2018-01-08
1259к лабораторным работам по курсу
²ОСНОВЫ Технологии проЦЕССОВ ОМД²
(для студентов 3 курса специальности 6. 090404)
Алчевск 2006
УДК 621.771.
Методичні вказівки до лабораторних робіт з курсу ²Технологія прокатного виробництва² (для студентів фаху 6. 090 404 ²Обробка металів тиском²) / Укл.: Денищенко П.М. - Алчевськ, ДГМІ, 2001. – 19с.
Викладені матеріали щодо виконання лабораторних робіт з обтискно-заготівельного та сортопрокатного виробництва. Наведено список рекомендованої літератури.
Укладач П.М. Денищенко, доц.
Відп. за вип. В.О. Луценко, проф.
Відповідальний редактор М.П. Козін, доц.
УДК. 621. 771.
Методические указания к лабораторным работам по курсу ²Технология прокатного производства² (для студентов специальности 6. 090. 404 ²Обработка металлов давлением²) /Сост.: Денищенко П.Н. – Алчевск, ДГМИ, 2001. – 19 с.
Изложены материалы для выполнения лабораторных работ по обжимно-заготовочному и сортопрокатному производству. Приведен список рекомендуемой литературы.
|
|
|
Составитель П.М. Денищенко, доц.
Отв. за выпуск В.А. Луценко, проф.
Ответственный редактор М.П. Козин, доц.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1
ПРОКАТКА НА БЛЮМИНГЕ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: овладеть методикой расчета режимов обжатий для случая прокатки на блюминге и дать анализ результатам, полученным при прокатке опытных образцов на лабораторном стане.
ОБОРУДОВАНИЕ: работа проводится на лабораторном стане 150.
Исходная заготовка - свинцовый слиток 
- 4 шт.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомьтесь с конструкцией стана 150.
2. Снимите эскиз калибровки валков и сравните с существующими калибровками блюмингов.
3. Преподаватель задает вариант прокатываемой полосы (таблица 1.1)
Таблица 1.1 - Варианты прокатываемой полосы из слитка
| Размеры слитка | Варианты прокатываемой полосы сечением h * b, мм | |||||||
|
| 25х25 | 23х23 | 20х20 | 20х24 | 20х23 | 22х25 | 22х24 | 23х25 |
4. Исходя из заданных размеров сечения слитка (Н и В); конечного сечения раската (h * b) и принимая показатель уширения К = (0,2…0,3), найдите суммарное обжатие по одной и другой стороне раската:
5. Определите 
, приняв угол захвата a = (0,3…0,33) рад:
a 2
6. Определите число проходов для каждой стороны раската:
; 
7. Уточните число проходов, чтобы получились целые числа, а их сумма была бы нечетной величиной. После этого установите величину частного обжатия за каждый проход по сторонам Н и В. Полученные значения округлите до целого числа.
8. Произведите расчет уширения по проходам по эмпирической зависимости: Db = (0,2...0,3) Dh. Рассчитанную величину уширения в каждом проходе округлите до величины ± 0,5 мм.
|
|
|
9. Составьте таблицу расчетного режима обжатий, установив схему кантовок после каждого второго прохода.
Таблица 1.2 - Расчетные режимы обжатий при прокатке слитка в заготовку
| Калибр | Номер прохода | Обжатие по стороне | Размеры раската | 
| 
| 
| |
| 
| ||||||
| I | - | - | - | - | |||
| II | |||||||
| III |
10. Произведите настройку стана 150 для прокатки (проверьте параллельность осей валков и выставьте необходимый зазор между валками).
11. Нанесите на поверхность раската две параллельные риски на расстоянии 100 мм. После каждого прохода измерьте удлинение раската по рискам.
12. Произведите прокатку слитка на стане 150 в соответствии с расчетным режимом обжатий.
13. Измеренную величину зазора между валками заносите в графу "Показания стрелки циферблата".
14. После каждого прохода произведите измерение размеров раската, его удлинение и анализируйте форму боковых граней, отметив отличие характера уширения в первых проходах от уширения и последних проходах.
Измерения необходимо производить в трех точках - на расстоянии 30 мм от концов и по середине раската.
15. Результаты измерений сведите в таблицу 1.3.
16. Сравните фактический режим обжатий с расчетным. Определите величины и причины отклонения результатов.
Таблица 1.3 - Режим обжатий слитка в заготовку h*b, мм.
| Проход | Обжатие по стороне | Размеры раската, мм | m | Показание циферблата | ||||||||||
| h1 | h2 | h3 | hср | b1 | b2 | b3 | bср | Dhср | Dbср | L | ||||
| - | - | - | - | - | ||||||||||
17. Конечный профиль должен быть получен с точностью ± 0,5 мм.
18. Постройте график зависимости коэффициента вытяжки от номера прохода.
Рисунок 1.1 - График зависимости коэффициента вытяжки от номера прохода.
Вопроcы для контроля
1. Преимущества и недостатки прямоугольных (ящичных) калибров.
2. От чего зависит количество кантовок при прокатке на блюминге?
3. Границы устойчивости полосы при прокатке на гладкой бочке и в калибре.
4. Как можно увеличить угол захвата при прокатке на блюминге?
5. Почему имеются расхождения между показаниями циферблата и фактической толщиной раската?
6. Факторы, ограничивающие величину абсолютного обжатия за проход при прокатке на блюминге?
7. Что такое выпуск прямоугольного (ящичного) калибра?
8. Какое назначение имеет выпуклость дна прямоугольного (ящичного) калибра?
При подготовке к лабораторной работе рекомендуется проработать литературу:
[1] – С. 135-217;
[2] – С. 91-139;
[3] – С. 23-72;
[4] – С. 62-87.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2
ПРОКАТКА КВАДРАТНЫХ ПРОФИЛЕЙ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: овладеть методикой расчета калибровки квадратной полосы и изучить заполнение калибров при прокатке квадрата.
ОБОРУДОВАНИЕ: работа проводится на стане 150. Калибровка валков стана 150 показана на рисунке 2.1.
Исходная заготовка — свинец 30*30*120мм - 2 шт; 28*28*120мм - 2 шт.; 25*25*120мм- 2 шт.
Вариант прокатываемой полосы (таблица 2.1) задается преподавателем.
Таблица 2.1 - Варианты размеров прокатываемой полосы
| Размеры заготовки (H * B), мм | Варианты размеров прокатываемой полосы, мм | |||||
| 30*30*120 | 20*20 | 19*19 | ||||
| 28*28*120 | 19*19 | 18*18 | ||||
| 25*25*120 | 18*18 | 17*17 |
Расчетная часть работы
|
|
|
Расчет калибровки ведите против xoдa прокатки.
1. Определите площади поперечного сечения чистового профиля (F1) и исходной заготовки (Fисх):
F1 = С12
Fисх = H * B
Рисунок 2.1 – Система вытяжных калибров ромб-квадрат для прокатки квадратных профилей
Рисунок 3.1 – Калибровка валков для прокатки круглых профилей
где С1 – сторона чистового квадратного профиля, мм.
2. Определите общий коэффициент от исходной заготовки до готового профиля:
mобщ = Fисх / F1.
3. Распределите коэффициенты деформации по клетям таким образом, чтобы в чистовом калибре был коэффициент m1 = 1,1…1,2, а в последующих -возрастал. При этом произведение коэффициентов деформации по клетям должен быть равен общему коэффициенту деформации:
mобщ = m1 *m2 *m3 *m4.
4. Площадь предчистового ромбического калибра:
F2 = F1 * m1.
5. Ориентировочно принимайте уширение ромбической полосы в квадратном калибре: Db1 = 1,0…1,2 мм.
6. Высота предчистового ромба:
h2 = 1,41С1 – Db1.
7. Ширина предчистового ромба:
b2 = 2F2 / h2.
8. Глубина вреза в валках ромбического калибра (согласно замеров калибровки): hвр2 (мм).
9. Тогда зазор между буртами калибра: S2 = h2 - 2 hвр2.
10. Среднее обжатие в квадратном калибре определите методом приведенной полосы:
· приведенная высота задаваемой в квадратный калибр ромбической полосы: h пр.р = F2 / h2;
· приведенная высота квадратного калибра: h пр.кв = F1 / b1;
· приведенное обжатие в квадратном калибре: Dh пр.1 = h пр.р - h пр.кв.
11. Катающий радиус в квадратном калибре: Rк1 = 0,5(До - h пр.кв).
12. Площадь последующего квадрата: F3 = F2 * m2.
13. Сторона квадрата: С3 = Ö F3.
14. Высота квадратного калибра h3 = 1,41 С3.
15. Глубина вреза квадратного калибра в валках (согласно замеров калибровки): hвр3 (мм).
16. Тогда зазор между буртами калибра: S3 = h3 - 2 hвр3.
17. Параметры последующего ромбического калибра рассчитываются аналогично пунктам 4-9.
Порядок выполнения работы:
1. По заданным размерам заготовки и конечным размерам квадратного профиля, получаемого в системе вытяжных калибров ромб-квадрат, произведите расчет основных калибровочных данных по описанной выше методике.
|
|
|
Результаты расчетов занесите в таблицу 2.2.
Таблица 2.2 – Расчетные данные при прокатке квадратного профиля по системе ромб-квадрат:
| Форма калибра | Расчетные размеры | |||||||||||
| h,мм | b,мм | C,мм | F,мм2 | S,мм | hпр,мм | bпр,мм | Dhпр,мм | Db,мм | m | Rк,мм | a,рад | |
| Заготовка | ||||||||||||
| Ромб | ||||||||||||
| Квадрат | ||||||||||||
| Ромб | ||||||||||||
| Квадрат |
2. Вычертите калибры с учетом фактически выполненной калибровки на валках прокатного стана 150 (рисунок 2.1).
3. Произведите настройку прокатного стана 150 для заданной квадратной заготовки в соответствии с рассчитанными зазорами между валками.
4. Произведите прокатку, измеряя размеры после каждого прохода, и заносите результаты измерений в таблицу 2.3. Каждый размер измерьте в трех точках по длине образца (в 30 мм от краев и по середине).
5. При переполнении калибров или отклонении размеров конечного профиля от заданного следует произвести корректировку калибровки путем изменения зазора между валками в данном калибре и повторять экспериментальную часть работы до получения заданных размеров с точностью ± 0,4 мм.
6. При выполнении лабораторной работы необходимо отобрать темплеты полосы после каждого прохода, а контуры темплетов представить в отчете.
Таблица 2.3 – Опытные данные при прокатке квадратного профиля по системе ромб-квадрат
| Форма калибра | Опытные размеры | ||||||||||
| hср,мм | bср,мм | Cср,мм | F,мм2 | S,мм | Dhпр,мм | Db,мм | L,мм | m | Rк,мм | a,рад | |
| Заготовка | |||||||||||
| Ромб | |||||||||||
| Квадрат | |||||||||||
| Ромб | |||||||||||
| Квадрат |
7. Сравните расчетные и опытные данные и сделайте соответствующие выводы.
Контрольные вопросы
1. Преимущества и недостатки системы вытяжных калибров ромб-квадрат.
2. Устойчив ли раскат при прокатке в ромбических и квадратных калибрах?
3. Каковы причины невыполнения или переполнения калибра?
4. Как определить среднее обжатие за проход?
5. Как определить средний катающий диаметр в калибре?
6. Неравномерность деформации при прокатке раскатов в ромбических и квадратных калибрах.
7. Область применения системы вытяжных калибров ромб-квадрат.
8. Последовательность расчета калибровки валков при прокатке по системе ромб-квадрат.
При подготовке к лабораторной работе рекомендуется проработать литературу:
[2] – С. 53-62;
[3] – С. 80-81;
[4] – С. 26-31.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3
ПРОКАТКА КРУГЛЫХ ПРОФИЛЕЙ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучить методы калибровки валков для прокатки круглых профилей и особенности деформации металла при прокатке по системе овал-квадрат.
ОБОРУДОВАНИЕ: работа проводится на стане 150. Калибровка валков стана 150 показана на рисунке 3.1.
Исходная заготовка — свинец 30*30*120мм - 2 шт; 28*28*120мм - 2 шт.; 25*25*120мм- 2 шт.
Вариант прокатываемой полосы (таблица 3.1) задается преподавателем.
Таблица 3.1 - Варианты размеров прокатываемых круглых профилей
| Размеры заготовки (H * B), мм | Варианты размеров круглых профилей (d), мм | |||||
| 30*30*120 | ||||||
| 28*28*120 | ||||||
| 25*25*120 |
Теоретическая часть работы
Система вытяжных калибров квадрат-овал широко применяется на мелкосортных и проволочных станах как наиболее эффективная из вытяжных калибров. Система позволяет производить прокатку с большими коэффициентами вытяжки (по сравнению с другими системами) и обновлять ребра полосы. Переход ребер большего квадрата на боковые стороны меньшего квадрата осуществляется благодаря наличию промежуточного овального калибра. Это выравнивает температуру по сечению полосы и не приводит к концентрации напряжений, как по системе ромб-квадрат.
Исходная заготовка (квадратного поперечного сечения) задается плашмя в овальный калибр. Овальная полоса после выхода из калибра кантуется на 900 и задается в меньший квадратный калибр. Квадратная полоса кантуется на 450 и задается в меньший овальный калибр.
При всех способах получения стали круглого профиля обязательно имеется предчистовой овальный калибр, на выходе из которого полоса кантуется на 900 перед задачей в чистовой круглый калибр (рисунок 3.1).
Расчетная часть работы:
Расчет калибровки ведите против xoдa прокатки.
1. Определите площади поперечного сечения чистового профиля (F1) и исходной заготовки (Fисх):
F1 = p *d2/4.
Fисх = H * B.
где d – диаметр чистового круглого профиля, мм.
2. Определите общий коэффициент от исходной заготовки до готового профиля:
mобщ = Fисх / F1 .
3. Распределите коэффициенты деформации по клетям таким образом, чтобы в чистовом калибре был коэффициент m1 = (1,1…1,2), а в последующих -возрастал. Задайтесь коэффициентами деформации между клетями с учетом того, что коэффициент деформации в овальном калибре больше, чем в квадратном: mов = (1,15…1,25) mкв. В последней клети (против хода прокатки) mов = (1,6…1,7).
При этом произведение коэффициентов деформации по клетям должно быть равено общему коэффициенту деформации:
mобщ = m1 *m2 *m3 *m4 .
4. Площадь предчистового овального калибра:
F2 = F1 * m1 .
5. Ориентировочно принимайте уширение овальной полосы в круглом калибре: Db1 = 1,0…1,2 мм.
6. Высота предчистового овального калибра:
h2 = d – Db1.
7. Ширина предчистового овального (однорадиусного) калибра:
b2 = 3F2 / (2h2 + S2).
8. Глубина вреза в валках овального калибра (согласно замеров калибровки): hвр2 (мм)
9. Тогда зазор между буртами калибра: S2 = h2 - 2 hвр2 .
10. Среднее обжатие в круглом калибре определите методом приведенной полосы:
· приведенная высота задаваемой в круглый калибр овальной полосы:
h пр.ов = F2 / h2;
· приведенная высота круглого калибра: h пр.кр = F1 / d;
· приведенное обжатие в круглом калибре: Dh пр.1 = h пр.ов - h пр.кр .
11. Катающий радиус в круглом калибре: Rк1 = 0,5(До - h пр.кр).
12. Площадь последующего квадрата: F3 = F2 * m2 .
13. Сторона квадрата: С3 = Ö F3 .
14. Высота квадратного калибра h3 = 1,41 С3 .
15. Глубина вреза квадратного калибра в валках (согласно замеров калибровки): hвр3 (мм).
16. Тогда зазор между буртами калибра: S3 = h3 - 2 hвр3 .
17. Параметры последующего овального калибра рассчитываются аналогично пунктам 4-9.
Порядок выполнения работы:
1. По заданным размерам заготовки и конечным размерам круглого профиля произведите расчет основных калибровочных данных по описанной выше методике.
Результаты расчетов занесите в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 – Расчетные данные при прокатке круглого профиля:
| Форма калибра | Расчетные размеры | |||||||||||
| h,мм | b,мм | c(d),мм | F,мм2 | S,мм | hпр,мм | bпр,мм | Dhпр,мм | Db,мм | m | Rк,мм | a,рад | |
| Заготовка | - | - | - | - | - | - | ||||||
| Овал | - | |||||||||||
| Квадрат | ||||||||||||
| Овал | - | |||||||||||
| Круг |
2. Вычертите калибры с учетом фактически выполненной калибровки на валках прокатного стана 150 (рисунок 3.1).
3. Произведите настройку прокатного стана 150 для заданного круглого профиля в соответствии с рассчитанными зазорами между валками.
4. Произведите прокатку, измеряя размеры после каждого прохода, и заносите результаты измерений в таблицу 3.3. Каждый размер измерьте в трех точках по длине образца (в 30 мм от краев и по середине).
Таблица 3.3 – Опытные данные при прокатке круглого профиля:
| Форма калибра | Опытные размеры | ||||||||||
| hср,мм | bср,мм | сср (d),мм | F,мм2 | S,мм | Dhпр,мм | Db,мм | L,мм | m | Rк,мм | a,рад | |
| Заготовка | - | - | - | - | - | - | |||||
| Овал | - | ||||||||||
| Квадрат | |||||||||||
| Овал | - | ||||||||||
| Круг |
5. При переполнении калибров или отклонении размеров конечного профиля от заданного следует произвести корректировку калибровки путем изменения зазора между валками в данном калибре и повторять экспериментальную часть работы до получения заданных размеров с точностью ± 0,4 мм.
6. При выполнении лабораторной работы необходимо отобрать темплеты полосы после каждого прохода, а контуры темплетов представить в отчете.
7. Сравните расчетные и опытные данные и сделайте соответствующие выводы.
Контрольные вопросы:
1. Преимущества и недостатки системы вытяжных калибров овал-квадрат.
2. Устойчив ли овальный раскат в квадратном калибре?
3. Как определить среднее обжатие за проход?
4. На каких станах применяется система вытяжных калибров овал-круг?
5. Неравномерность деформации при прокатке раскатов в овальных и квадратных калибрах.
6. Что обеспечивает более равномерное распределение температуры по поперечному сечению полосы при прокатке раскатов по системе овал-квадрат?
7. Область применения системы вытяжных калибров овал-квадрат.
8. Последовательность расчета калибровки валков при прокатке по системе овал-квадрат.
При подготовке к лабораторной работе рекомендуется проработать литературу:
[2] – С. 62-67;
[3] – С. 81-82;
[4] – С. 19-26.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4
ПРОКАТКА ДВУТАВРОВЫХ ПРОФИЛЕЙ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучить условия заполнения разрезных калибров открытого и закрытого типа в зависимости от высоты и ширины задаваемой заготовки, а также изучить утяжку в закрытых и приращение высоты в открытых фланцевых калибрах.
ОБОРУДОВАНИЕ: работа проводится на стане 150. Калибровка валков стана 150 показана на рисунке 4.1.
Исходная заготовка — свинец 25*25*120мм - 2 шт; 28*28*120мм - 2 шт.; 25*28*120мм- 2 шт.
Лабораторная работа состоит из двух частей.
Первая часть работы предусматривает изучение особенностей прокатки полос в разрезных калибрах открытого и закрытого типа. При этом выявите:
а) влияние высоты заготовки на характер заполнения разрезного калибра открытого и закрытого типа;
б) влияние ширины заготовки на характер заполнения разрезных калибров открытого и закрытого типа.
Для выполнения этой части работы первая подгруппа прокатывает в открытом разрезном калибре (рисунок 4.1 - калибр I) два образца разной высоты (25x25 и 28х28), а затем третий образец шириной 28 мм (28х25).
Вторая подгруппа прокатывает такие же образцы в закрытом разрезном калибре (рисунок 4.1 - калибр II).
Шейка двутавровой балки после разрезного калибра должна иметь толщину 8-9 мм.
Вторая часть работы предусматривает изучение особенностей формирования фланцев профиля в закрытых и открытых ручьях балочных калибров. Полученные ранее раскаты прокатывают в III и IV калибрах. При этом необходимо установить различие в заполнении калибров по высоте и ширине профиля.
Риснок 4.1 - Калибровка валков стана 150 для прокатки двутавровой балки: I - разрезной калибр открытого типа; II - разрезной калибр закрытого типа; III и IV - балочные калибры закрытого типа.
Порядок выполнения работы:
1. Нанесите метки по длине заготовки на расстоянии 100мм; после каждого пропуска измерьте удлинение и определите коэффициенты вытяжки (mi).
2. Произведите измерение заготовки, а затем и раскатов после каждого прохода по середине образца.
3. Площадь поперечного сечения исходной заготовки (F0) определите по зависимости: F0 =H*B; площади поперечных сечений балочных профилей по ходу прокатки: F1 = F0 * m1; F2 = F1 * m2 и т.д.
4. Полученные данные при обмере образцов заносите в таблицы 4.1-4.2.
5. После каждого пропуска от раската отрежьте темплет, а контуры темплета представьте в отчете.
Таблица 4.1 – Геометрия раскатов в разрезных калибрах
| № образца | № калибра | Н | В | L | m | F | Открытый фланец | Закрытый фланец | d | ||||
| ho | bo | ao | hз | bз | aз | ||||||||
| мм | мм | мм | мм2 | мм | мм | мм | мм | мм | мм | мм | |||
| 1-1 | I | ||||||||||||
| 2-1 | I | ||||||||||||
| 3-1 | I | ||||||||||||
| 1-2 | II | ||||||||||||
| 2-2 | II | ||||||||||||
| 3-2 | II |
Таблица 4.2– Геометрия раскатов в двутавровых калибрах
| № образца | № калибра | Н | В | L | m | F | Открытый фланец | Закрытый фланец | d | ||||
| ho | bo | ao | hз | bз | aз | ||||||||
| мм | мм | мм | мм2 | мм | мм | мм | мм | мм | мм | мм | |||
| 1-1 | III | ||||||||||||
| 2-1 | III | ||||||||||||
| 3-1 | III | ||||||||||||
| 1-1 | IV | ||||||||||||
| 2-1 | IV | ||||||||||||
| 3-1 | IV | ||||||||||||
| 1-1 | III | ||||||||||||
| 2-2 | III | ||||||||||||
| 3-2 | III | ||||||||||||
| 1-2 | IV | ||||||||||||
| 2-2 | IV | ||||||||||||
| 3-2 | IV |
6. В выводах по работе укажите различия в условиях деформации разных образцов по ширине и высоте и характер заполнения металлом фланцев.
Контрольные вопросы
1. Характер деформации металла в балочном калибре.
2. Типы калибров, используемых при прокатке двутавровых балок.
3. Способы прокатки двутавровых балок. Их преимущества и недостатки.
4. Что такое утяжка металла и в каких фланцах требуется ее учитывать при расчете калибровки?
5. Объясните причину приращения высоты в открытом фланце балочного калибра?
6. Назначение разрезного калибра при прокатке фланцевых профилей.
7. Что ограничивает величину обжатия при прокатке в разрезном калибре?
При подготовке к лабораторной работе рекомендуется проработать литературу:
[2] – С. 222-248;
[3] – С. 247-270;
[4] – С. 326-355.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
1. Прокатка на блюминге / И.Я.Тарновский, Е.В.Пальмов, В.А.Тягунов и др. - М.:Металлургия, 1963. - 390 с.
2. Прокатное производство. Учебник для вузов. 3-е изд./П.И.Полухин, Н.М.Федосов, А.А.Королев, Ю.М.Матвеев. - М.:Металлургия,1982.- 696 с.
3. Смирнов В.К., Шилов В.А., Инатович Ю.В. Калибровка прокатных валков. Учебное пособие для вузов. - М.:Металлургия, 1987.- 368 с.
4. Чекмарев А.П., Мутьев М.С., Машковцев Р.А. Калибровка прокатных валков. Учебное пособие для вузов. - М.:Металлургия, 1971. - 512 с.
содержание
1. Лабораторная работа №1. Прокатка на блюминге 3
2. Лабораторная работа №2. Прокатка квадратных профилей 6
3. Лабораторная работа №3. Прокатка круглых профилей 11
4. Лабораторная работа №4. Прокатка двутавровых профилей 15
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК 18
