《孔型设计》课程教学资源（试卷习题）试卷B（答案）

孔型设计（2012-2013第一学期）试卷B答案1.何谓堆或拉钢系数及堆或拉钢率？二者关系如何表示？（8分）答：堆钢或拉钢率==C.（2分）C,-1上式若为正值称拉钢率，负值则为堆钢率。（1分）式中C,、Ci-,顺轧制过程第i、i-1架的连轧常数。也可以用堆拉钢系数表示，写成：9,=C,/C-1 (2分)β,大于1为拉钢，小于1为堆钢。（1分）堆拉率与堆拉系数的关系为：Φ,=,-1 (2分)2.何谓横梁？对横梁的设计和使用应注意什么？（5分）答：横梁（导板梁)，它是固定导卫装置用的。（1分）横梁的断面尺寸一般是根据横梁的长度确定。横梁厚度为其长度的十分之一，横梁宽度约为其厚度的三分之二横梁两侧面的斜度以1：6较好，此外上横梁也有用矩形断面的。（2分）横梁不仅要有足够的强度，而且要能在牌坊中固定牢固和装卸方便：导卫装置在横梁上的固定也要保证牢固和装卸方便。（2分）3.试述延伸孔型系统的作用？并列举至少3种延伸孔型系统？（5分）答：延伸孔型的作用是压缩轧件断面，为成品孔型系统提供红坏，它对产品轧制的质量和生产率有很大影响。（2分箱型孔型系统；（1分）椭圆-圆：（1分）菱一方：（1分）4.什么是开口孔、闭口孔并画图说明？（7分）答：轧辊辊缝在孔型周边卜的称为开口孔型。（1.5分）轧辊辊缝在孔型周边之外的称为闭口孔型。（1.5分）

孔型设计（2012-2013 第一学期）试卷 B 答案 一. 1. 何谓堆或拉钢系数及堆或拉钢率？二者关系如何表示？ (8 分) 答： 堆钢或拉钢率 1 1 i i i i C C C  − − − = （2 分） 上式若为正值称拉钢率，负值则为堆钢率。（1 分） 式中 Ci 、Ci−1 顺轧制过程第 i 、i −1 架的连轧常数。 也可以用堆拉钢系数表示，写成： i i i = C C −1 （2 分） i 大于 1 为拉钢，小于 1 为堆钢。（1 分） 堆拉率与堆拉系数的关系为： 1   i i = − （2 分） 2. 何谓横梁？对横梁的设计和使用应注意什么？ (5 分) 答： 横梁(导板梁)，它是固定导卫装置用的。（1 分） 横梁的断面尺寸一般是根据横梁的长度确定。横梁厚度为其长度的十分之一，横梁宽度约为其厚度的三分之二。 横梁两侧面的斜度以 1：6 较好，此外上横梁也有用矩形断面的。（2 分） 横梁不仅要有足够的强度，而且要能在牌坊中固定牢固和装卸方便；导卫装置在横梁上的固定也要保证牢固和装 卸方便。（2 分） 3.试述延伸孔型系统的作用？并列举至少 3 种延伸孔型系统？(5 分) 答： 延伸孔型的作用是压缩轧件断面，为成品孔型系统提供红坯，它对产品轧制的质量和生产率有很大影响。（2 分） 箱型孔型系统；（1 分）椭圆-圆；（1 分）菱—方；（1 分） 4. 什么是开口孔、闭口孔并画图说明？ (7 分) 答： 轧辊辊缝在孔型周边卜的称为开口孔型。(1.5 分) 轧辊辊缝在孔型周边之外的称为闭口孔型。(1.5 分)

闭口孔型开口孔型（每图2分）5.何谓连轧常数？为什么要计算连轧常数？（5分）答：一根轧件同时在两架以上轧机的孔型中轧制称为连轧，设计型钢连轧机孔型时，要求在同一单位时间内通过连轧的任一孔型的金属体积都相等即为连轧常数。（2分）如果连轧常数不相等，在机架间会产牛拉力或推力，发牛拉钢或堆钢现象，拉力较大时，使金属充不满孔型，轧件断面尺寸减小，甚至可能拉断轧件；而推力较大时，使孔型过充满产生“耳子”、折送等缺陷，堆钢严重时会造成生产或设备事故。（3分）二：若轧辊的名义直径为600mm，其轧辊重车率为10%，试求其最大与最小直径？（10分）答：今)D。=(1+1%）60060m（5 分，写出公式给2.5 分：数值代入正确，结果错误减0.5 ）KDmax=(1+=21号)D,=(1-10%）600=570mm（5分，写出公式给2.5 分；数值代入正确，结果错误减0.5分）Dmax =(1- 22三.已知，菱一方孔型系统中轧件的大方边长A=80mm，小方边长a=65mm，按轧件顶点计算压下量的宽展系数β孔=0.4，β小方孔=0.3。求中间菱形轧件的高度h和宽度b？（10分）答：B+ HBbB-hB_80+80×04-65×0.4-65×0.4x0.3 -165.7m=41- β,β21-0.4×0.3（5分，写出公式给2.5分；数值代入正确，结果错误减0.5分）h = b+hB-BB-HBB_ 65+65×0.3-80x0.3-80×0.4×0.3-134.5mm1-β,β21-0.4×0.3（5分，写出公式给2.5分；数值代入正确，结果错误减0.5分）

（每图 2 分） 5. 何谓连轧常数？为什么要计算连轧常数？ (5 分) 答： 一根轧件同时在两架以上轧机的孔型中轧制称为连轧，设计型钢连轧机孔型时，要求在同一单位时间内通过连轧 的任一孔型的金属体积都相等即为连轧常数。（2 分） 如果连轧常数不相等，在机架间会产牛拉力或推力，发牛拉钢或堆钢现象，拉力较大时，使金属充不满孔型， 轧件断面尺寸减小，甚至可能拉断轧件；而推力较大时，使孔型过充满产生“耳子”、折迭等缺陷，堆钢严重时会 造成生产或设备事故。（3 分） 二．若轧辊的名义直径为 600mm，其轧辊重车率为 10%，试求其最大与最小直径？（10 分） 答： max 0 10% (1 ) 1 2 2 K D D = + = + （ ）600=660mm （5 分，写出公式给 2.5 分；数值代入正确，结果错误减 0.5 分） max 0 10% (1 ) 1 2 2 K D D = − = − （ ）600=570mm （5 分，写出公式给 2.5 分；数值代入正确，结果错误减 0.5 分） 三．已知，菱—方孔型系统中轧件的大方边长 A = 80 mm，小方边长 a = 65 mm，按轧件顶点计算压下量的宽展系 数  = 0.4 菱孔 ， 小方孔 = 0.3 。求中间菱形轧件的高度 h 和宽度 b ？（10 分） 答： 2 1 2 1 1 2 2 1 2 80 80 0.4 65 0.4 65 0.4 0.3 165.7 1 1 0.4 0.3 B H b h b mm       + − − +  −  −   = = = − −  （5 分，写出公式给 2.5 分；数值代入正确，结果错误减 0.5 分） 1 1 1 1 1 2 2 1 2 65 65 0.3 80 0.3 80 0.4 0.3 134.5 1 1 0.4 0.3 b h B H h mm       + − − +  −  −   = = = − −  （5 分，写出公式给 2.5 分；数值代入正确，结果错误减 0.5 分）

四.试述椭圆-方孔型系统的特点及其实用范围？（10分）答：精一方孔型系统的特点：1）延伸系数大。方轧件在椭圆孔型中的最大延伸系数可达2.4，椭圆件在方孔型中的延伸系数可达1.8。因此，采用这种孔型系统可以减少轧制道次，提高轧制温度，减少能耗和轧辊消耗。（1.5分）2)没有固定不变的棱角，在轧制过程中棱边和侧边部位互相转换，因此，轧件表面温度比较均匀。（1.5分）3)轧件能在多方向上受到压缩这对提高金属质量是有利的。（1.5分）4)轧件在孔型中的稳定性较好。（1.5分）5)不均匀变形严重，特别是方轧件在椭圆孔型中轧制时更甚，结果使孔型磨损加快且不均匀。（1.5分）6)由于在椭圆孔型中延伸系数较方孔为大，故椭圆孔型比方孔型磨损快。若用于连轧机，易破坏既定的连轧常数，从而使轧机调整困难。（1.5分）椭圆一方孔型系统的使用范围：广泛用于小型和线材轧机上做延伸孔型轧制40×40～75×75mm以下的轧件。（1分）五.某500mm钢坏连轧机，用断面面积为35000mm的坏料轧成为断面20000mm的方坏，所用孔型系统主要数据如下：试确定轧件在各机架中的延伸系数？各相邻机架轧辊转速比？各机架的连轧常数？（12分）孔型形状代轧件断面面积，m轧辊工作直径，mm轧辊转速，r/min箱型317004569.6箱型49311.225200箱型4482000014.4答：4=5_35000=1.104（1.5分，公式正确给1分）延伸系数：第一道次：31700FF_31700==1.258（1.5分，公式正确给1分）第二道次：F-2252002-5-225200=1.266（1.5分，公式正确给1分）第三道次：F220000相邻机架转速比：4==112=0.857也可）；2=1.167（1.5分，公式正确给1分，9.6nn25=n_14.4合=1.286（1.5分，公式正确给1分，n2=0.778也可）nz11.2n

四．试述椭圆-方孔型系统的特点及其实用范围？（10 分） 答： 椭圆—方孔型系统的特点： 1）延伸系数大。方轧件在椭圆孔型中的最大延伸系数可达 2.4，椭圆件在方孔型中的延伸系数可达 1.8。因此， 采用这种孔型系统可以减少轧制道次，提高轧制温度，减少能耗和轧辊消耗。（1.5 分） 2)没有固定不变的棱角，在轧制过程中棱边和侧边部位互相转换，因此，轧件表面温度比较均匀。（1.5 分） 3)轧件能在多方向上受到压缩这对提高金属质量是有利的。（1.5 分） 4)轧件在孔型中的稳定性较好。（1.5 分） 5)不均匀变形严重，特别是方轧件在椭圆孔型中轧制时更甚，结果使孔型磨损加快且不均匀。（1.5 分） 6)由于在椭圆孔型中延伸系数较方孔为大，故椭圆孔型比方孔型磨损快。若用于连轧机，易破坏既定的连轧常 数，从而使轧机调整困难。（1.5 分） 椭圆—方孔型系统的使用范围： 广泛用于小型和线材轧机上做延伸孔型轧制 40 40 75 75   mm 以下的轧件。（1 分） 五．某 500mm 钢坯连轧机，用断面面积为 35000mm2 的坯料轧成为断面 20000mm2 的方坯，所用孔型系统主要数据如 下：试确定轧件在各机架中的延伸系数？各相邻机架轧辊转速比？各机架的连轧常数？（12 分） 孔型形状 轧件断面面积，mm 2 轧辊工作直径，mm 轧辊转速， r / min 箱型 31700 456 9.6 箱型 25200 493 11.2 箱型 20000 448 14.4 答： 延伸系数：第一道次： 0 1 1 35000 1.104 31700 F F  = = = （1.5 分, 公式正确给 1 分） 第二道次： 1 2 2 31700 1.258 25200 F F  = = = （1.5 分, 公式正确给 1 分） 第三道次： 2 2 3 25200 1.26 20000 F F  = = = （1.5 分, 公式正确给 1 分） 相邻机架转速比： 2 1 1 11.2 1.167 9.6 n i n = = = （1.5 分, 公式正确给 1 分， 1 2 0.857 n n = 也可）； 3 2 2 14.4 1.286 11.2 n i n = = = （1.5 分, 公式正确给 1 分， 2 3 0.778 n n = 也可）

连轧常数：C,=FDgn,=31700×459×9.6=1.39×10*mm/min或；（1.5分，公式正确给1分）"Da/=31700×3.14*456*9.6=7.310mm /sC=Fy=F6060C,=F,D2n,=25200×493x11.2=1.39x10°mm/min或：（1.5分，公式正确给1分）元Dg2n2 = 25200x3.14*493*112 7.3×10mm/sC, =Fy2 = F6060C,=FDg3ns=20000×448×14.4=1.39×10°mm/min或D=2000x3.14*448*144=7.3×10mm/sC,=Fy,=F6060（1.5分，公式正确给1分）六计算下图轧辊为新轧辊第一次车的圆孔型，新辊直径500mm；辊缝值为2mm，过孔型轧件面积400mm，槽口宽度16mm，试求轧辊的工作直径及原始直径（假设轧辊不产生弹跳）（13分）答：上轧槽面积计算：（400-2×16)/2=184mm2（3.5分）计算等效高度：184/16=11.5mm（3.5分）工作直径：500-2×11.5=477mm（3.5分）原始直径：500+2=502mm（2.5分）七.试设计H250×250万能轧机成品孔型？（据国标GB-T11263-2005：H=250mm，B=250mm，t=9mm，t,=14mm，r=13mm，轧件腹板高度方向上的正偏差为2mm，轧件翼缘厚度方向公差尺寸1mm）（15分）答：β,为1.012-1.013，计算时依据讲课可取1.01水平辊宽度：+A+82 +1W, = β(H - 2t, +)=(1.01~1.013)×(250-2.14+22=(1.01~1.013)x223.5=(225.735~226.41)mm（3分，公式正确给1.5分，数值代入正确只有结果错误扣0.5分）

连轧常数： 8 3 1 1 1 1 1 1 6 3 1 1 1 1 31700 459 9.6 1.39 10 min 3.14*456*9.6 31700 7.3 10 60 60 g g C F D n mm D n C F v F mm s  = =   =  = = =  =  或 ；（1.5 分, 公式正确给 1 分） 8 3 2 2 2 2 2 2 6 3 2 2 2 2 25200 493 11.2 1.39 10 min 3.14*493*11.2 25200 7.3 10 60 60 g g C F D n mm D n C F v F mm s  = =   =  = = =  =  或 ；（1.5 分, 公式正确给 1 分） 8 3 3 3 3 3 3 3 6 3 3 3 3 3 20000 448 14.4 1.39 10 min 3.14*448*14.4 20000 7.3 10 60 60 g g C F D n mm D n C F v F mm s  = =   =  = = =  =  或 （1.5 分, 公式正确给 1 分） 六．计算下图轧辊为新轧辊第一次车的圆孔型，新辊直径 500mm；辊缝值为 2mm，过孔型轧件面积 400mm2，槽口宽 度 16mm，试求轧辊的工作直径及原始直径（假设轧辊不产生弹跳）（13 分） 答： 上轧槽面积计算： 2 (400 2 16) / 2 184 −  = mm （3.5 分） 计算等效高度： 184/16 11.5 = mm （3.5 分） 工作直径： 500 2 11.5 477 −  = mm （3.5 分） 原始直径： 500 2 502 + = mm （2.5 分） 七．试设计 H250×250 万能轧机成品孔型？（据国标 GB-T11263-2005： H = 250 mm， B = 250 mm， 1 t = 9 mm， 2 t =14 mm， r =13 mm，轧件腹板高度方向上的正偏差为 2mm，轧件翼缘厚度方向公差尺寸 1mm）（15 分） 答： t 为 1.012-1.013，计算时依据讲课可取 1.01 水平辊宽度： 2 2 1 ( 2 ) (1.01~1.013) (250 2 14 ) 2 2 (1.01~1.013) 223.5 (225.735 ~ 226.41) W H t h t mm    + + + − = − + =  −  + =  = （3 分，公式正确给 1.5 分，数值代入正确只有结果错误扣 0.5 分）

水平辊孔底宽：W,= β(H - 2t,)+2tan(α -90)B,=(1.01~1.013)(250-2×14)+2tan(0.25)×132=(225.37~226.04)mm（3分，公式正确给1.5分，数值代入正确只有结果错误扣0.5分）水平辊高度：(B-lr)+10 ~20 =132mmB, =1.01(-2（3分，公式正确给1.5分，数值代入正确只有结果错误扣0.5分）侧壁斜角：90.25°（3分）水平辑圆角半径：R=r=13mm（1.5分）立辊圆角半径：R,=5mm(1.5分）

水平辊孔底宽： 2 ( 2 ) 2tan( 90 ) (1.01~ 1.013)(250 2 14) 2tan(0.25 ) 132 (225.37 ~ 226.04) W H t B k t t mm = − + −   = −  +  = （3 分, 公式正确给 1.5 分，数值代入正确只有结果错误扣 0.5 分） 水平辊高度： 1.01( ) 10 ~ 20 132 2 w t B t B mm − = + = （3 分, 公式正确给 1.5 分，数值代入正确只有结果错误扣 0.5 分） 侧壁斜角： 90.25 （3 分） 水平辊圆角半径： 1 R r mm = =13 （1.5 分） 立辊圆角半径： 2 R mm = 5 （1.5 分）