[發明專利]三輥孔型軋制棒材橫斷面面積計算方法

有效

• 申請號: 201811316452.5
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109376444B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 帥美榮;劉鑫;李偉;毛飛龍;唐佳偉
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/18;B21B1/18
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 王思俊

一種三輥孔型軋制棒材工序中軋件橫斷面面積的計算方法，屬于金屬棒線材生產技術領域。其特征之一是圓軋件在平三角孔型中變形的橫斷面面積計算方法：確定軋件變形后在孔型輥縫區域的輪廓為一段圓弧，計算圓弧的圓心及半徑，確定軋件斷面形狀，從而計算出軋件橫斷面面積。其特征之二是三角軋件在圓孔型中變形的橫斷面面積計算方法：確定軋件變形后在孔型輥縫區域的輪廓為一段直線段，計算出直線段的位置，確定軋件斷面形狀，從而計算出軋件橫斷面面積。本發明的優點及積極效果是：（1）避開孔型填充系數的選取，提高軋件橫斷面計算精度，減小設計誤差；（2）有助于保證棒材連軋順利進行；（3）不同孔型系統有不同計算模型，使用方便。

技術領域：

本發明屬于金屬棒線材生產技術領域，具體涉及一種三輥孔型軋制棒材橫斷面面積計算方法。

背景技術：

棒線材連續軋制成型技術有二輥軋制和三輥軋制。二輥連續軋制變形速率高，生產節奏快，投資大，適合于鋼鐵材料大規模生產；相比較而言，三輥連續軋制中軋件三向受壓，材料塑性變形好，軋制過程中產生的寬展小，引起的形變能量小，每一道次軋制造成材料升溫小，設備結構緊湊，投資小，見效快，尤其適合于鈦、鋯、鎳等有色金屬及特殊材料的小批量、多品種生產。

三輥連續軋制棒線材，精確估量軋件橫斷面形狀及計算橫斷面面積是保證孔型設計合理和連續軋制順利進行的前提。傳統的三輥孔型中，軋件橫斷面面積計算方法及三輥孔型設計步驟如下：

(1)選擇孔型系統，如弧三角-圓孔型系統、平三角-圓孔型系統、異型孔型系統、非對稱孔型系統等；

(2)計算總延伸系數λ_∑；

(3)選擇平均延伸系數確定軋制道次n；

(4)分配道次延伸系數λ，選擇道次填充系數η；

(5)確定各道次的孔型形狀系數K，如弧三角孔型形狀系數K為0.6675，平三角孔型形狀系數K為0，圓孔型形狀系數K為1.732；

(6)計算各道次的孔型基本模數；

(7)確定各道次孔型尺寸F；

(8)按照填充系數，計算各道次三輥孔型中軋件橫斷面面積F_Z；

(9)計算各道次軋輥工作直徑，各道次軋制速度；

(10)繪制孔型圖。

然而，在步驟(8)中，三輥軋機孔型填充系數一般在0.8～0.95之間，范圍較大，選取不當直接導致軋件橫斷面面積計算誤差較大，影響后續軋制參數的計算。

發明內容:

本發明目的是提供一種三輥孔型軋制棒材工序中軋件橫斷面面積的計算方法，可有效地克服現有技術存在的缺點。

本發明是這樣實現的，其特征在于有兩種情況分別實施步驟如下：

(1)對圓軋件在平三角孔型中變形的橫斷面面積計算方法是:

如圖1所示，當圓軋件在平三角孔型中變形，以棒材1/3截面為例，圓軋件與軋輥的交點A沿著平三角孔型流動至A′位置，圓軋件與軋輥的交點B沿著平三角孔型流動至B′位置，圓軋件上位于點A與點B中間的點C流動至C′位置，變為是以點E為圓心，EC^/、EA^/、EB^/為半徑的一段圓弧，該圓弧具體確定方法如下：

點E位于平三角孔型中心線上，假設點O是平三角孔型的中心點，OE的距離用變量e表示，根據函數關系公式(1)確定點E的位置。即

式中：

F₀為軋制前軋件的橫斷面面積；