rpmm/s，平均减速度b=60rpm/s.
所以在二辊轧机上轧制时，取咬入转速n1=20rpm，n23.3速度图（梯形图）
图二梯形速度图
3.4计算各道次时间
各道次的纯轧时间可由各道轧件轧后的长度l、角加速度a、角减速度b、轧辊直径D等确定。
梯形速度图的纯轧时间由加速轧制时间t1,匀速轧制时间t2，减速轧制时间t3三部分组成，即
tz=t1+t2+t3
t1=（n2-n1）/a;t3=（n2-n3）/b;
t2=[60l/πd+n1*n1/2a+n3*n3/2b-（a+b）n2*n2/2ab]/（n*n）
运算结果见表2
3.5计算各道次轧制温度
在中厚板轧制时的温降计算采用古诺夫公式:
Δt=（t1-400）（Z/h）/16
t1为前一道次轧件温度
运算结果见表2
咬入/
（r/min）
稳速/
（r/min）
抛出/（r/min）
轧制时间/
s
间隙时间/
s
轧制温度/℃
变形速率/s
20
40
20
1.83
860
4.1
20
40
20
2.04
5
858
4.3
20
40
20
2.31
5
855
4.3
20
40
20
2.63
5
853
4.4
20
40
20
3.01
5
851
4.5
20
40
20
3.43
5
848
4.7
20
40
20
3.79
4
846
4.8
20
40
20
4.22
4
844
4.8
20
40
20
4.60
4
841
5.0
20
40
20
5.02
3
838
5.5
20
40
20
5.47
3
836
5.7
30
40
40
5.99
3
832
6.0
表2速度时间制定
3.6计算各道次变形程度
各道次压下率ε1=√（Δh/R）/（H+h）*100%
各道次平均变形率ε=2V√（Δh/R）/（H+h）
运算结果见表1
3.7计算各道次平均单位压力
选用志田茂公式Pcp=Kn
式中K为材料强化屈服强度；n为应力状态系数。
运算结果见表3
第4章校核
4.1二辊轧机强度校核
为满足轧辊强度条件，金属对轧辊的总压力必须小于轧辊强度所决定的最大允许压力，由此决定最大允许压下量Δhmax；
Δhmax=1/R（Pmax/pB）（Pmax/pB）
p为平均单位压力；R为轧辊半径；B为中板宽度；Pmax为轧辊的最大允许压力
4.2计算各道次轧制力矩
由于四辊轧机附加摩擦力很小，若忽略不计，近似可得Mmax=0.4d³，运算结果见表三。
4.3附加摩擦力矩确定
附加摩擦力矩是指克服摩擦力所需的力矩，此摩擦时轧件通过轧辊时在轧机传动机构和轴承中产生的。
组成附加摩擦力的主要部分是轧辊轴承中的摩擦力矩。
对于四辊轧机其附加摩擦力矩等于
Mm=Mm1/in1*D1/D2+（1/n1-1）Mz/i
式中，D1,D2分别为工作辊和支撑辊直径。
运算结果见表3。
4.4空转力矩的确定
空转力矩是指在空转时转动轧机一系列零件（轧辊、接轴、联轴器和齿轮等）所需的力矩，一般是根据转动的零件种类和重量及其轴承中的摩擦圆半径来计算。
但由于这些转动的零件重量、轴承直径和摩擦因数以及它们转速不同，所以空转力矩应等于换算到主机轴上的转动每一个零件所需的力矩之和，即
Mk=∑Mkn
运算结果见表3。
4.5动力矩的计算
动力矩只产生在轧辊不均匀转动时，可认为不产生动力矩。
表3力矩表
平均单位压力/Mpa
系数
轧制压力/MPa
力矩/（t*m）
摩擦力矩
空转力矩
轧制力矩
总力矩
130
0.95
3.382
14.6
10.8
180
205.4
133
0.97
3.902
13.5
10.8
165
189.3
136
0.97
3.293
16.5
10.8
140
167.3
139
0.99
3.405
12.8
10.8
198
221.6
141
1.01
3.678
11.1
10.8
156
177.9
143
1.01
3.199
13.8
10.8
178
202.6
145
1.08
3.253
15.2
10.8
192
218.0
147
1.08
3.372
12.5
10.8
146
169.3
150
1.10
3.544
14.6
10.8
173
198.4
152
1.12
3.211
11.8
10.8
186
208.6
154
1.12
3.180
11.9
10.8
164
186.7
设计心得体会
经过这次中厚板轧制规程课程设计，我进一步了解了中厚板轧制规程的设计过程，使得在书本和课堂上学到的知识能与实践相结合，加强了我的中厚板轧制规程设计的知识，我对中厚板轧制规程设计工艺产生更浓厚的兴趣，使个人的中厚板轧制规程设计工艺的能力得到综合运用，做到设计理论论据充分，设计方案力求合理。
增强对中厚板轧制规程设计工艺的独立工作能力，以严谨的科学态度和正确的设计思想完成设计，为今后的学习和工作打好基础。
我运用中厚板轧制规程的设计工艺的知识完成本次设计，在设计的在过程中我同时意识到自己知识的缺乏，还未达到成熟的设计水平，思索将来，在这充满挑战和竞争的社会中，我要更加努力来迎接挑战，挑战自我、战胜自我、跨越自我。
参考文献
[1]庞玉华等金属塑性加工学:
西北工业大学出版社，2011
[2]王平等金属塑性成形学:
冶金工业出版社，2006
[3]曲克轧钢工艺学:
冶金工业出版社，2008
[4]王廷浦，齐克敏等金属塑性加工学:
冶金工业出版社，2001
[5]王有铭等型钢生产理论与工艺:
冶金工业出版社，1996
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