工字钢多对共轭孔型的建模方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工字钢建模方法领域，尤其是一种工字钢多对共轭孔型的建模方法。
【背景技术】
[0002]乳制型钢用的三辊横列式乳机，一般有三个机架(或叫乳机)，第一机架及第二机架为三辊乳机，第三机架为两辊乳机(通常配置成品孔型)，三架乳机并在一排，由一台电机或两台电机带动。乳制过程电机转动方向不变，乳件靠导卫及升降台在中下辊及上中辊两条乳制线之间来回乳制。用中型横列式乳机乳制工字钢的工艺中，有生产“中型”工字钢(如14号工字钢、16号工字钢)的，但是乳制过程乳制力大，断辊频繁，乳制节奏等问题突出，基本属于无法正常生产的状态。中型乳机乳制中小型的14、16号工字钢通常采用150方钢坯料，第一、二架乳机乳辊工作长度不超过1500mm(太宽乳机刚度不够)，每架乳机乳辊上只能配置4个孔型(如果一机架配置5孔型后辊环宽度过小，掰辊环机率十分高)。第三架乳机为成品乳机只乳一道次，乳辊工作长度一般为900mm-1500mm。
[0003]通常，第一、二、三架乳机孔型配置数量分别为5-3-1或5-5-1。
[0004]5-3-1配置时，乳制道次共9道次，每道次压下量大、乳制力大，断辊率高，特别是第一机架咬入困难。
[0005]5-5-1配置时，第一架乳制力较大，5个孔型辊环的宽度小，强度低，易产生掰辊环的事故。第二架乳机各道次乳制力较均匀，但乳制时间长，与第一架乳制节奏不匹配，生产效率低下。
[0006]7-3-1是该类型型钢乳制的最佳配置方式，第一机架乳制道次多，可大幅度降低5道次配置的的乳制负荷，同时由于各道次乳件短、乳制时间短与第二机架的3道次乳制时间相匹配，生产效率也较高。
[0007]但是，如何在只能配置4-5个不同孔型的(道次)乳辊上配置出7个不同的孔型，成为了本领域尚未解决的技术难题。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题是提供一种能够大幅度降低乳辊有效长度要求，甚至减少乳机架数以及保证乳制力合理分配的多对共轭孔型的建模方法。
[0009]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:工字钢多对共轭孔型的建模方法，包括以下步骤:
[0010]A、首先，按常规孔型建模方法完成各个孔型的建模，得到非共轭孔型，以从大体建模方向上保证各个孔型、各个部位的金属变形的合理性；
[0011]B、其次，确定其中一组共轭孔型(Kl、K2)的腰厚尺寸并对步骤A中的孔型的曲线进行相应调整，其中Kl孔型的腰厚为Kl腰厚，K2孔型的腰厚为K2腰厚，C为在中辊上的共用腰厚尺寸，且C= (Kl孔型的腰厚+K2孔型的腰厚)/4±T，其中T为常量，T的取值范围为 5~1Omm ；
[0012]C、确定工字钢腿部厚度并对步骤B中的孔型的曲线进行相应调整，所述工字钢腿部厚度具体分为以下四个子步骤进行确定:
[0013]a、开口腿进闭口腿时腿根侧压的变薄量取l_7mm ;
[0014]b、开口腿进闭口腿时腿尖侧压的变薄量取0-3_ ;
[0015]C、闭口腿进开口腿时腿根侧压的变薄量取2-10mm ；
[0016]d、闭口腿进开口腿时腿尖侧压的变薄量取1-10_ ;
[0017]其中，处于常规孔型设计中辊共用部分的闭口腿厚度相等同；
[0018]D、确定工字钢腿部高度并对步骤C中的孔型的曲线进行相应调整，腿高为常规孔型设计值加上5-15mm的调整值；
[0019]剩余的共轭孔型建模:重复上述步骤B至步骤D的建模步骤，直至完成所有共轭孔型的建模。
[0020]本发明的有益效果是:本发明巧妙的利用常规孔型设计方法得到的基础孔型，根据各个步骤的过渡演变改进，很好的得到了最终的7个孔型配置，且其中配置有3对共轭孔型，这在型钢生产史上尚属首次。本建模方法由于在初期按常规孔型设计方法完成各个孔型的设计，故而从大体设计方向上保证了各个孔型、各个部位的金属变形的合理性；在此基础之上，再对各孔型依次进行改进，这样的渐进式设计方式不仅可以保证基础设计的准确，也可以大大的降低设计人员设计时的劳动量，大大提高了共轭孔型的设计效率。本发明尤其适用于7个孔型配置在同一乳机的建模工艺中。
【附图说明】
[0021]图1是常规孔型建模方法完成各个孔型的示意图。
[0022]图2是本发明中辊处共用线的示意图。
[0023]图3是本发明一组共轭孔型尺寸调整的示意图。
[0024]图4是本发明建模完成后得到的孔型示意图。
[0025]图中标记为:上辊1、常规孔型建模上辊11、常规孔型建模中辊12、常规孔型建模下辊13、中辊2、下辊3、开口腿4、闭口腿5、带角度的孔型中心线6、配辊孔型中心线7、共用线8、开口腿根厚(K2B、K1B)、闭口腿根厚(GB)、腿高(GH)、腿尖厚(KlH)、、
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0027]如图1、图2、图3、图4所示的工字钢多对共轭孔型的建模方法，包括以下步骤:
[0028]A、首先，按常规孔型建模方法完成各个孔型的建模，得到非共轭孔型，以从大体建模方向上保证各个孔型、各个部位的金属变形的合理性；
[0029]B、其次，确定其中一组共轭孔型(Kl、K2)的腰厚尺寸并对步骤A中的孔型的曲线进行相应调整，其中Kl孔型的腰厚为Kl腰厚，K2孔型的腰厚为K2腰厚，C为在中辊上的共用腰厚尺寸，且C= (Kl孔型的腰厚+K2孔型的腰厚)/4±T，其中T为常量，T的取值范围为 5~1Omm ；
[0030]C、确定工字钢腿部厚度并对步骤B中的孔型的曲线进行相应调整，所述工字钢腿部厚度具体分为以下四个子步骤进行确定:
[0031]a、开口腿(4)进闭口腿(5)时腿根侧压的变薄量取l_7mm ;
[0032]b、开口腿(4)进闭口腿(5)时腿尖侧压的变薄量取0_3mm ;
[0033]c、闭口腿(5)进开口腿⑷时腿根侧压的变薄量取2-10mm;
[0034]d、闭口腿(5)进开口腿⑷时腿尖侧压的变薄量取1-1Omm ;
[0035]其中，处于常规孔型建模中辊(12)共用部分的闭口腿厚度相等同；
[0036]D、确定工字钢腿部高度并对步骤C中的孔型的曲线进行相应调整，腿高(GH)为常规孔型建模值加上5-15mm的调整值；
[0037]剩余的共轭孔型建模:重复上述步骤B至步骤D的建模步骤，直至完成所有共轭孔型的建模。
[0038]对于常规孔型建模方法，有以下说明，如图1所示的，在常规孔型建模时，首先有常规孔型建模上辊11、常规孔型建模中辊12和常规孔型建模下辊13，孔型的设计正常考虑前后孔型的匹配关系即可，如图1中的K2孔的设计只需考虑与K1、K3孔相应部位的变形匹配，由于Κ1\Κ2\Κ3孔型没有在同一垂直(X)位置上，因此相互间没有共同的部位，即没有共用部分，后一个孔型的各个部位都可以对前一个孔型的来料相应部位产生变形。孔型设计按规则即可。上下对应的两个孔型只能使用规定的一个，且只乳制一道次，上辊和下辊的曲线形状相同且可以互换使用，图一中Κ1、Κ2…按行业规范，代表乳道次数。
[0039]而对于共轭孔型而言，所述共轭孔型由同一中辊2尺寸配合不同的上辊I及下辊3，形成不同的孔型，上下辊的曲线形状不同，上下对应的孔型为两个道次的孔型，如图4所示的，Κ1、Κ2共轭，Κ3、Κ4共轭，Κ5、Κ6共轭。一组共轭孔型配置在垂直(X轴)的同一位置上。与普通孔型设计相比，其特点是:上下辊不能互换使用，同一组共轭孔型的中辊2形状完全相同，即中辊共用。
[0040]本发明建模的主题思路是:先按常规孔型设计方法完成各个孔型的设计，以从大体方向上保证各个孔型、各个部位的金属变形合理性，然后进行尺寸修改完成共轭孔型的设计，从而完成最终的共轭孔型设计。
[0041]在上述步骤B中，所述的Kl腰厚具体为图3中所示的长度(A+C)，即Kl孔型的腰厚为(A+C)段厚度，Κ2腰厚具体为图3中所示的长度(B+C)，即Κ2孔型的腰厚为(B+C)段厚度，由此上述两个厚度尺寸，即可得出中辊上的共用腰厚尺寸C的取值。对于步骤C，由于腿部厚度分腿根厚度和腿尖厚度，因此需要分为四个子步骤进行。对于步骤D中的调整范围，一般常规孔型设计值加上5-15_的调整值。
[0042]本发明的构思结合了传统的建模方法，但于此同时的，又实现了创造性的突破，在利用传统设计方式的优势的同时，有利用渐进式的尺寸修改方式，很好的过渡出了最终的合格的共轭孔型产品。本发明的这种方法不仅可以很好的保证孔型符合基本的各个孔型、各个部位的金属变形的合理性，又可以很快捷的实现共轭孔型的设计，尤其适用于对工字钢多对共轭孔型的设计，相信，本发明具有十分广阔的市场推广前景，并大大提高我国相关领域的设计能力。
【主权项】
1.工字钢多对共轭孔型的建模方法，其特征在于，包括以下步骤: A、首先，按常规孔型建模方法完成各个孔型的建模，得到非共轭孔型，以从大体建模方向上保证各个孔型、各个部位的金属变形的合理性； B、其次，确定其中一组共轭孔型(K1、K2)的腰厚尺寸并对步骤A中的孔型的曲线进行相应调整，其中Kl孔型的腰厚为Kl腰厚，Κ2孔型的腰厚为Κ2腰厚，C为在中辊上的共用腰厚尺寸，且C= (Kl孔型的腰厚+Κ2孔型的腰厚)/4±Τ，其中T为常量，T的取值范围为5-10mm ； C、确定工字钢腿部厚度并对步骤B中的孔型的曲线进行相应调整，所述工字钢腿部厚度具体分为以下四个子步骤进行确定: a、开口腿⑷进闭口腿(5)时腿根侧压的变薄量取l-7mm; b、开口腿⑷进闭口腿(5)时腿尖侧压的变薄量取0-3mm; c、闭口腿(5)进开口腿⑷时腿根侧压的变薄量取2-10_; d、闭口腿(5)进开口腿⑷时腿尖侧压的变薄量取1-1Omm; 其中，处于常规孔型设计中辊(12)共用部分的闭口腿厚度相等同； D、确定工字钢腿部高度并对步骤C中的孔型的曲线进行相应调整，腿高(GH)为常规孔型设计值加上5-15mm的调整值； 剩余的共轭孔型建模:重复上述步骤B至步骤D的建模步骤，直至完成所有共轭孔型的建模。
【专利摘要】本发明涉及工字钢建模方法领域，尤其是一种能够大幅度降低轧辊有效长度要求，甚至减少轧机架数以及保证轧制力合理分配的多对共轭孔型的建模方法。包括以下步骤：A、首先，按常规孔型建模方法完成各个孔型的建模，得到非共轭孔型；B、其次，确定其中一组共轭孔型(K1、K2)的腰厚尺寸并对步骤A中的孔型的曲线进行相应调整；C、确定工字钢腿部厚度并对步骤B中的孔型的曲线进行相应调整；D、确定工字钢腿部高度并对步骤C中的孔型的曲线进行相应调整，腿高(GH)为常规孔型设计值加上5-15mm的调整值；剩余的共轭孔型建模：重复上述步骤B至步骤D的建模步骤，直至完成所有共轭孔型的建模。本发明尤其适用于7个孔型配置在同一轧机的建模工艺中。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105095572
【申请号】CN201510411797
【发明人】陶功明, 朱华林, 范红平, 官旭东, 宋建国, 吕攀峰
【申请人】攀钢集团攀枝花钢钒有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年7月14日