摘 要 设计的轧钢机为300×3型钢轧钢机，轧辊的直径为300 mm。轧钢机主要用来为轧制小型线材，采用三辊式工作机座。轧钢机的主要设备是由一个主机列组成的。轧钢机的主机列是由原动机，传动装置和执行机构三个基本部分组成的。采用的配置方式为电动机——减速机——齿轮机座——轧机。由于轧辊的转向和转速不可逆转，原动机采用造价较底的高速交流主电机。考虑到轧制负荷很不均匀，为了均衡电机负荷，减少电机的容量，在减速机和电动机之间加有飞轮。齿轮机座：其用途是传递转矩给工作辊，设计采用三个直径相等的圆柱形人字齿轮在垂直面排成一排，装在密闭的箱体内。联轴器：在减速器与齿轮机座之间采用的是安全连轴器。而主联轴器采用的的梅花接轴联轴器。
关键词： 轧钢机 齿轮机座 飞轮 Abstract Rolling mill designed for 300 x 3 payments rolling mill, roller diameter of 300 mm. Rolling mill for rolling mainly to small wire rod, a three roller-working machine Block. Rolling mill equipment is a major component of the mainframe out. Rolling mill is the former mainframe is motivated transmission devices and the three basic components of the implementing agencies. Allocation method used for electric motors -- slowdown plane -- plus seat -- rolling mill.The roller to the irreversible and rotational speed, the original motivation for the introduction of a more rapid exchange of the costs of Electrical. Taking into account the rolling load is uneven, to balance electrical loads and reduce the electrical capacity slowdown in the increase between a flywheel and electric motors. Flywheel design and installation of electric motors in decelerator between its role in the adoption roller and roller idling, a mobile storage device in a balanced transmission loads; gear seat : its purpose is to transmit torque to the work revolve, the equivalent diameter cylindrical design used three words plus people lined up in the vertical plane, packed in sealed .Shaft coupling : in the Block reducer and gear is used between security company axle vehicles. Key words：Rolling mill gear seat flywheel. 目 录 摘 要 ……………………………………………………………………I Abstract …………………………………………………………………II 第1章 绪论…………………………………………………………………1 1.1 轧钢机的定义……………………………………………………1 1.2 轧钢机的标称……………………………………………………1 1.3 轧钢机的用途……………………………………………………1 1.4 轧钢机的主机列…………………………………………………2 第2章 轧制压力和轧制力矩的计算………………………………………5 2.1 轧制平均单位压力的确定………………………………………5 2.2 轧制总压力的确定………………………………………………7 2.3 轧制力矩的确定 ………………………………………………8 2.4 电动机的选择……………………………………………………8 第3章飞轮的的设 …………………………………………………………10 3.1 飞轮力矩的确定…………………………………………………10 3.2 飞轮强度的校核 ………………………………………………13 第4章减速器的选则 ………………………………………………………14 4.1 传动比的计………………………………………………………14 4.2 减速器的特点和破坏形式………………………………………16 4.3 主减速机的结构…………………………………………………16 4.4 主减速器的润滑和防护…………………………………………17 4.5 齿轮的材料和热处理……………………………………………17 4.6 减速器工作状态的分析…………………………………………17 第5章 齿轮机座的设计……………………………………………………19
5.1 齿轮机座的类型和结构…………………………………………19 5.2 齿轮的设计和轴端强度的校核…………………………………19 5.3 密封和漏油的问题………………………………………………22 5.4 齿轮机座的润滑…………………………………………………22 5.5 齿轮机座的总述…………………………………………………22 第6章轧钢机工作机座设计 ………………………………………………24 6.1 工作机座的选择…………………………………………………24 6.2 轧辊与轧辊轴承的设计…………………………………………25 6.3 轧辊调整装置的设计……………………………………………28 6.4 机架结构的设计…………………………………………………30 6.5 机架强度的校核…………………………………………………31 第7章孔型的设计 …………………………………………………………35 第8章经济分析 ……………………………………………………………38 第9章专题设计 ……………………………………………………………39 总 结…………………………………………………………………………46 致 谢…………………………………………………………………………47 参考文献 ……………………………………………………………………48 附录1外文译文 ……………………………………………………………49 附录2外文译文 ……………………………………………………………57 第1章 绪论 1.1轧钢机的定义 轧钢机也称为轧钢机械，一般把将被加工的材料在旋转的轧辊间受压力产生的塑性变形即轧制加工机器称为轧钢机，这是简单定义。大多数情况下，轧制生产过程要经过几个轧制过成，还要完成一系列的的辅助工序，如将原材料由仓库运出加热，轧件送往轧辊，轧制、翻转、剪切、打印，轧件收集、卷取成卷等。
一个轧件的全过程由多种机械按工艺顺序而成机组来完成，这种机组或机器体系叫轧钢机械或称轧钢机。第一种情况轧钢机由一个或几个工作机座（执行机构）传动机构（齿轮传动、连轴器）和使轧辊转动的电动机组，后一情况轧钢机是由若干台工做机组成，这些机组数目与加工轧材工艺过成生产率相适应，因此，轧钢机按顺序排列并且用辊道或其他运输装置连成一条工艺流水线机器组成机组。
轧钢机是机械中使金属在旋转的轧辊中产生变形的那部分设备。主要使设备排列成一定形式的工作线称为轧钢机的主机列。用以完成其他工序的机械设备称为辅助机械。
1.2轧钢机的标称 轧钢机的类别与规格与轧钢机的断面尺寸有关，因此轧钢机的初轧和型钢的类是以轧钢的名义直径。也就是说轧钢机的大小是常用与轧件有关的尺寸参数来标称。
初轧机和型钢轧机的主要性能参数是轧辊名义直径，因为轧辊的名义直径的大小与其能够轧制的最大断面有关，因此，初轧机和型钢轧机是以轧辊的名义直径标称的。
小型轧钢机的名义直径为：180——450mm. 1.3轧钢机的用途 轧钢机形式有两种：冷轧与热轧，热轧主要用于开坯，兼生产一部形钢，这这种轧机的型号有630-650型轧机，500-550型轧机、650中型轧机与2300中板轧机等，冷轧主要用于终级轧制，轧带钢的产品很多，具有代表性的冷轧板带钢产品金属镀层薄板（包括镀锡板、镀锌板等）、深冲板（以汽车钢板最多）、电工硅钢板、不锈钢和涂层钢板。现也促使冷轧机的装备技术和控制技术向更高的方向发展。型号有1400mmNKW、1250mmHC单辊可逆式轧机. 1150mm二十辊冷轧机,。
设计的轧钢机为300×3轧钢机，轧辊的直径为300 mm.，轧钢机主要用来为轧制小型线材。25—50毫米的圆钢，20—40毫米的方钢；
螺纹钢等。
其结构的特点为：
1采用三辊式工作机座，主电机不可逆转，中上辊与中下辊交替过钢，实现多道次的轧制。
2由于轧辊的转向和转速不可逆转，可采用造价较底的高速交流主电机在传动装置中装有减速机和齿轮机座。考虑到第一机座轧件较短，轧制次数较多，负荷很不均匀，为了均衡电机负荷，减少电机的容量，在减速机和电动机之间加有飞轮。
3多数300型钢轧机要求既开坯又轧件，具有一机多能的特性，因此，轧机急需要较强的能力，又需要较强的刚度，而且由于经常需要更换品种，在轧机结构上需考虑换辊方便。
4为了便于换辊，三个机座的轧辊都采用梅花接轴连接。
1.4小型轧钢机的主机列 轧钢机的主要设备是由一个或数个主机列组成的。轧钢机的主机列是由原动机，传动装置和执行机构三个基本部分组成的。
1工作机座：工作机座为轧钢机的执行机构，它由轧辊及其轴承轧辊的调整机构和上轧辊的平衡机构，引导轧件的轧件进入轧辊用的导装置，工座机座的机架及支撑机座并把机座固定在地基上用的轨零、部件的和机构组成。
2传动装置：联轴器：联轴器包括电机联轴器和主联轴器，电机联轴器用来连接电动机与减速器的主动齿轮轴；
而主联轴器则用来连接减速器与机轮机座的传动轴，既自减速器将转矩传至齿轮机座的主动齿轮。
减速器：在轧钢机中减速器的作用将电动机较高的转速变成轧机所需的转速，因而可以在主传动中选用价格较底的高速电动机。确定是否采用减速器的一个重要条件，就是比较减速器及其摩擦损耗的费用是否低于低速电机的与高速电机的之间的差价，一般情况下，当电机的转速小于200—250转/分才采用减速器。小型轧钢机转速小于200转/分，因而采用减速器。
采用减速器时，根据传动比的大小选用一级（传动比i小于等于8）二级（传动比等于8—40）或三级（传动比i大于40）减速器。与这些减速器相对应的轧辊速度分别为200-250转/分，40—50转/分，以及10—15转/分。
连接轴：轧钢机齿轮机座，减速器或电动机的运动和力矩，都是通过连接轴传递给轧辊的。设计采用横列式布置轧机，一个工作机座的轧辊是通过连接轴传动的。轧钢机采用的连接轴有万向接轴、梅花接轴、联合接轴和齿轮接轴等。
设计的轧钢机采用梅花接轴它常用在横列式轧机上。
飞轮：设计的是一个飞轮装置在减速器的小齿轮轴上。它的作用是在通过轧辊与轧辊空转时，作动蓄能器以均衡传动负荷；
既轧辊空转时，飞轮加速，积蓄能量；
而轧件通过时，飞轮减速。放出能量，帮助轧制。
齿轮机座：其用途是传递转矩给工作辊，设计采用三个直径相等的圆柱形人字齿轮在垂直面排成一排，装在密闭的箱体内 3电动机的选择：轧钢机的电动机的形式的选择与轧钢机的工作制度有着紧密的联系。设计的轧钢机是轧制速度不需要调节的不可逆式轧钢机，采用异步电动机。
异步电动机主要用在有剧烈尖峰负荷的轧机上，为了减少电动机的容量，有时装有飞轮，异步电动机投资费用较底，在小形轧钢机上很适合。
4小型轧钢机的工作制度：一般中小形轧钢机的工作制度可以分为：不可逆式的，可逆式的与带张力轧制等几种方式 设计采用不可逆轧机的工作制度，在这种工作制度下，每个轧辊的方向不变扎辊的转速为不可变的。
三辊轧钢机 二辊轧钢机 图1—1 轧机的工作制度 小型轧钢机的总体布局 轧钢机的主要设备由一列主机列，此轧机的总体布局基本上与主机列一致，结构如下：
主机列三个基本部分组成，主电机，传动机械，工作机座。
设计中的传动装置由齿轮机座，减速器，联轴器，接轴组成，在电机与减速器之间用飞轮连接，在齿轮机座与减速器之间是用飞轮连接。在齿轮机座与减速器用安全联轴器。因以上中除安全联轴外，均在主机列中给以介绍，现对安全联轴器作以介绍。
安全联轴器：一般带有飞轮的轧机，都有安全联轴器。当轧机上的转矩超过额定的转矩时，联轴器能够分开，保护轧机的零部件，使之免受损坏。
工作机座为两个三辊工作机座和一个二辊工作机座，总体结构如图：
图 1—2 轧钢机总装图 1主电机 2联轴器3减速器4安全联轴器5齿轮机座6梅花万向接轴联 轴器 7工作机座8梅花接轴 第2章 轧制压力和轧制力矩的计算 在验算轧机的强度、挖掘轧机的潜力和设计新的轧机时，轧机的尺寸、传动的功率和允许的压下规程均取决于轧制压力的大小与方向。在设计新的轧机时，为了零件的强度和选择电动机的功率，就必须知道轧机在一定轧制条件下的轧制压力、轧制力矩和轧制功率 2.1轧制平均单位压力的确定 在轧制的过程中，轧件在轧辊见承受轧制压力的作用而发生塑性变性，由于轧件塑性变形时的体积不变。因此变形区的轧件在垂之方向上产生压扁，在轧件方向上产生延伸，大量的实验资料证实，开坯，型钢，线材轧机的轧制压力，采用S。爱克隆德公式计算与实测结果比较接近。
爱克隆德公式的适用范围：轧制温度高于800度，轧制材质为炭钢，轧制速度不大于20米/秒。
在爱克隆德的公式中，轧制的单位不仅是轧件机械性能的函数，而且是变形速度、摩擦系数、接触弧长和轧件平均高度之比的函数，轧制平均单位压力由三部分组成： =++ (kg/) （1）
Ｋ值:Ｋ为轧件在轧制温度t度下的单向静压缩时的单位变形阻力，计算公式为: =(14-0.01) (kg/) 式中
——轧制温度；
——轧件的化学成分，计算公式为：
=1.4+C+0.3Cr+Mn 其中
C为百分含量；
Mn为百分含量；
Cr为百分含量。
轧制的材料设为A3钢，则C取0.3 W=1.4+0.3=1.7带入K式中为 =（14-0.01×1000）×1.7=6.8（ kg/) （2）
值：值为变形速度引起的变形阻力，其计算公式为：
=U(kg/) 式中 ——轧件在轧制温度为度时的粘度系数，其计算公式为：
=0.01（14-0.01）¢(kg ·s/) ¢为轧钢机的轧制速度的修正系数；
U——变形速度，计算公式为：
U=（/s）
其中 R为轧辊的半径；
V为轧辊的圆周速度（轧制速度）（mm/s）；
为道次压下量，计算公式为
=h1-h2( 毫米) h1,h2为轧制前后的轧件的高度(毫米)；
查表2—1的轧制的修正系数为1 所以 =0.01（14-0.01×1000）×1=0.04 （kg·s/) 以上取值，有赖于轧辊的转速，其值为40——49转/分。
初选V, 由现场以同类轧机取得，V=700（mm/s）
=25mm(最大的压下量) h1=60 mm(初使的高度) h2＝35 mm (轧制后的高度) 带入 U＝2×700×=6（mm/s）
所以 ＝0.04×6=0.24（kg/) （3）
=（+）M（kg/）
式中 ——表示外摩擦对轧制平均单位压力的影响系数，其计算公式为 = 为轧辊间的摩擦系数，计算公式为：
=（1.05-0.005）a a为轧辊之间的修正系 轧辊的修正系数钢轧辊a=1, 硬面铸铁轧辊a=0.8取a=0.8 所以 U＝（1.05-0.0005×1000）×0.8=0.44 则 =(1.6×0.44-1.2×25)/(60+35)=0.1 =(6.8+0.24)×0.14=0.986（ kg/) (4)则平均单位压力 =6.8+0.24+0.986=8.03（ kg/) 2.2轧制总压力的确定 轧制总压力的计算公式可用下式计算 N=PF P——轧件与轧辊接触弧上的平均单位压力 F——轧件与轧辊间的接触面积在轧制总压力垂直面上的的投影（简称为接触面积）
各种不同的情况下计算接触面积的方法不同，有以下几种情况1辊径相同的情况2轧制异型断面轧件时的情况3冷轧时的情况4中（厚）板角轧时的情况。
我采用的是辊径相同时的情况，计算公式为：
=() 式中
——轧辊的半径（毫米）；
——压下量（毫米）；
,轧制前、后轧件的宽度。
==3429（）
所以 =×=8.03×3429=27537(kg) 2.3轧制力矩的确定 传动轧辊时，电动机轴上的力矩由下种四种力矩组成：
= 式中
——轧制力矩；
——附加摩擦力矩；
——空转力矩；
——动力矩；
——轧辊与主电机间的传动比。
其中、、与比较，比较大。所以可以将上式简化 M=K 式中K为安全系数，取 K=1.5；
初选轧机总传动比 i=10。
所以轧制力矩为 M==252.9（Nm）
粗算所需电动机的功率：
P===26（KW）
2.4电动机的选择 从上面的计算结果看，电动机的功率只在30KW左右，为了使轧机具有较高的能量储存，使其在复杂的工作环境中工作，所选的电机功率要比此大的多。
上面所求的功率只是在某一道次的功率，在其他的情况下，轧机需轧制各种线材、型材，因此，需要改型，需要的功率要大一些。
设计中，电机的功率要参考现场轧机的功率，故选电机为TRB7——6，异步电动机。
此电机的一些数据从《机械设计手册5》查的为：额定功率为280KW，额定电压为380伏，满载时的转速980/分，效率为93％。最大的转矩为2.2。
第3章 飞轮的设计 采用飞轮的目的是降低轧制时电机的尖峰负荷、增加空载时的电动机的负荷，从而在整个的工作过程中，使电机的负荷均匀，以便按允许过载能力选择较小的电动机。异步电动机的转速随负荷的变化而变化，飞轮储存或放出能量，达到均衡电动机负荷的目的。
飞轮安装在电动机的轴线上，并安装在电动机与减速机之间。
3.1飞轮力矩的确定 电动机尖峰负荷降低的多少与主传动系统总飞轮力矩有关，而飞轮力矩占总飞轮力矩相当大的比重，故飞轮力矩是飞轮的一个重要参数。
飞轮本身的飞轮力矩为为传动总的飞轮力矩的一个组成部分，所以在计算之前，必须先计算。
主传动系统的总的飞轮力矩 =（吨·）
在尖峰负荷的时刻，主传动的系统需要释放的能量可按下式计算：
= 式中 ——在尖峰负荷下电动机的最大的功率，其值可按作用在电动机轴上的最大的转矩确定: = ——尖峰负荷的时间；
——电动机的转差率，一般取=0.12—0.17，取为0.15；
从电动机的参数中查的为2.2；
为电动机的额定的转数为980转/分。
则 ==2257.6（KW）
由工厂现实测得为1秒；
所以 =2257.6×1=2257.6 KW· 则 ==6.17（吨·）
则 飞轮的转矩=--（吨·）
式中 ——电动机转子的飞轮力矩（吨·）；
——轧机传动装置的转动部分折算到电机轴上的飞轮力矩（吨·）；
可以近似的认为与相当。
因飞轮的圆周速度越高，则飞轮由于离心力所产生的内应力就越大。确定飞轮直径D，考虑圆周的速度小于允许的最大圆周的速度，即 D≤ 式中 飞轮n——飞轮每分钟的转数；
——飞轮最大的圆周速度，整体铸造的圆盘式飞轮（铸钢），=70 —90 D≤=1.36米 则取D =0.96米——1米 D=1米 飞轮采用一个，飞轮的直径可取的大一些，通过这两个取这个方案。
飞轮的结构和主要的参数 根据飞轮的直径和圆周的速度的不同，选择飞轮的结构为整体铸造圆盘式飞轮，飞轮的材料为ZG35。
主要的参数由书《中小型轧钢机设计与计算》中表格有如下的关系：
代号 飞轮结构各部关系 表 3—1 D D=100 mm ≥ (0.8—0.84)D C （0.3—0.34）
(0.1—0.15）D 0.5（+）
d 根据轴计算 （0.1—0.15）（- ）
（1.6—1.8）d 因为D=1000mm 所以=810—840 表 3—2 =（011—0.15）D=110—150 =130 mm d =100 mm d =100 mm =130 mm =130 mm C =（0.3—0.34）
C =42 mm = 0.5（+）
=500 mm =（1.6—1.8）d = 170 mm =（0.1—0.15）（- ）
= 80 mm 飞轮整体铸造后时效处理，进行机械加工。飞轮装置外围加安全罩。
3.2飞轮的强度的校核 飞轮的强度应满足要求，才能保证飞轮安全工作。
飞轮的直径满足下公式即可满足要求。
D≤ 飞轮的直径就是按此关系式求的，为了验证一下，下面校核一下强度。
飞轮转动时，其轮缘的内表面所产生的应力可按下式计算：
（N/cm）
式中 V——飞轮的圆周速度（m/s）；
r——飞轮轮缘的内半径（m）；
R——飞轮的外半径（m）；
V=70(m/s) =3718.96（N/cm）
=371.869(kg/) 所以强度足够 第4章 减速器的选择 4.1传动比的计算 轧件出轧辊的初速度，直接影响轧钢的效率，若轧件的出轧辊的初速度快，可提高效率，同时轧制工人不容易轧制。因而轧件的初速度以小于2米/秒为益 1初选轧件的出辊速度为0.7米/秒，计算轧辊转速 n: 取n=50r/min =980/50=19.6 在减速器等轧钢机存在着传动装置的效率问题。电动机的效率为93.7％， 可知减速器、齿轮机座的效率为94％ 则i=×93.7％×94％×94％=16 这样将为：
==750/16=47r/min 为一般情况电机的转数。
轧制速度为：
=3.14×300×47=0.74 m/s 此轧制速度现场小型轧钢机轧制速度相似，因而符合生产实际。二选择减速器 由于确定=16，符合选二级减速器传动比的条件。选二级减器。
查《机械设计手册》表8—427，查的i=16对应的代号为8在根据承载能力查表8—429，选取中心距a=1000毫米，工作类型：连续型，在查表8—424，的减速器的型号：ZL100型，最后确定减速器的型号：ZL100—8—，其外型及安装尺寸如下。
型号： ZL100 中心踞：
A=1000 =400 =600 中心高：
=650 轮廓齿寸: H=1306 、L=1910、B=810 、=810 、=145 、=1550 、=22 =26、=50 地脚螺钉: d=M36、 n=8 、=610 、=7、=595、=510、=320 图4—1 4.2减速器的特点、破坏形式 1主减速机的特点 底速、重载、冲击负荷大，冲击次数频繁目前用于中小型轧钢机主传动的减速机有两种配置方式：
电动机——减速机——轧机；
电动机——减速机——齿轮机座——轧机。
在第一种配置方式中，减速机与轧机直接相连，处于剧烈的负荷工作，因此在设计时应根据具体的使用和配置情况加以区别，设计时采用第二种配置方式。
2主减速机齿轮的破坏形式 生产实践证明，轧钢机减速机齿轮破坏的主要形式表现为点蚀、缩性变形、胶合、磨损、剥落而不是断齿。
4.3主减速机的结构 减速机是由齿轮、箱体、轴、轴承、箱盖等主要零件组成。
齿轮做成人字齿，因为这种齿轮工作比较平稳，而且对轴承不产生轴向力。
齿轮的加工方法：滚齿刀（人字）（8级精度）。
在减速器中，只有底速轴采用轴向固定，其他的轴留有少量的轴向的游隙，使她可以自由的串动，以免卡主齿轮。轴向的游隙为0.8—1mm。
中心距小于或等于1000毫米的减速器，采用滚动轴承，减速器的材料为铸铁， 1中心距
查表的 a=1000mm 2传动比
总的传动比由电动机轴的转速和轧辊的转数之比确定。i=16 3 齿宽系数 为齿轮的宽度和中心距之比。，=0.4—0.6，取=0.5。
4模数和齿数 模数降低，小齿轮齿数齿数和均应取较大的值。齿数增加使齿的磨损减小，同时增大重和的系数，有利于减低接触应力。
一对齿轮要求有较大的传动比时，≥20，取一级小齿轮的齿数为22，大齿轮为84。
二级小齿的齿数为22，大齿轮为93。齿数和模数与中心距和齿倾角的关系为 模数按上式计算的6.5、9。
5齿顷角 渐开线齿轮的齿顷角：对于人字型齿轮= 取齿顷角为 4.4 主减速器的润滑及防护措施 为了保证齿轮对啮合时有可靠的润滑，采用注喷循环润滑。
采用28号轧钢机油，进游温度小于等于，回油温度小于等于。
减速器漏油的主要部位是在箱盖 与箱体之间的接触面、端轴及箱体的接触处。
防止箱盖与箱体之间的漏油，可将箱盖下部壁板延长插入箱体的接触处，深度为120mm——140mm,延长的插板四周拐角处要焊接，并在箱盖与箱体的水平接触面图上密封胶。
4.5 齿轮的材料和热处理 小齿轮的材质为，大齿轮为。
生产实践证明，齿轮对承载能力除了决定于齿面硬度外，同时还与齿轮对的硬面差和齿面金相组织有关，而小齿轮调质及大齿轮正火的热处理配合方式，比大小齿轮均采用调质的使用寿命高。
大齿轮采用正火处理，HB190——220；
小齿轮采用调质处理 4.6减速器的工作状态分析 减速器为展开式减速器，这种两极展开式圆柱齿轮减速器结构简单齿轮对轴承的位置不对称，轴要具有较大的刚度。
改进意见：如能选取“分流式”减速器，会使轧机工作更可靠，齿轮与轴承对称布置，因此载荷沿齿宽分布均匀，轴承受载平均分配，中间轴危险截面上的扭距相当于轴所传递扭距的一半。
其工作草图如下：
图中高速级采用人字齿轮，低速级可制成人字或直齿，结构复杂，适合变载的场合。
图 4—2 第５章 齿轮机座的设计 5.1齿轮机座的类型和结构 1 齿轮机座的结构 齿轮机座箱体一般用铸造的形式，由于齿轮机座的体积比较大，铸造的工艺要求较高，一般的厂家无能力生产。因此，箱体采用分铸拼焊结构。焊条为T42。
具体的工艺要求如下：
铸件退活后，对焊缝加工，焊缝要电磁探伤。
将焊好的箱体整体退火，然后机加工达到装配要求。
分铸拼焊结构箱体生产较整体铸造的结构要简单，易于制造；
同时也有缺点：生产的周期长，需工时长，适合少量的加工。
2齿轮机座的类型 1在轧机的传动的装置中，齿轮机座用于传递扭距到工作机座的每一个轧辊；
其特点是低速、重载、冲击的次数频繁。中小型的轧钢机的齿轮机座一般有二重式、三重式和复合式 等三种类形。其中二重式齿轮机座多用于小型的二辊初轧机，三重式齿轮机座应用于横列式中小型轧钢机；
复合式齿轮机座的形式较多，其特点是齿轮的机座和减速器和在一个共同的箱体内。
采用三重式齿轮机座，齿轮机座的基本参数 5.2齿轮的设计 1齿轮节圆的直径 轧辊中心距因轧辊重车和重磨后发生变化，节圆直径
D=()/2 =(302+298)/2
=300mm 2 模数、齿数、齿宽、齿顷角 齿数 取14—31，齿宽系数1.7—2.4，齿顷角为，模数为8—45。
齿轮参数的确定是根据同类型的轧机的参数确定的。
中心距：
A=d=300mm 端面模数 ：
=12mm 齿轮的工作宽度：
b=720mm 齿倾角： ＝ 齿数： ＝25 3计算力矩的确定 （）
式中 ——扭矩分配系数，取0.5；
——电动机最大的力；
＝；
为电动机的最大的功率；
为电动机的转速，为减速器的总的传动比，为减速器与连轴节的总的传动效率。
＝4457（）
＝0.54457＝2228.5（）
2齿轮的材料和加工制造 齿轮的材料采用，齿轮的加工精度为8级，采用滚齿法加工，退刀槽的宽度为120mm 3齿轮轴和滑动轴承 轴承尺寸的确定，采用的是滑动轴承 ＝195—225mm 取＝200mm L =(1.1—1.5) =220—300 取L=220mm 式中 d——齿轮的节圆的直径；
L——滑动轴承的工作宽度；
——轴径直径。
4轴端的强度计算 轴端直径 ＝（0.8—0.95）=(160—190) 取＝160 轴端的强度计算 式中 ——作用于轴端的扭转力矩。
许用扭转应力［］ ［］＝（0.65—0.75）［］ ［］＝ 式中 ——轴颈材料的抗拉强度；
＝980M
=100×() ［］＝ ——安全系数，≥5；
6滑动轴承 材料 为滑动轴承采用铸钢轴承座，孔内以巴氏合金衬。
滑动轴承的材料：轴承：铸锡基轴承合金 ，牌号，硬度 27。
5.3密封和漏油问题 漏油一般发生在分箱面和轴承端部密封处，解决方法如下：
1分箱面处的密封：对分箱面采用加601、602号橡胶漆来解决漏油。
2轴承的端部，在轴承和端盖之间的甩油环上开一个与旋转方向相反的反向螺绞，并在端盖上加一个整体的密封圈。在轴外加一个壳体，有密封、保护、防尘的作用。再连接处加密封胶。
5.4齿轮机座的润滑 在轧机的传动装置中，齿轮机座起着传递并分配扭矩的作用。其齿啮和的特点是低速、重载、冲击负荷大，冲击次数频繁，因此其齿轮的啮合处于极沉重的挤压负荷下工作结构上的限制，其相互啮合的齿轮对垂直配置在箱座中，因此溅油润滑比较困难。由于以上几个原因，齿轮机座用稀油集中循环润滑，润滑油强行压注到齿的啮合面与轴承处。润滑油采用轧钢机油，用HJ3—28号轧钢机油。
５.5齿轮机座的总述 齿轮机座由机架、机盖、齿轮轴、主连接螺栓、键板和轴承座等主要零部件组成。
1 箱体的侧壁的厚度 =（0.058—0.07）=17.4—21 取20 2 齿顶距机盖的下壁和箱体上壁的最小的距离：
≥（0.4—0.5）A =120—150 取120mm 3 机架与机盖主连接螺栓的直径：
取56mm 机架由左右两个框架构成，其间配置轴承座。基价上有观查齿轮啮合的窥视空孔，以及润滑齿轮和轴承用的进油孔和回油孔。机盖上部设有透气罩，以利于散热通风和防止由于箱体内部因气压升高所造成的漏油。
采用滑动轴承，因其易于制造，径向尺寸小，有利于提高轴承座的强度，还由于径向的尺寸限制。不过也有缺点：摩擦系数较大，轴承合金易于磨损，对齿轮的啮合条件有不良的影响。
第6章轧钢机工作机座的设计 6.1工作机座的选择 工作机座是轧钢机的执行机构。他是由轧辊及其轴承、轧辊调整装置，机架及辊座等部件的组成。
1普通的开式机座:具有开式机架的工作机座，其轧机上盖是可拆的，因此便于更换轧辊。
2闭口式工作机座:是一种的刚架其强度与刚度都较高 3预应力工作机座:一般闭式的机架在不工作时，机架是不受力的。而预应力轧机是用一种特殊的装置通过拉杆对机架施加外力使机架在不工作时，预先就处于应力的状态。
预应力轧机开始于五十年代，此轧机属于短应力轧机的一种，即这种轧机的应力作用线较短，是因为在预应力轧机上，减少变形的环节和结合面的数量。如预应力的轧机的横梁和立柱长度比同辊径的轧机普通轧机小，以轧机轴承座代替牌坊，减少压上和压下的机构，有的根本不用，而以其他的机构替代；
至于作为预应力轧机的一部分的拉杆，因用材料较少，可以用弹性模量较大的优质钢材制作。由于机架的结构得到了简化，可用厚板坯切割的到毛坯。因而这种轧钢机的刚性比同辊径的轧钢机要大，于是在轧制时可提高轧件的精度，尤其能使同一根轧件的头尾断面的尺寸偏差小，沿整个长度上保持均匀，对小型及线材轧机尤为重要。
预应力轧机有多种类型，如偏心套筒式、空心拉杆式等。本次设计采用的是半机架式，所谓的半机架式即把整体的牌坊改为分开的结构，然后用螺栓拉杆把上下半机架连接成一个整体。
这种轧机的图例是三辊、二辊轧钢机的机座。它是由上下半机架组成，此轧机保留了普通开式或闭式轧机的结构特点，其区别是预应力的机座对上下半机架施加了预应力。
4悬挂式机架:悬挂式的机座 有三辊式和二辊式的。三辊式的由压下装置，平衡装置，上辊组装、中辊组装和下辊组装等部分组成。在中辊轴承座的上下面各有一对螺丝拉杆，上下轴承座分别套装在螺丝拉杆上,并通过压上和压下装置使上下辊轴承座体沿拉杆的移动实现轧辊的径向的调整，拉杆的端部用螺母拧紧，构成一个装配式封闭的机架，悬挂在单边的机架上。上中下轴承座经过热处理的铸钢件，根据铸件的可能性，中辊轴承座和螺栓拉杆可以铸成整体，也可分开加工，然后将拉杆焊到轴承座上。
机座的上轴用蝶形的弹簧平衡，手动压上和压下。二辊机座的结构和三辊的相似，仅将上下辊轴承座改为一面伸出两根圆柱。
悬挂式机架的优点是体积小，重量轻，刚性大，整机架换辊，其缺点是设备加工质量要求高，机架都有一套备换的，资金需求量大，不易于小厂投资生产。
各种型式机座比较：预应力机座优点明显。安装、维修、换辊，有开式的优点。工作时，有闭口式机架的优点，刚度、强度高，结构简单，无开口式机架的调隙装置。其显著的优点是产品质量的到了保证，这是选择预应力机做的原因。
6.2轧辊与轧辊轴承的设计 1)轧辊与轧辊轴承座是整个工座机做的核心部分 轧辊是轧钢机中直接轧制轧件的主要部件。在轧制的过程中，轧辊直接与轧件接触，强迫轧件发生塑性变化，与此同时，轧辊承受着巨大的轧制压力作用，并由于轧辊本身的旋转使其应力随时间作周期性的变化。在热轧条件下，轧辊既接触高温的轧件而受剧热，同时又被水冷却而受急冷，冷热交加。
1)轧辊的类型、结构与参数 1轧辊的类型 选择型钢轧机的轧辊。
型钢轧机的轧辊的辊身上有轧槽，根据型钢轧制工艺要求安排孔型，孔型见孔型设计，轧辊应有足够的强度、刚度和良好的耐磨性能。轧辊工作表面的硬度是轧辊的主要的质量指标之一。
2轧辊的结构 轧辊由辊身、辊径和辊头三部分组成。辊径安装在轴承中，并通过轴承座和压下装置把轧制力传给机架。辊头和连接轴相连传递轧制扭矩。
图6—1 辊身：辊身是轧辊直接与轧件接触的部分 辊径：辊径是轧辊的支撑部分，轧辊是依靠辊身的两侧轴径支撑在轴承上。
辊身与辊径交界处是应力集中的部位，是轧辊强度的薄弱环节。在辊径与辊身必须有适当的过度的圆角。
轴头：轧辊两端的轴头为轧辊与接轴相连接的部分。轴头采用梅花轴头的形式。
轴头的形式：梅花轴头，万向轴头，带键槽的和圆柱形轴头。
3轧辊的参数 轧辊的基本尺寸参数有：轧辊的公称直径D，辊身的长度L，辊径直径d和辊径长度l 以及辊头尺寸等。其中辊身长度和辊身直径是表征辊身尺寸的基本参数。
辊身直径：辊身直径为轧钢机的一个重要的参数 D为辊身直径即为公称直径。D=300 mm为已知 辊身的长度L： L=（2.2—2.7）D 取 L=2.5D=750mm 辊径 d:轴径尺寸是指轴径直径d和辊身的长度L，它与所用轴承形式及工作载荷有关，
d/ D=0.55 d=165mm 取d=170mm l/d=0.92—1.2 l=0.96d=163.2mm取 l=164mm 轴承处的辊径向辊身过度处，为了减少应力集中，需要做成圆角。圆角的 r=(0.05—0.12)D
r=0.065×300=19.5
取r=20mm 轧辊头：梅花轴头的外径 =（0.9——0.95）d=0.925d=157.25mm 取=160mm 查表 4轧辊的材料 对轧钢机轧辊的质量的要求是很高的 ，因为它决定轧钢机工作的好坏、生产率的高低和产品质量的优劣。轧辊的工作条件是很繁重的，轧钢时要不断被金属磨损，承受很大的动态压力，与金属之间有很大的滑动速度，有时还要经受变化幅度很大的高温影响。
基于上述的原因，轧辊采用高强度的铸钢轧辊和锻钢轧辊以及高强度的铸铁轧辊。
制造轧辊用的材料需要这样的性能，即轧辊能长时间的使用而不断裂，其表面磨损也很小，即既是高强度又是耐磨的，轧辊的磨损程度取决于他的硬度大小。
初轧机和中轧机的六个轧辊均采用球墨铸铁轧辊，型号为—2，≥900 280—360。
小型及线材轧机即小型的圆钢，螺纹钢及线材轧辊材料为高铬铸铁 2)轧辊轴承 1轧辊轴承的工作特点 轧辊轴承用来支撑转动的轧辊，保持轧辊在机架中正确的位置，轧辊轴的摩擦系数小，足够的强度和刚度，寿命长，以便于换辊。
轧辊的工作特点是能承变很高的，比普通标准轴承所允许要大几倍的单 负荷。
2选择轴承的有 轧辊轴承的主要类型两种：开式（主要包括带金属轴衬的滑动轴承、带层压胶布轴衬的滑动轴承）闭式（主要包括油膜轴承和滚动轴承）
选择开式的滑动轴承（具有可拆轴承衬的）摩擦系数底=0.005，寿命长，耐热性与刚性较差，这是胶木轴承的特性。
非金属轴承衬的开式轴承 工作轧辊选择的轴承就是这种轴承，采用胶木瓦，轴承衬瓦的形状有好几种如图，其中半圆柱的比较省料，但切向要求牢固的固定，长方形固定性好，然而用料较前着多，由三快组成的轴承衬比较省料。
目前应用较多的是整压 的半圆柱形衬瓦，其优点是省料，制造方便，安装以后不需另行镗孔，而且也简化了轴承的结构并且摩擦的系数底，胶木瓦的轴瓦摩擦系数=0.005左右。由于摩擦系数低轴瓦具有良好的耐磨性，因此寿命较高，并可减少能耗；
胶木轴瓦比较薄，故可采用较大的轴径尺寸，有利于提高轴径的强度；
这种轴衬质地较软，既耐冲击，又能吸收进入轴承的氧化铁及等硬质颗粒，因而有利于保护轴径表面。
这类轴瓦的缺点是强度底，耐热和导热的性能很差，因此需要大量的 循环水进行强制的冷却和润滑。胶木轴瓦用水润滑。
图6—2 6.3轧辊调整装置的设计 轧辊调整装置的作用主要调整轧辊在机架中的相对位置，以保证要求的压下量精确的轧件尺寸和正常的轧制条件。
调整装置主要有轧辊轴向的调整装置和颈向的调整装置两种。
轧辊的轴向的调整装置主要用来对正轧槽，以保证正确的孔型，用手动来完成，装置如图。
图6—2 轧辊的径向调整其作用是需要进行下述操作时，径向调整两工作辊之间的相对位置：
1调整两工作轧辊的轴线之间的距离，以保持正确的辊缝开度，给定压下量 2调整轧辊之间的平行度 3当更换新轧辊时，调整轧制线的高度 4更换轧辊或处理事故（如轧卡）时需要的其他的操作。
轧辊的径向调整分为：上辊调整装置；
下辊调整装置；
中辊调整装置。
本设计中的轴向调整装置采用压下装置和斜铁调整装置。
中辊调整装置如图，主要用来在轴承磨损时进行微调。
图6—3 下辊径向的调整装置分为手动和电动调整装置，设计采用采用手动斜切调整装置，本装置较为复杂，设计的结构与图相似，其可作为改进结。斜切的角度不可大于。
图 6—4 6.4机架的设计 1机架的主要形式的选择 工作机架的形式有闭口式和开口式两种，选用开口式的（预应力）机架， 其换辊方便，结构较为简单。
2材料的选择 机架俗称牌坊，是轧钢机工作机架的骨架，它承受着经轴承座传来的全部轧制力，因此要求它具有足够的强度和刚度。
轧钢机机架采用，分断铸造，用电渣焊焊成一体。也就是说选择材料为钢板，后焊接成机架。
3机架的主要的尺寸 窗口的尺寸，窗口是按轴承座及轴承设计的，窗口尺寸的尺寸是由机架的形式和轧钢机的尺寸来确定，开口式机架窗口的宽度根据轧辊轴径和轴瓦铁的尺寸来确定。设计选宽度为300mm.。
窗口高度的设计，考虑上下辊调隙装置的尺寸，加上三个轧辊的直径即可以，定于1050 mm.。
4立柱和横梁的断面的尺寸 机架应具有足够的强度和刚度，机架的刚性表示它变形的抗力，它与机架立柱断面的尺寸有着密切的联系。
机架立柱的断面尺寸由下式近似确定：
F=（0.8—1.0）
取F=0.9=0.9×=260.1 考虑强度和刚性的关系，取截面的尺寸：19×20 三轧辊机架的结构，由两部分组成：上机架、下机架。下机架的底座为导辊式的以利于滑动，此机架轴的位置调整方便。
在上，下机架接触面要加工平整，以保证接触后机架的整体质量。上、下机架接触面处各有两个定位孔，是安装定位销的，保证机架的安装对正。上下机架对正后，将拉杆分别安于图式的位置，然后在拉杆的下端插入键板，将拉杆上端大的螺母拧上，利用杠杆的原理，用千斤顶在拉杆上施以1.2倍的轧制力。这时拉杆伸长螺母又可旋转下降一级，当螺母旋转不动时，将千斤顶移到另一个拉杆处，将另一拉杆安好。
由于拉杆的巨大的压力作用，上下机架结合面紧密的接触，而形成闭式的轧机。
6.５机架强度的校核 校核中的公式选用《机械轧钢设备》一书中 弯矩计算图 合成弯矩 图6—5弯矩图 根据轧辊的尺寸，得轧辊的重量G=453kg 轧制力
=（0.2—0.4）G 取=0.3G =0.3453=136（kg）
上横梁通常用螺钉紧固在立柱上，当机架上有轧制力时，连接螺栓紧承受拉力，故机架应为静定刚性，但下横梁在轧制力作用下产生弯曲时，立柱将跟素随着向内变形，上横梁一般均由立柱外侧锁紧，故它不影响立柱内倾斜，而上轧辊轴承座则可能阻碍立柱互相靠近，机架在上轧辊轴承座出现静不定力T，因而还是静不定，由下面的条件确定：++=0 式中 ——机架主柱和轴承座的侧向的间隙 ——作用力在T方向上产生的变形 ——静不定力在T方向上产生的变形 若用表示单位力作用在T点，在T方向上产生的位移，则将=T带入上式得 + T+=0 和，用材料力学求得 = = 式中 ，——下横梁，立柱断面的惯性距；
==633 ==1266.7 将求的变位带入以上的公式：
T=（E=200G）
确定 =0.1cm 则 T==13.3-1.32=11.98kg 根据各部分的弯曲应力和应力值：
1下横梁中点弯曲应力最大，其值为：
=136×65/4-11.98×82=1227.64 下横梁上最大的弯曲应力：
= 2立柱上的弯曲力矩与下横梁连接处为最大，其值为：
=TC=13.3×82=1090.8 上式中T为当=0时 T=13.3kg =32482.7 =308585.65 =248 、、为立柱断面惯量、模数和面积。立柱上的最大的应力为
=+=0.278/ 上横梁上由螺栓引起反力，按简支梁计算。上横梁的最大弯曲力矩也位 点为 ===2210kg ===1.74 机架钢板机械性能应达到 n——为安全系数取1 则 、、＜＜ 即机械性能满足要求机架强度合格 第7章孔型的设计 将钢锭或钢坯在轧辊在轧辊孔型中经若干次轧制变形，以获得所须的短面的形状、尺寸和性能的产品，为此而进行的设计和计算称之为孔型设计。
孔型设计的内容是断面孔型设计，根据原料和成品的断面形状和形状和尺寸及对产品性能的要求确定变形方式，确定变形方式、道次和各道次变形量以及在变形的过程中所采用的孔型形状和尺寸。
选择孔型系统是孔型设计的重要的内容。本设计采用传统和经验的孔型系统。保证了孔型系统选择的正确性。参考《孔型设计》由于篇幅所限，只将必要的数值和最终的结果列出 一孔型结构的确定 1六角型孔的计算，数据列于下表 表 7-1 h `32mm s 6mm b 70mm c 64mm d 38mm 5mm 1方型孔 表 7-2 b 46mm h 45mm F 1/2bh a 32mm t 5mm c 41mm g h-0.83r=40 r (0.15—0.2)=5mm v (0.2—0.5)=9mm 3方钢 表 7-3 b 56mm B 65mm R 6mm r 5mm s 8mm h 14mm 4菱形孔
表 7-4 h 30mm H1 26mm b 36mm B1 30mm t 5mm 第８章 经济分析 １市场现状 我国线材轧机近十几年内有较大的发展，其中粗轧机座有采用横列式布置与顺列式布置，中轧，精轧机除少数采用连轧布置外，较多采用二重半连续横列式布置，机座间加扭转导管，机组间用围盘连接，实现半连续轧制这种机组布置在国内使用表明，具有较高的产量，六十年代以来，国外线材轧机发展很快，其主要的趋势是向着连续、高速、大盘卷，高质量及高机械化与自动化的方向发展。
2．初步可行性研究 （1）投资机会是否有希望 根据网上资料对钢材市场的调查，国家进行大规模的基础设施建设，对小型钢材的需求量很大，并且以及在网络上对同类产品的调查研究发现，该产品的市场需求量较大经济优势很明显、投资机会很大。
（2）是否需要作详细可行性分析 由于本人能力及接触范围的有限，未能对该方案在投资的具体数额上有详细的知悉，尚存在诸多问题有待详细可行性分析中解决。以下只进行简单的分析。
该轧钢机的设计可实现操作安全方便以及制造成本低等优点。通过对轧钢机的理论分析来看。该机具有一机多能的特点，在一套轧机既开坯又轧材，既生产简单的断面的方、圆，扁钢，既轧制普通的碳钢，又轧合金钢，在规格上有些不合理的现象，为此针对这种情况，要因地制宜，逐步向专业化的方向发展。可以采用一些措施。如将开坯和轧材分开生产，有时可能应进一步将品种规格作合理安排和适当的分工，把工艺操作要求基本相似的品种集中到一个车间生产，尽量减少同一轧机上生产的品种规格，使生产专业化或将普通钢与合金钢分开生产，要尽量避免在普通碳钢车间生产合金钢。具体情况可自己确定。
当向专业化生产时根据现场的产量可达40万吨，当进行多品种生产时，由于需要进行换辊，降底了生产效率，产量有所下降。
第９章 专题设计 9.1轧辊的的工艺规程设计 1）确定毛坯的铸造形式 由轧辊的工作的条件知，轧辊是耐磨、耐热，有较高的硬度。工艺规程设计的轧辊的材料为高铬铸铁。
轧辊工作表面为半冷面，故毛坯在金属模内铸成，内壁涂一层肌沙，以使其冷却均匀。
2）基准的选择 轧辊的精基准为轧辊的两端中心孔。粗基准选为轧辊外圆。
精基准的选择有两种情况。一是用三爪卡盘夹住轧辊一端，另一端用中心孔定位。另一端是两端均用顶尖定位，用鸡心卡盘拨头。两种中，用两顶尖定位精度高，其同轴度易保证，因而选此种方法。
粗基准的选择精度是差别不明显。
3）工艺路线的拟定 工艺路线的拟定要满足零件的各种技术要求，故合理制定工艺路线。
1工艺路线一 工序 Ⅰ 热处理 工序 Ⅱ 按其长度画线 工序 Ⅲ 车端面，钻中心孔 工序 Ⅳ 调头按线车端面，钻中心孔 工序 Ⅴ 粗车辊身、辊径、滚头外径 工序 Ⅵ 粗车辊身端面、辊径端面 工序 Ⅶ 倒角 工序 Ⅷ 精车各外圆表面，辊身端面 工序 Ⅸ 粗车孔型 工序 Ⅹ 精车孔型 工序 Ⅺ 粗铣梅花瓣 工序 Ⅻ 精铣梅花瓣 工序 ⅩⅢ 轧辊淬火 工序 ⅩⅣ 终检 2工艺路线二 工序 Ⅰ 热处理 工序 Ⅱ 按其长度画线 工序 Ⅲ 车端面，钻中心孔调头按线车端面，钻中心孔 工序 Ⅳ 粗车外圆表面，端面（辊身、径）精车外圆表面，辊身、径的端面 工序 Ⅴ 粗车孔型、精车孔型 工序 Ⅵ 粗铣梅花瓣、精铣梅花瓣 工序 Ⅷ 终检 3工艺方案的确定 两种方案中，一方案粗、精分开，加工质量不相互影响，可及早发现毛坯的缺陷，精加工安排于后，可防止或减少表面损伤，方案二没这个优点，故选方案一。
4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定。
1查《机械加工工艺》手册得 工序名称 公称余量 公差等级 最小极限尺寸 尺寸极限偏差 精车 1.7 IT8 299.982 粗车 12.3 IT11 毛坯 2的辊径表面 工序名称 公称余量 公差等级 最小极限尺寸 尺寸极限偏差 精车 1.2 IT7 169.989 粗车 11.2 IT10 毛坯 3 梅花接头外圆表面 工序名称 公称余量 公差等级 最小极限尺寸 尺寸极限偏差 精车 1.2 IT8 159.917 粗车 11.8 IT11 毛坯 4辊身端面余量Z=6.5 工序名称 公称余量 公差等级 最小极限尺寸 尺寸极限偏差 精车 1.7 IT7 759.896 粗车 4.8 IT10 751.05 毛坯 763 5两头端面，查手册表12—2得每一端面的余量7 2mm 黑龙江 科技学院 机械加工 工艺卡片 零件名称：轧辊 材料：
高铬铸铁 工序号 工序名称 工 序 内 容 说 明 设备 工艺参数 Ⅰ 毛坯铸造 CA6140 Ⅱ Ⅱ 时效处理 CA6140 ⅢⅢ 车一端面 钻中心孔 调头车另一端面 钻中心孔 CA6140 ap=2mm/r af=0.4mm/r n=200r/min v=1.5m/s Ⅳ 1粗车300外圆的端面至 2粗车外圆表面至 3粗车外圆的表面至 4粗车辊身端面至 5粗车辊身端面至 6倒角4× CA6140 ap=2mm/r af=0.4mm/r n=160r/min v=1.3-2.6m/s ap=2mm/r af=0.4mm/r n=160r/min v=1.3-2.6m/s Ⅴ 1粗车 外圆表面至 2精车外圆的表面至 3精车外圆的表面至 4精车辊身端面至760 0.10 CA6140 ap=0.8mm/r af=0.15mm/r n=200r/min v=3.1 1.8 1.7 m/s Ⅵ 1粗车孔型 2精车孔型 CA6140 ap=2mm/r af=0.15mm/r n=160r/min v=2.5m/s ap=0.8mm/r af=0.12mm/r n=200r/min v=2.5m/s Ⅶ 粗铣梅花接头 精铣梅花接头 X2010 ap=3mm/r af=0.3mm/r n=50r/min v=0.26m/s ap=2mm/r af=0.1mm/r n=125r/min v=0.41m/s Ⅷ 外圆的表面淬火 Ⅸ 终检 Ⅹ 入库 总 结 毕业设计是对大学四年学习生活的一次综合性检验，它是在学完机械的各门基础课和专业基础课上为完成等教育要求，提高分析问题和解决问题的能力，而进行的一次全面的考核，他是大学生活的最后的重要环节. 毕业设计的目的，是培养我们掌握科学的研究方法、步骤和工作能力、提高我们实践的知识水平，使我们的知识系统化。
我设计的题目是小型轧钢机，在指导老师的帮助指导下，到工厂实习之后，参阅有关技术文献，来完成设计任务。
在设计过程中，深深地包含了于信伟指导老师的辛勤汗水，对老师的耐心指导和热情帮助，我表示忠心的感谢。
说明书的公差配合，标注方法采用我国现行的标准。
由于我是第一次规模大的设计，加之涉及专业知识不多，实际经验不足，我虽尽了最大的努力，也灰有不足之处，敬请老师专家提出宝贵的意见，以便在以后的学习与工作中引以为机戒，更圆满的完成工作任务。
致 谢 本次设计在指导老师的辛勤指导下，顺利完成了。在此次的设计中，我获得的许多从书本难以获得的知识，实践能力在此设计中得到了充份的锻炼，各门知识得到了很好的综合训练，不过在此设计中我也有许多的不足之处，独立思考的能力有待进一步的加强。
此次的设计是我对大学生活的综合，是我参加工作前的一次全面的检查，由于在我们的地方轧钢机的设计资料比较少，感谢于信伟老师为我辛苦的搜集资料，并且在设计的过程中，第一次独立的设计，有很多的东西很难理解，忘不了指导老师给我辛勤的指导，耐心的讲解，细致入微的纠正错误，使我少走了很多的弯路。经过两个多月的设计，我的设计基本完成了。由于是第一次独立设计，设计中难免有错误和不足。最后，我再次感谢老师的指导和帮助。
参考资料 1 马鞍山钢铁设计院等编.中小型轧钢机械设计与计算. 冶金工业出版社.1981 2 王海文主编. 轧钢机机械设计.机械工业出版社. 1991 3 许志勇、邵锡宝主编 、初轧机轧钢Ⅰ. 冶金工业出版社1992 4王焕庭、李茅华、徐善国主编. 机械工程材料 .大连理工大学出版社.2001 5 范钦山 主编 .工程力学.、中央广播电视大学出版社.1998 6 轧钢工艺学 冶金工业出版社.1996 7 机械设计手册1、2、3、4、5 机械工业出版社 8 金属机械加工工艺人员手册 .上海科学技术出版社 9 线材轧钢机车间工艺设计参考资料. 冶金工业出版社.1995 10 郑树森.孔型的设计.上海人民出版社.1995 11 赵家齐主编.机械制造工艺学课程设计指导书 . 机械工业出版社 12吴宗泽主编.机械设计实用手册.化学工业出版社.1990 13吴宗泽主编.机械设计与课程设计. 高等教育出版社1998 14熊文修主编.机械零件.高等教育出版社.1997 15花国梁主编. 互换性与测量技术基础. 北京：北京理工大学出版社.1990 16马一林主编.机械设计原理.高等教育出版社.1992 附录1 外文译文 第八章 冲压变形 冲压变形工艺可完成多种工序，其基本工序可分为分离工序和变形工序两大类。
分离工序是使坯料的一部分与另一部分相互分离的工艺方法，主要有落料、冲孔、切边、剖切、修整等。其中有以冲孔、落料应用最广。变形工序是使坯料的一部分相对另一部分产生位移而不破裂的工艺方法，主要有拉深、弯曲、局部成形、胀形、翻边、缩径、校形、旋压等。
从本质上看，冲压成形就是毛坯的变形区在外力的作用下产生相应的塑性变形，所以变形区的应力状态和变形性质是决定冲压成形性质的基本因素。因此，根据变形区应力状态和变形特点进行的冲压成形分类，可以把成形性质相同的成形方法概括成同一个类型并进行系统化的研究。
绝大多数冲压成形时毛坯变形区均处于平面应力状态。通常认为在板材表面上不受外力的作用，即使有外力作用，其数值也是较小的，所以可以认为垂直于板面方向的应力为零，使板材毛坯产生塑性变形的是作用于板面方向上相互垂直的两个主应力。由于板厚较小，通常都近似地认为这两个主应力在厚度方向上是均匀分布的。基于这样的分析，可以把各种形式冲压成形中的毛坯变形区的受力状态与变形特点，在平面应力的应力坐标系中(冲压应力图)与相应的两向应变坐标系中(冲压应变图)以应力与应变坐标决定的位置来表示。也就是说，冲压应力图与冲压应变图中的不同位置都代表着不同的受力情况与变形特点 (1)冲压毛坯变形区受两向拉应力作用时，可以分为两种情况：即σγ>σ>0σt=0和σθ>σγ >0，σt=0。再这两种情况下，绝对值最大的应力都是拉应力。以下对这两种情况进行分析。
1)当σγ>σθ>0且σt=0时，安全量理论可以写出如下应力与应变的关系式：
(1-1) εγ/（σγ-σm）=εθ/（σθ-σm）=εt/（σt -σm）=k 式中 εγ，εθ，εt——分别是轴对称冲压成形时的径向主应变、切向主应变和厚度方向上的主应变；
σγ，σθ，σt——分别是轴对称冲压成形时的径向主应力、切向主应力和厚度方向上的主应力；
σm——平均应力，σm=（σγ+σθ+σt）/3；
k——常数。在平面应力状态，式（1—1）具有如下形式：
3εγ/（2σγ-σθ）=3εθ/（2σθ-σt）=3εt/[-（σt+σθ）]=k （1—2）
因为σγ>σθ>0，所以必定有2σγ-σθ>0与εθ>0。这个结果表明：在两向拉应力的平面应力状态时，如果绝对值最大拉应力是σγ，则在这个方向上的主应变一定是正应变，即是伸长变形。
又因为σγ>σθ>0，所以必定有-（σt+σθ）<0与εt<0，即在板料厚度方向上的应变是负的，即为压缩变形，厚度变薄。
在σθ方向上的变形取决于σγ与σθ的数值：当σγ=2σθ时，εθ=0；
当σγ>2σθ时，εθ<0；
当 σγ<2σθ 时，εθ>0。
σθ 的变化范围是 σγ>=σθ>=0 。在双向等拉力状态时，σγ=σθ ，有式（1—2）得 εγ=εθ>0 及 εt <0 ；
在受单向拉应力状态时，σθ=0，有式（2—2）可得，εθ=-εγ/2。
根据上面的分析可知，这种变形情况处于冲压应变图中的AON范围内（见图1—1）；
而在冲压应力图中则处于GOH范围内（见图1—2）。
(1)当σθ>σγ >0且σt=0时，有式（1—2）可知：因为σθ>σγ >0，所以 1）
定有2σθ>σγ >0与εθ>0。这个结果表明：对于两向拉应力的平面应力状态，当σθ的绝对值最大时，则在这个方向上的应变一定时正的，即一定是伸长变形。
又因为σγ>σθ>0，所以必定有-（σt+σθ）<0与εt<0，即在板料厚度方向上的应变是负的，即为压缩变形，厚度变薄。
在σθ方向上的变形取决于σγ与σθ的数值：当σθ=2σγ时，εγ0；
当σθ>σγ，εγ<0；
当 σθ<2σγ 时，εγ>0。
σγ的变化范围是 σθ>= σγ>=0 。当σγ=σθ 时，εγ=εθ>0，也就是在双向等拉力状态下，在两个拉应力方向上产生数值相同的伸长变形；
在受单向拉应力状态时，当σγ=0时，εγ=-εθ /2，也就是说，在受单向拉应力状态下其变形性质与一般的简单拉伸是完全一样的。
这种变形与受力情况，处于冲压应变图中的AOC范围内（见图1—1）；
而在冲压应力图中则处于AOH范围内（见图1—2）。
上述两种冲压情况，仅在最大应力的方向上不同，而两个应力的性质以及它们引起的变形都是一样的。因此，对于各向同性的均质材料，这两种变形是完全相同的。
(1)冲压毛坯变形区受两向压应力的作用，这种变形也分两种情况分析，即σγ<σθ< σt=0和σθ<σγ <0，σt=0。
1）当σγ<σθ<0且σt=0时，有式（1—2）可知：因为σγ<σθ<0，一定有2σγ-σθ<0与εγ<0。这个结果表明：在两向压应力的平面应力状态时，如果绝对值最大拉应力是σγ<0，则在这个方向上的主应变一定是负应变，即是压缩变形。
又因为σγ<σθ<0，所以必定有-（σt+σθ）>0与εt>0，即在板料厚度方向上的应变是正的，板料增厚。
在σθ方向上的变形取决于σγ与σθ的数值：当σγ=2σθ时，εθ=0；
当σγ>2σθ时，εθ<0；
当 σγ<2σθ 时，εθ>0。
这时σθ 的变化范围是 σγ与0之间 。当σγ=σθ时，是双向等压力状态时，故有 εγ=εθ<0；
当σθ=0时，是受单向压应力状态，所以εθ=-εγ/2。这种变形情况处于冲压应变图中的EOG范围内（见图1—1）；
而在冲压应力图中则处于COD范围内（见图1—2）。
2) 当σθ<σγ <0且σt=0时，有式（1—2）可知：因为σθ<σγ <0，所以一定有2σθσγ <0与εθ<0。这个结果表明：对于两向压应力的平面应力状态，如果绝对值最大是σθ，则在这个方向上的应变一定时负的，即一定是压缩变形。
又因为σγ<σθ<0，所以必定有-（σt+σθ）>0与εt>0，即在板料厚度方向上的应变是正的，即为压缩变形，板厚增大。
在σθ方向上的变形取决于σγ与σθ的数值：当σθ=2σγ时，εγ=0；
当σθ>2σγ，εγ<0；
当 σθ<2σγ 时，εγ>0。
这时，σγ的数值只能在σθ<= σγ<=0 之间变化。当σγ=σθ 时，是双向等压力状态，所以εγ=εθ<0；
当σγ=0时，是受单向压应力状态，所以有εγ=-εθ /2>0。这种变形与受力情况，处于冲压应变图中的GOL范围内（见图1—1）；
而在冲压应力图中则处于DOE范围内（见图1—2）。
(1)冲压毛坯变形区受两个异号应力的作用，而且拉应力的绝对值大于压应力的绝对 值。这种变形共有两种情况，分别作如下分析。
1）当σγ>0，σθ<0及|σγ|>|σθ|时，由式（1—2）可知：因为σγ>0，σθ<0及|σγ|>|σθ|，所以一定有2σγ-σθ>0及εγ>0。这个结果表明：在异号的平面应力状态时，如果绝对值最大应力是拉应力，则在这个绝对值最大的拉应力方向上应变一定是正应变，即是伸长变形。
又因为σγ>0，σθ<0及|σγ|>|σθ|，所以必定有εθ<0，即在板料厚度方向上的应变是负的，是压缩变形。
这时σθ 的变化范围只能在σθ=-σγ与σθ=0的范围内 。当σθ=-σγ时，εγ>0εθ<0且|εγ|=|εθ|；
当σθ=0时，εγ>0，εθ<0，而且εθ=-εγ/2，这是受单向拉的应力状态。这种变形情况处于冲压应变图中的MON范围内（见图1—1）；
而在冲压应力图中则处于FOG范围内（见图1—2）。
2）当σθ>0，σγ <0，σt=0及|σθ|>|σγ|时，由式（1—2）可知：用与前项相同的方法分析可得εθ>0。即在异号应力作用的平面应力状态下，如果绝对值最大应力是拉应力σθ，则在这个方向上的应变是正的，是伸长变形；
而在压应力σγ方向上的应变是负的（εγ<=0），是压缩变形。
这时σγ 的变化范围只能在σγ=-σθ与σγ=0的范围内 。当σγ=-σθ时，εθ>0，εγ <0且|εγ|=|εθ|；
当σγ=0时，εθ>0，εγ <0，而且εγ=-εθ /2。这种变形情况处于冲压应变图中的COD范围内（见图1—1）；
而在冲压应力图中则处于AOB范围内（见图1—2）。
虽然这两种情况的表示方法不同，但从变形的本质看是一样的。
(1)冲压毛坯变形区受两个方向上的异号应力的作用，而且压应力的绝对值大于拉应力 的绝对值。以下对这种变形的两种情况分别进行分析。
1）当σγ>0，σθ<0而且|σθ|>|σγ|时，由式（1—2）可知：因为σγ>0，σθ<0及|σθ|>|σγ|，所以一定有2σθ- σγ<0及εθ<0。这个结果表明：在异号的平面应力状态时，如果绝对值最大应力是压应力σθ，则在这个方向上应变是负的，即是压缩变形。
又因为σγ>0，σθ<0，必定有2σγ- σθ<0及εγ>0，即在拉应力方向上的应变是正的，是伸长变形。
这时σγ的变化范围只能在σγ=-σθ与σγ=0的范围内 。当σγ=-σθ时，εγ>0εθ<0且εγ=-εθ；
当σγ=0时，εγ>0，εθ<0，而且εγ=-εθ/2。这种变形情况处于冲压应变图中的DOF范围内（见图1—1）；
而在冲压应力图中则处于BOC范围内（见图1—2）。
2）当σθ>0，σγ <0，σt=0及|σγ|>|σθ|时，由式（1—2）可知：用与前项相同的方法分析可得εγ<σγ0。即在异号应力作用的平面应力状态下，如果绝对值最大应力是压应力σγ，则在这个方向上的应变是负的，是压缩变形；
而在拉应力σθ方向上的应变是正的，是伸长变形。
这时σθ 的数值只能介于σθ=-σγ与σθ=0的范围内 。当σθ=-σγ时，εθ>0，εγ <0且εθ=-εγ；
当σθ=0时，εθ>0，εγ <0，而且εθ=-εγ/2。这种变形情况处于冲压应变图中的DOE范围内（见图1—1）；
而在冲压应力图中则处于BOC范围内（见图1—2）。
这四种变形与相应的冲压成形方法之间是相对的，它们之间的对应关系，用文字标注在图1—1与图1—2上。
上述分析的四种变形情况，相当于所有的平面应力状态，也就是说这四种变形情况可以把全部的冲压变形毫无遗漏地概括为两大类别，即伸长类与压缩类。
当作用于冲压毛坯变形区内的拉应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是伸长变形，称这种变形为伸长类变形。根据上述分析，伸长类变形在冲压应变图中占有五个区间，即MON、AON、AOB、BOC及COD；
而在冲压应力图中则占有四个区间FOG、GOH、AOH及AOB。
当作用于冲压毛坯变形区内的压应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是压缩变形，称这种变形为压缩类变形。根据上述分析，压缩类变形在冲压应变图中占有五个区间，即LOM、HOL、GOH、FOG与DOF；
而在冲压应力图中则占有四个区间EOF、DOE、COD、BOC。
MD与FB分别是冲压应变图与冲压应力图中两类变形的分界线。分界线的右上方是伸长类变形，而分界线的左下方是压缩变形。
由于塑性变形过程中材料所受的应力和由此应力所引起的应变之间存在着相互对应的关系，所以冲压应力图与冲压应变图也一定存在着一定的对应关系。每一个冲压变形都可以在冲压应力图上和冲压应变图上找到它固定的位置。根据冲压毛坯变形区内的应力状态或变形情况，利用冲压变形图或冲压应力图中的分界线（MD或FB）就可以容易地判断该冲压变形的性质与特点。
概括以上分析结果，把各种应力状态在冲压应变图和冲压应力图中所处的位置以及两个图的对应关系列于表1—1。从表1—1中的关系可知，冲压应力图与冲压应变图中各区间所处的几何位置并不一样，但它们在两个图中的顺序是相同的。最重要是一点是：伸长类与压缩类变形的分界线，在两个图里都是与坐标轴成45°角的一条斜线。表1—2中列出了伸长类变形与压缩类变形在冲压成形工艺方面的特点。
从表1—2可以清楚地看出，由于每一类别的冲压成形方法，其毛坯变形区的受力与变形特点相同，而与变形有关的一些规律也都是一样的，所以有可能在对各种具体的冲压成形方法进行研究之外，开展综合性的体系化研究工作。体系化研究方法的特点是对每一类别冲压成形方法的共性规律进行研究工作，体系化研究的结果对每一个属于该类别的成形方法都是适用的。这种体系化的研究工作，在板材冲压性能、冲压成形极限等方面，已有一定程度的开展。应用体系化方法研究冲压成形极限的内容可用图1—3予以说明。
应力状态 冲压应变 图中位置 冲压应变 图中位置 在绝对值最大 的应力方向上 变形 类别 应力 应变 双向受拉 σθ>0,σγ>0 σγ> σθ AON GOH + + 伸长类 σθ>σγ AOC AOH + + 伸长类 双向受压 σθ<0,σγ<0 σγ< σθ EOG COD — — 压缩类 σθ<σγ GOL DOE — — 压缩类 异号应力 σγ>0,σθ<0 |σγ|>|σθ| MON FOG + + 伸长类 |σθ|>|σγ| LOM EOF — — 压缩类 异号应力 σθ>0,σγ<0 |σθ|>|σγ| COD AOB + + 伸长类 |σγ|> |σθ| DOE BOC — — 压缩类 表1—1 冲压应力状态与冲压变形状态的对照 表1—2 伸长类成形与压缩类成形的对比 项目 伸长类成形 压缩类成形 变形区质量问题的表现形式 变形程度过大引起变形区产生破裂现象 压力作用下失稳起皱 成形极限 1． 主要取决于板材的塑性，与厚度无关 2． 可用伸长率及成形极限DLF判断 1． 主要取决于传力区的承载能力 2． 取决于抗失稳能力 3． 与板厚有关 变形区板厚的变化 减薄 增厚 提高成形极限的方法 1． 改善板材塑性 2． 使变形均匀化，降低局部变形程度 3． 工序间热处理 1． 采用多道工序成形 2． 改变传力区与变形区的力学关系 3． 采用防起皱措施 图1—3 冲压应变图 图 1—3 体系化研究方法举例 附录2 外文原文 Categories of stamping forming Many deformation processes can be done by stamping, the basic processes of the stamping can be divided into two kinds: cutting and forming. Cutting is a shearing process that one part of the blank is cut form the other .It mainly includes blanking, punching, trimming, parting and shaving, where punching and blanking are the most widely used. Forming is a process that one part of the blank has some displacement form the other. It mainly includes deep drawing, bending, local forming, bulging, flanging, necking, sizing and spinning. In substance, stamping forming is such that the plastic deformation occurs in the deformation zone of the stamping blank caused by the external force. The stress state and deformation characteristic of the deformation zone are the basic factors to decide the properties of the stamping forming. Based on the stress state and deformation characteristics of the deformation zone, the forming methods can be divided into several categories with the same forming properties and to be studied systematically. The deformation zone in almost all types of stamping forming is in the plane stress state. Usually there is no force or only small force applied on the blank surface. When it is assumed that the stress perpendicular to the blank surface equal to zero, two principal stresses perpendicular to each other and act on the blank surface produce the plastic deformation of the material. Due to the small thickness of the blank, it is assumed approximately that the two principal stresses distribute uniformly along the thickness direction. Based on this analysis, the stress state and the deformation characteristics of the deformation zone in all kind of stamping forming can be denoted by the point in the coordinates of the plane principal stress(diagram of the stamping stress) and the coordinates of the corresponding plane principal stains (diagram of the stamping strain). The different points in the figures of the stamping stress and strain possess different stress state and deformation characteristics. (1)When the deformation zone of the stamping blank is subjected toplanetensile stresses, it can be divided into two cases, that is σγ>σθ>0,σt=0andσθ>σγ >0,σt=0.In both cases, the stress with the maximum absolute value is always a tensile stress. These two cases are analyzed respectively as follows. 2)In the case that σγ>σθ>0andσt=0, according to the integral theory, the relationships between stresses and strains are: εγ/（σγ-σm）=εθ/（σθ-σm）=εt/（σt -σm）=k 1.1 where, εγ，εθ，εt are the principal strains of the radial, tangential and thickness directions of the axial symmetrical stamping forming; σγ，σθand σtare the principal stresses of the radial, tangential and thickness directions of the axial symmetrical stamping forming;σm is the average stress,σm=（σγ+σθ+σt）/3; k is a constant. In plane stress state, Equation 1.1 3εγ/（2σγ-σθ）=3εθ/（2σθ-σt）=3εt/[-（σt+σθ）]=k 1.2 Since σγ>σθ>0,so 2σγ-σθ>0 and εθ>0.It indicates that in plane stress state with two axial tensile stresses, if the tensile stress with the maximum absolute value is σγ, the principal strain in this direction must be positive, that is, the deformation belongs to tensile forming. In addition, because σγ>σθ>0，therefore -（σt+σθ）<0 and εt<0. The strain in the thickness direction of the blankεt is negative, that is, the deformation belongs to compressive forming, and the thickness decreases. The deformation condition in the tangential direction depends on the values ofσγ and σθ. When σγ=2σθ,εθ=0；
when σγ>2σθ,εθ<0；
and when σγ<2σθ ,εθ>0. The range of σθ is σγ>=σθ>=0 . In the equibiaxial tensile stress state σγ=σθ ，according to Equation 1.2,εγ=εθ>0 and εt <0 . In the uniaxial tensile stress stateσθ=0，according to Equation 1.2 εθ=-εγ/2. According to above analysis, it is known that this kind of deformation condition is in the region AON of the diagram of the diagram of the stamping strain (see Fig .1.1), and in the region GOH of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2). 2)When σθ>σγ >0 and σt=0, according to Equation 1.2 , 2σθ>σγ >0 and εθ>0,This result shows that for the plane stress state with two tensile stresses, when the absoluste value of σθ is the strain in this direction must be positive, that is, it must be in the state of tensile forming. Also becauseσγ>σθ>0，therefore -（σt+σθ）<0 and εt<0. The strain in the thickness direction of the blankεt is negative, or in the state of compressive forming, and the thickness decreases. The deformation condition in the radial direction depends on the values ofσγ and σθ. When σθ=2σγ,εγ0;when σθ>σγ,εγ<0;and when σθ<2σγ,εγ>0. The range of σγ is σθ>= σγ>=0 .When σγ=σθ,εγ=εθ>0, that is, in equibiaxial tensile stress state, the tensile deformation with the same values occurs in the two tensile stress directions; when σγ=0, εγ=-εθ /2, that is, in uniaxial tensile stress state, the deformation characteristic in this case is the same as that of the ordinary uniaxial tensile. This kind of deformation is in the region AON of the diagram of the stamping strain (see Fig.1.1), and in the region GOH of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2). Between above two cases of stamping deformation, the properties ofσθandσγ, and the deformation caused by them are the same, only the direction of the maximum stress is different. These two deformations are same for isotropic homogeneous material. (1)When the deformation zone of stamping blank is subjected to two compressive stressesσγandσθ(σt=0), it can also be divided into two cases, which are σγ<σθ<0,σt=0 and σθ<σγ <0,σt=0. 1）When σγ<σθ<0 and σt=0, according to Equation 1.2, 2σγ-σθ<0与εγ=0.This result shows that in the plane stress state with two compressive stresses, if the stress with the maximum absolute value is σγ<0, the strain in this direction must be negative, that is, in the state of compressive forming. Also because σγ<σθ<0, therefore -（σt +σθ）>0 and εt>0.The strain in the thickness direction of the blankεt is positive, and the thickness increases. The deformation condition in the tangential direction depends on the values ofσγ and σθ.When σγ=2σθ,εθ=0;when σγ>2σθ,εθ<0;and when σγ<2σθ ,εθ>0. The range of σθ is σγ<σθ<0.When σγ=σθ,it is in equibiaxial tensile stress state, henceεγ=εθ<0; when σθ=0,it is in uniaxial tensile stress state, hence εθ=-εγ/2.This kind of deformation condition is in the region EOG of the diagram of the stamping strain (see Fig.1.1), and in the region COD of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2). 2）When σθ<σγ <0and σt=0, according to Equation 1.2,2σθ-σγ <0 and εθ<0. This result shows that in the plane stress state with two compressive stresses, if the stress with the maximum absolute value is σθ, the strain in this direction must be negative, that is, in the state of compressive forming. Also becauseσθ<σγ <0 , therefore -（σt +σθ）>0 and εt>0.The strain in the thickness direction of the blankεt is positive, and the thickness increases. The deformation condition in the radial direction depends on the values ofσγ and σθ. When σθ=2σγ, εγ=0; when σθ>2σγ,εγ<0; and when σθ<2σγ ,εγ>0. The range of σγ is σθ<= σγ<=0 . When σγ=σθ , it is in equibiaxial tensile stress state, hence εγ=εθ<0; when σγ=0, it is in uniaxial tensile stress state, hence εγ=-εθ /2>0.This kind of deformation is in the region GOL of the diagram of the stamping strain (see Fig.1.1), and in the region DOE of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2). (3) The deformation zone of the stamping blank is subjected to two stresses with opposite signs, and the absolute value of the tensile stress is larger than that of the compressive stress. There exist two cases to be analyzed as follow:
1)When σγ>0, σθ<0 and |σγ|>|σθ|, according to Equation 1.2, 2σγ-σθ>0 and εγ>0.This result shows that in the plane stress state with opposite signs, if the stress with the maximum absolute value is tensile, the strain in the maximum stress direction is positive, that is, in the state of tensile forming. Also because σγ>0, σθ<0 and |σγ|>|σθ|, therefore εθ<0. The strain in the compressive stress direction is negative, that is, in the state of compressive forming. The range of σθ is 0>=σθ>=-σγ. When σθ=-σγ, then εγ>0,εθ<0 , and |εγ|=|εθ|;when σθ=0, then εγ>0,εθ<0, and εθ=-εγ/2, it is the uniaxial tensile stress state. This kind of deformation condition is in the region MON of the diagram of the stamping strain (see Fig.1.1), and in the region FOG of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2). 2)When σθ>0, σγ <0,σt=0 and |σθ|>|σγ|, according to Equation 1.2, by means of the same analysis mentioned above, εθ>0, that is, the deformation zone is in the plane stress state with opposite signs. If the stress with the maximum absolute value is tensile stress σθ, the strain in this direction is positive, that is, in the state of tensile forming. The strain in the radial direction is negative （εγ<=0）, that is, in the state of compressive forming. The range of σγ is 0>=σγ>=-σθ. When σγ=-σθ, then εθ>0,εγ <0 and |εγ|=|εθ|; when σγ=0, then εθ>0,εγ <0, andεγ=-εθ /2. This kind of deformation condition is in the region COD of the diagram of the stamping strain (see Fig.1.1), and in the region AOB of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2). Although the expressions of these two cases are different, their deformation essences are the same. (4) The deformation zone of the stamping blank is subjected to two stresses with opposite signs, and the absolute value of the compressive stress is larger than that of the tensile stress. There exist two cases to be analyzed as follows: 1)When σγ>0,σθ<0 and |σθ|>|σγ|, according to Equation 1.2, 2σθ- σγ<0 and εθ<0.This result shows that in plane stress state with opposite signs, if the stress with the maximum absolute value is compressive stress σθ, the strain in this direction is negative, or in the state of compressive forming. Also because σγ>0 and σθ<0, therefore 2σγ- σθ<0 and εγ>0. The strain in the tensile stress direction is positive, or in the state of tensile forming. The range of σγis 0>=σγ>=-σθ.When σγ=-σθ, then εγ>0,εθ<0, and εγ=-εθ;when σγ=0, then εγ>0,εθ<0, and εγ=-εθ/2. This kind of deformation is in the region LOM of the diagram of the stamping strain (see Fig.1.1), and in the region EOF of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2). 2)When σθ>0, σγ <0 and |σγ|>|σθ|, according to Equation 1.2 and by means of the same analysis mentioned above,εγ< 0.This result shows that in plane stress state with opposite signs, if the stress with the maximum absolute value is compressive stress σγ,the strain in this direction is negative, or in the state of compressive forming, The strain in the tensile stress direction is positive, or in the state of tensile forming. The range of σθ is 0>=σθ>=-σγ.When σθ=-σγ, then εθ>0,εγ <0, and εθ=-εγ;when σθ=0, then εθ>0,εγ <0, and εθ=-εγ/2. Such deformation is in the region DOF of the diagram of the stamping strain (see Fig.1.1), and in the region BOC of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2). The four deformation conditions are related to the corresponding stamping forming methods. Their relationships are labeled with letters in Fig.1.1 and Fig.1.2. The four deformation conditions analyzed above are applicable to all kinds of plane stress states, that is, the four deformation conditions can sum up all kinds of stamping forming in to two types, tensile and compressive. When the stress with the maximum absolute value in the deformation zone of the stamping blank is tensile, the deformation along this stress direction must be tensile. Such stamping deformation is called tensile forming. Based on above analysis, the tensile forming occupies five regions MON, AON, AOB, BOC and COD in the diagram of the stamping stain; and four regions FOG, GOH, AOH and AOB in the diagram of the stamping stress. When the stress with the maximum absolute value in the deformation zone of the stamping blank is compressive, the deformation along this stress direction must be compressive. Such stamping deformation is called compressive forming. Based on above analysis, the compressive forming occupies five regions LOM, HOL, GOH, FOG and DOF in the diagram of the stamping strain; and four regions EOF, DOE, COD and BOC in the diagram of the stamping stress. MD and FB are the boundaries of the two types of forming in the diagrams of the stamping strain and stress respectively. The tensile forming is located in the top right of the boundary, and the compressive forming is located in the bottom left of the boundary. Because the stress produced by the plastic deformation of the material is related to the strain caused by the stress, there also exist certain relationships between the diagrams of the stamping stress and strain. There are corresponding locations in the diagrams of the stamping stress and strain for every stamping deformation. According to the state of stress or strain in the deformation zone of the forming blank, and using the boundary line in the diagram of the stamping stress MD or the boundary line in the diagram of the stamping strain FB, it is easy to know the properties and characteristics of the stamping forming. The locations in the diagrams of the stamping stress and strain for various stress states and the corresponding relationships of the two diagrams are listed in Table 1.1.It shows that the geometrical location for every region are different in the diagrams of the stamping stress and strain, but their sequences in the two diagrams are the same. One key point is that the boundary line between the tensile and the compressive forming is an inclined line at 45°to the coordinate axis. The characteristics of the stamping technique for tensile and compressive forming are listed in Table 1.2. Table 1.2 clearly shows that in the deformation zone of the blank, the characteristics of the force and deformation, and the patterns relevant to the deformation for each stamping method are the same. Therefore, in addition to the research on the detail stamping method, it is feasible to study stamping systematically and comprehensively. The characteristic of the systematic research is to study the common principle of all different types of stamping methods. The results of the systematic research are applicable to all stamping methods. The research on the properties and limit of the sheet metal stamping has been carried out in certain extent. The contents of the research on the stamping forming limit by using systematic method are shown in Fig.1.3. State of stress Location in the diagram of the stamping strain Location in the diagram of the stamping stress Types of deformation Stress Strain Biaxial tensile stress state σθ>0,σγ>0 σγ> σθ AON GOH + + Tensile σθ>σγ AOC AOH + + Tensile Biaxial compressive stress state σθ<0,σγ<0 σγ< σθ EOG COD — — Compressive σθ<σγ GOL DOE — — Compressive Stateof stress with opposite signs σγ>0,σθ<0 |σγ|>|σθ| MON FOG + + Tensile |σθ|>|σγ| LOM EOF — — Compressive State of stress with opposite signs σθ>0,σγ<0 |σθ|>|σγ| COD AOB + + Tensile |σγ|> |σθ| DOE BOC — — Compressive Table 1.1 Comparison between states of stress and strain in stamping Table 1.2 Comparison between tensile and compressive forming Item Tensile forming Compressive forming Representation of the quality problem in the deformation zone Fracture in the deformation zone due to excessive deformation Instability wrinkle caused by compressive stress Forming limit 3． Mainly depends on the plasticity of the material, and is irrelevant to the thickness 4． Can be estimated by extensibility or the forming limit DLF 4． Mainly depends on the loading capability in the force transferring zone 5． Depends on the anti-instability capability 6． Has certain relationship to the blank thickness Variation of the blank thickness in the deformation zone Thinning Thickening Methods to improve forming limit 4． Improve the plasticity of the material 5． Decrease local deformation, and increase deformation uniformity 6． Adopt an intermediate heat treatment process 4． Adopt multi-pass forming process 5． Change the mechanics relationship between the force transferring and deformation zones 6． Adopt anti-wrinkle measures Fig.1.1 Diagram of stamping strain
Fig.1.2 Diagram of stamping stress Fig.1.3 Examples for systematic research methods 黑龙江科技学院 毕业设计（论文）任务书 姓名：
曹 珊 任务下达日期：
2006 年 3 月 13 日 设计（论文）开始日期：
2006 年 3 月 13 日 设计（论文）完成日期：
2006 年 6 月 20 日 一、设计（论文）题目：
小型轧钢机的设计 二、专题题目：
轧辊的工艺规程设计 三、设计的目的和意义：
设计的为小型的轧钢机，本轧钢机具有一机多能的特点，既可在开坯的同时，又可轧制小型的线材，产品的品种可以通过替换精轧机的轧辊来实现.从而免去了开坯的工序；
减少了工人的劳动强度，提高工作效率。另外；
通过对轧钢机主机座设计，采用预应力轧钢机机架并且通过上、中、下轧辊调整机构对轧辊进行调整，可保证轧制线材的加工质量.通过对市场的调查，小型线材的需求量比较大，并且生产设备投资较小，适合小形投资生产. 四、设计（论文）主要内容：
对于本次设计主要包括：1电动机的选择与计算；
2飞轮的设计与计算；
3主减速器的选择与计算；
4齿轮机座的设计与计算；
5轧钢机机座的设计与计算；
最终设计结束后达到4张0号装配图以及2万于字的毕业设计说明书。
五、设计目标：
在轧钢机的设计过程中主要对轧钢机各部分工作装置的设计。设计的要求是：一完成主电动机的选择与飞轮的设计；
二、完成传动装置齿轮机座的设计 三、完成轧钢机主要工作机座轧钢机机座的设计与计算四、孔型的设计。
六、进度计划：
2006年3月13日至3月31日进行为期3周的生产实习；
4月1日至4月10日完成对设计题目的资料收集与查询；
4月11日至4月20日完成对轧钢机机总体结构的初步布置；
4月21日至5月7日完成轧钢机机各部分装置的设计；
5月8日至5月31日进行设计图纸的绘制；
6月1日至6月10日进行毕业设计说明书的编写；
6月11日至6月20日最后的审稿及说明书和图纸的打印。
七、参考文献资料：中小型轧钢机设计与计算.马鞍山钢铁设计院等编.1981；
轧钢机机械设计.机械工业出版社. 1991；
王海文编.初轧机设计轧钢 .冶金工业出版社.许志永、邵锡宝编.1992；
孔型设计.郑树森.上海人民出版社1995. 指 导 教 师：
院（系）主管领导：
年 月 日
