CN109408992B - 用于圆钢孔型***的辅助设计方法 - Google Patents
用于圆钢孔型***的辅助设计方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109408992B CN109408992B CN201811304178.XA CN201811304178A CN109408992B CN 109408992 B CN109408992 B CN 109408992B CN 201811304178 A CN201811304178 A CN 201811304178A CN 109408992 B CN109408992 B CN 109408992B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hole
- pass
- design
- broadening
- calculation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/17—Mechanical parametric or variational design
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于圆钢孔型***的辅助设计方法,属于热轧圆钢工程设计及生产技术领域。提供一种操作方便、自动化程度高,既能提高设计精度,还能大大降低劳动强度的孔型***的辅助设计方法。通过开发一套包含CAD孔型设计模块的辅助设计软件,完成圆钢孔型及孔型***的精确设计,而且可以灵活的根据工艺和产线需求进行优化计算,最后完成图形CAD输出、轧制表计算、轧制负荷参数计算、轧辊校核及轧辊配辊等。由于上述孔型设计过程完全通过软件完成,既降低了人工计算的劳动强度,简化了操作,而且降低了专业设计的技术门槛,人员经过短时间培训就能掌握。
Description
技术领域
本发明涉及一种孔型设计方法,尤其是涉及圆钢孔型***的辅助设计方法,属于热轧圆钢工程设计与生产技术领域。
背景技术
现阶段圆钢生产孔型设计及孔型***设计是按以下步骤进行的。
第一步:经验设计孔型,即按经验分配各道次延伸率,然后通过计算、验证,从而而绘制孔型CAD图。目前单个孔型的设计方法是根据产线布置、坯料尺寸、轧制规格等首先分配各道次延伸率,由分配的延伸率得到各等轴孔的尺寸,然后由宽展公式计算出椭圆孔尺寸,最后计算料形尺寸、孔型面积、力能参数等,根据计算的负荷参数对如轧辊、电机、剪机等设备能力进行校核。通过不断的调整孔型来满足设备能力的要求,此过程计算量较大、耗时、且易出错。
第二步:孔型***设计,即根据第一步设计的若干套孔型合并组合覆盖整个生产线所有规格的全部孔型,以达到最少的更换工装的目的,此过程会成倍的重复第一步计算过程,一旦设计完成,后续优化困难重重。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种操作方便、自动化程度高,既能提高设计精度,还能大大降低劳动强度的圆钢孔型***的辅助设计方法。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种用于圆钢孔型***的辅助设计方法,包括以下几个模块。
a)箱型孔型设计,适用于连轧生产线的粗轧孔型***设计,亦可应用于粗轧开坯孔型设计。将箱型孔、变形椭圆孔、圆孔孔型参数同一化,作为宽展计算公式的输入参数,经过连续迭代,而得到一个精确的孔型输出参数。在整个迭代过程会根据咬入条件和稳定轧制条件对孔型进行修改,最终得到满足稳定生产条件的孔型。
b)椭圆-圆孔型设计,包括中间道次孔型设计和成品孔型设计,有椭圆孔、圆孔、成品孔。由于各种孔型的输入、输出参数同一化,方便了不同模块间的数据传递,而且可以根据工艺情况的变化,进行自由的拼接组合计算,以最快的方式计算出全套孔型。对于孔型***的设计方法是根据来料尺寸参数以及架次,来计算极限条件下若干架次轧机所能轧制的最小及最大规格尺寸,根据一组、两组或者三组等轴孔序列,合并设计出覆盖全部生产规格的轧制孔型***。
c)轧件形状数学模型和宽展计算数学模型的动态优化,根据不同孔型的轧件料形得到料形面积,从而得到各架次轧件的料形形状系数,轧件的形状可根据实际现场的轧件的形状进行简化后带入宽展迭代公式,进一步提高宽展计算精度。可根据各架次的实际宽展值修正宽展系数,计算更加准确。
d)孔型CAD绘制,CAD绘图***基于VB绘图和AutoCAD二次开发工具VBA进行开发,VB绘图***实时绘制孔型形状,便于观察变形规律。VBA程序调用孔型参数批量绘制数据库中保存孔型,实现孔型CAD类型的文件输出,方便数控机床接入。
本发明的有益效果是:通过开发一套包含CAD孔型设计模块的辅助设计软件,完成圆钢孔型及孔型***的精确设计,而且可以灵活的根据工艺和产线需求进行优化计算,最后完成图形CAD输出、轧制表计算、轧制负荷参数计算、轧辊校核及轧辊配辊等。由于上述孔型设计过程完全通过软件完成,既降低了人工计算的劳动强度,简化了操作,而且降低了专业设计的技术门槛,人员经过短时间培训就能掌握。本软件适用于新建圆钢生产线或线材生产线的中间孔型的工艺设计,由于其灵活方便的特点特别适合生产线的技术改造工艺设计。
附图说明
图1为本发明用于圆钢孔型***设计程序界面。
图2为本发明的S1模块,即宽展迭代计算过程。β为相对宽展系数;H为来料高度;B为来料宽度;xs1为来料料形系数;h为孔型高度;xs2为料形系数;D为轧辊直径;v为轧制速度;λ修正系数,0.75~1.25,可根据测量值回归得到;S为料形面积,是与h和b有关的函数;βi =f(H,B,xs1,h,xs2i ,D ,vi ,λ)为宽展计算公式。
图2中xs20为椭圆孔初始料形系数,根据不同孔型而选择不同的初始料形系数进行计算。椭圆孔0.74,圆孔0.785,箱型孔0.97,变形椭圆0.74~0.785。
图3为本发明的S2模块,即椭圆-圆孔型设计过程。椭圆孔a充满度一般设置为92%,可根据不同生产情况进行调整。等轴孔的a不圆度与等轴孔的d有关,可根据不同产品的尺寸精度要求进行调整。多机架孔型***设计只需将多个S2模块串联起来就可以迅速完成。
图4为本发明的S3模块,即极限条件下的下一等轴孔的尺寸计算,各孔型处于最大充满度、最大咬入角以及最大孔型宽高比的情况下,从一个等轴孔到下一个等轴孔的尺寸计算过程。此计算过程的意义是在两道次轧制过程中,根据来料的大小可以推算经过两机架以后所能轧制最小料形尺寸。
图5为本发明的S4模块,即自动孔型设计过程,向模块输入来料大小和成品尺寸即可自动完成孔型设计。此过程的特点在于根据S3模块计算出的等轴序列,按比例放大,等轴孔尺寸序列,然后串联输入S2模块,得到孔型。此过程既可以程序自动完成,亦可以人工干预设计。
图5揭示的S4模块,意义在于自动计算等轴孔尺寸序列,实现自动分配延伸率的效果,而且各等轴孔尺寸均是按比例缩放,所设计的孔型具有一致性,即设计的孔型具有相同的宽高比和充满度。S4模块比例分配延伸率的过程用于孔型***设计显得尤为重要,大大提高的孔型***的设计效率。
具体实施方式
图1所示的是本发明提供的一种操作方便、自动化程度高,既能提高计算精度,又能避免出错的孔型***辅助设计方法。所述的方法包括以下步骤。
a)孔型计算模块,用于孔型参数计算,如料形宽度、料形系数、料形面积、孔型面积、孔型高度、轧制速度等。
b)力能计算模块,用于轧制能力计算,如轧制力、轧制功率、轧制扭矩等。
c)轧辊校核模块,用于轧辊强度计算。
d)配辊计算模块,用于轧辊配辊计算。
f)轧制表输出模块,用于轧制表计算输出,可保存为excel格式文件。
g)CAD绘图模块,可动态观察孔型及充满程度变化。
以上实施方式中,根据日常操作***台。
实施例一
以减径定径机中间孔型***设计为例,减径定径机要求来料为61、47、36.8、28.8、22.5。本发明只需将(1.2~1.4)×61作为来料尺寸及各等轴孔尺寸输入图3揭示的S2模块,即可自动完成设计。本发明以75mm来料为例,提供表1加以说明。S2模块过程主要特征为根据前后等轴孔尺寸自动设计中间椭圆孔尺寸,而且设计的等轴孔的不圆度较小,精度较高,适用于圆钢生产对尺寸精度的要求。
表1 某减径定径机的中间孔型轧制表 。
实例实施二
以钢坯开坯孔型设计为例, 以280×320、220×260矩形坯为来料,开坯为180×180、150×150方坯,粗轧开坯孔型***设计以表2加以说明。K3孔型兼顾两种来料,实现两种来料的快速切换,减少工装更换和停机时间。
表2 某开坯孔型***设计 。
实例实施三
以某新建圆钢生产线孔型***设计为例,来料180×180×9000方坯,20架次轧机,规格范围:Φ16-Φ70 mm圆钢。表3从第6架次开始设计两组等轴孔序列,完成大部分规格尺寸的覆盖。本发明揭示的S4模块即可自动完成等轴孔尺寸计算。以18等轴孔序列为例,20架等轴孔尺寸18mm,兼容Φ18、Φ19的规格,18架等轴孔尺寸22.5mm,兼容Φ22、Φ23的规格。
表3 等轴孔型序列尺寸及覆盖成品尺寸。
以上所述仅为本发明较佳实例而已,不能用以限制本发明。本发明所设计的孔型***及在本发明思想指导下设计的孔型,皆是本发明的有效实施,而且涉及本发明的任何修改、等效、替换等,皆应涵盖在权利要求的保护范围之内。
Claims (4)
1.用于圆钢孔型***的辅助设计方法,其特征在于包括一下几个步骤:
a) 箱型孔型设计,适用于连轧生产线的粗轧孔型***设计及粗轧开坯孔型设计,将箱型孔、变形椭圆孔、圆孔孔型输入参数同一化,带入宽展迭代公式,而得到一个精确的孔型输出参数,在整个迭代过程会根据咬入条件和稳定轧制条件对孔型进行修改,最终得到满足稳定生产条件的孔型;
b)椭圆-圆孔型设计,包括中间道次孔型设计和成品孔型设计,有椭圆孔、圆孔、成品孔。由于各种孔型的输入、输出参数同一化,方便不同模块间的数据传递,而且根据工艺情况的变化,进行自由的拼接组合计算,以最快的方式计算出全套孔型,对于孔型***的设计方法是根据来料尺寸参数以及架次,来计算极限条件下若干架次轧机所能轧制的最小及最大规格尺寸,根据一组、两组或者三组等轴孔序列,合并设计出覆盖全部生产规格的轧制孔型***;
c)轧件形状数学模型和宽展计算数学模型的动态优化,根据不同孔型的轧件形状数学模型得到各架次轧件料形形状系数,轧件的形状根据实际现场的轧件的形状进行简化回归处理来作为宽展迭代公式的修正参数,从而进一步提高宽展计算精度。且宽展迭代公式为βi=f(H,B,xs1,h,xs2i ,D ,vi ,λ) ,其中H为前道次料高,B为前道次料宽,xs1为前道次料形系数,h为后道次料高,xs2i为后道料形系数,D为轧辊辊径,vi轧制速度,λ为宽展修正系数,而且根据各架次的实际宽展值通过回归分析,得到λ宽展修正系数使得宽展计算更加精确;
d)孔型CAD绘制,CAD绘图***基于VB绘图和AutoCAD二次开发工具VBA进行开发,VB绘图***实时绘制孔型形状,便于观察变形规律,AutoCAD二次开发工具调用数据库参数批量绘制数据库中保存孔型,实现孔型CAD类型的文件输出,方便数控机床接入。
2.根据权利要求1所述的用于圆钢孔型***的辅助设计方法,其特征在于:步骤b中,自动分配各架次延伸率以及根据等轴孔尺寸自动设计椭圆孔尺寸。
3.根据权利要求1所述的用于圆钢孔型***的辅助设计方法,其特征在于:步骤c中,箱型孔、椭圆孔、圆孔、变形椭圆孔孔型输入参数统一,宽展修正系数λ根据测量值计算得出,计算值精确,且此宽展迭代公式收敛速度快,适用多机架组合并行计算。
4.根据权利要求1所述的用于圆钢孔型***的辅助设计方法,其特征在于:步骤d中,基于VB绘图***根据计算的宽展值以及轧件模型实时绘制轧件形状,AutoCAD二次开发工具VBA工具批量自动绘制数据库中储存孔型值,输出为CAD类型文件。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811304178.XA CN109408992B (zh) | 2018-11-03 | 2018-11-03 | 用于圆钢孔型***的辅助设计方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811304178.XA CN109408992B (zh) | 2018-11-03 | 2018-11-03 | 用于圆钢孔型***的辅助设计方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109408992A CN109408992A (zh) | 2019-03-01 |
CN109408992B true CN109408992B (zh) | 2022-11-25 |
Family
ID=65471519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811304178.XA Active CN109408992B (zh) | 2018-11-03 | 2018-11-03 | 用于圆钢孔型***的辅助设计方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109408992B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109918853A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-06-21 | 北京勤泽鸿翔冶金科技有限公司 | 一种棒线材孔型设计方法及装置 |
CN110879570A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-13 | 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 | 一种快速孔加工编程方法 |
CN115310237B (zh) * | 2022-09-30 | 2022-12-09 | 北京科技大学 | 一种基于图形文件的型钢孔型自动参数化方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104217063A (zh) * | 2014-07-22 | 2014-12-17 | 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 | 用于钢轨轧制孔型的仿真设计方法 |
WO2016054851A1 (zh) * | 2014-10-08 | 2016-04-14 | 中冶赛迪工程技术股份有限公司 | 用于轧制中空钢的生产线及其轧制成型生产方法 |
CN108620437A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-10-09 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种热轧圆钢的孔型及其构建方法 |
-
2018
- 2018-11-03 CN CN201811304178.XA patent/CN109408992B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104217063A (zh) * | 2014-07-22 | 2014-12-17 | 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 | 用于钢轨轧制孔型的仿真设计方法 |
WO2016054851A1 (zh) * | 2014-10-08 | 2016-04-14 | 中冶赛迪工程技术股份有限公司 | 用于轧制中空钢的生产线及其轧制成型生产方法 |
CN108620437A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-10-09 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种热轧圆钢的孔型及其构建方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109408992A (zh) | 2019-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109408992B (zh) | 用于圆钢孔型***的辅助设计方法 | |
CN105268748B (zh) | 按产品分类的热轧负荷分配方法 | |
WO2012123526A1 (en) | Method for production scheduling in small-scale rolling mill and system thereof | |
CN109063317B (zh) | 一种冷轧带材板形在线云图绘制方法 | |
CN107442577A (zh) | 一种精轧带钢负荷分配设定方法 | |
CN101934288B (zh) | 冷连轧压下分配方法 | |
CN106180201B (zh) | 一种20辊森吉米尔轧机工作辊在线配辊方法及*** | |
CN103611730A (zh) | 用于提高热连轧新品种首卷钢尺寸控制精度的方法 | |
CN110116146B (zh) | 一种高频焊管智能穿带方法 | |
CN104338753A (zh) | 一种冷连轧机的动态变规格控制方法 | |
CN104801548A (zh) | 一种热连轧穿带过程中自动改善带钢秒流量平衡的方法 | |
CN108380673B (zh) | 确定粗轧减宽策略的方法、***及终端设备 | |
CN111695279A (zh) | 一种热连轧多机架板形有限元仿真方法 | |
DE69326968T2 (de) | Datenverteilungsverfahren und -gerät | |
DE2041896A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Werkstueck-Dickenregelung in Walzwerken | |
CN115106384A (zh) | 一种基于随机森林的厚板轧制辊缝校正方法 | |
Lestari et al. | The comparative analysis of dependence for three-way contingency table using Burt matrix and Tucker3 in correspondence analysis | |
CN107537865A (zh) | 管体长度的优化控制方法与装置 | |
CN115422784B (zh) | 一种一键全流程轧制热力耦合模拟方法及*** | |
CN110303042A (zh) | 一种金属板材加工提料方法 | |
JPH10137804A (ja) | 丸鋼、線材の圧延設備およびその圧延方法 | |
CN113190896A (zh) | 一种工业建筑空间的设计*** | |
CN112329089A (zh) | 基于轧制程序表的热轧棒线材全流程温度场计算*** | |
CN111046508B (zh) | 一种基于最短路径的板形负荷分配权值计算方法 | |
CN117161088A (zh) | 一种灵活配置轧钢生产线的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |