实验1最大咬入角的测定 - 东北大学冶金与材料工程实验教学中心

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1、材料成型工艺学课程实验实验题目：轧制原理实验·实验学时：总学时为20，·先修课程：熔炼与铸锭，材料成形力学，塑性加工金属学，金属学与热处理·适用专业：材料成型与控制工程·课程性质：非独立性·课程负责人：高秀华·专业负责人：丁桦·实验时间：第六学期实验1最大咬入角的测定一、实验目的与实验原理1.1轧制过程基本概念轧制过程是靠旋转的轧辊与轧件之间形成的摩擦力将轧件拖进辊缝之间，并使之受到压缩产生塑性变形的过程。轧制过程除使轧件获得一定形状和尺寸外，还必须使组织和性能得到一定程度的改善，这也是轧制过程的两个主要任务。1.1.1轧制变形区及其主要参数所谓简单轧制过程，

2、就是指轧制过程上下轧辊直径相等，转速相同，且均为主动辊、轧制过程对两个轧辊完全对称、轧辊为刚性、轧件除受轧辊作用外，不受其他任何外力作用、轧件在入辊处和出辊处速度均匀、轧件的机械性质均匀。图1-1变形区的几何形状理想的简单轧制过程在实际中是很难找到的，但有时为了讨论问题方便，常常把复杂的轧制过程简化成简单轧制过程。轧件承受轧辊作用发生变形的部分称为轧制变形区，即从轧件入辊的垂直平面到轧件出辊的垂直平面所围成的区域AA1B1B(图1-1)，通常又把它称为几何变形区。轧制变形区主要参数有咬入角和接触弧长度。如图1-1所示，轧件与轧辊相接触的圆弧所对应的圆心角称为咬

3、入角。压下量与轧辊直径及咬入角之间存在如下的关系：因此得到(1-1)即，得(1-2)当α很小时(α<10°~15°)。取sin≈，此时可得(1-3)式中D，R-轧辊的直径和半径；Δh-压下量。轧件与轧辊相接触的圆弧的水平投影长度称为接触弧长度，也叫咬入弧长度，即图1-1中的AC线段。通常又把AC称为变形区长度。接触弧长度随轧制条件的不同而不同，一般有以下3种情况：(1)两轧辊直径相等时的接触弧长度。从图1-1中的几何关系可知：所以(1-4)由于式(1-4)中根号里的第二项比第一项小得多，因此可以忽略不计，则接触弧长度公式就变为：(1-5)用式(1-5)求出的接

4、触弧长度实际上是AB弦的长度，可用它近似代替AC长度。(2)两轧辊直径不相等时接触弧长度。此时可按下式确定：(1-6)该式是假设两个轧辊的接触弧长度相等而导出的，即：(1-7a)图1－2轧辊与轧件弹性压缩时接触弧长度式中和-分别为上下两轧辊的半径；-分别为上下轧辊对金属的压下量。(1-7b)由式(1-7a)及式(1-7b)便得式(1-6)。(3)轧辊和轧件产生弹性压缩时接触弧的长度。轧辊的弹性压缩变形一般称为轧辊的弹性压扁，轧辊弹性压扁的结果使接触弧长度增加。另外，轧件在辊间产生塑性变形时，也伴随产生弹性压缩变形，此变形在轧件出辊后即开始恢复，这也会增大接触弧

5、长度。因此，在热轧薄板和冷轧板过程中，必须考虑轧辊和轧件的弹性压缩变形对接触弧长度的影响(图1－2)，此时接触弧长一般用西齐柯克公式(1-8)计算。(1-8)其中：ν1、E1-轧件的泊桑比和弹性模量；-变形区平均单位压力。1.1.2轧制变形的表示方法首先是用绝对变形量表示方法，用轧制前、后轧件绝对尺寸之差表示的变形量就称为绝对变形量。绝对压下量为轧制前、后轧件厚度、之差，即。绝对宽展量为轧制前、后轧件宽度、之差，即。绝对延伸量为轧制前、后轧件长度、之差，即。用绝对变形量不能正确地说明变形量的大小，但由于习惯，前两种变形量常被使用，而绝对延伸量一般情况下不使用。

6、其次是用相对变形量表示方法，即用轧制前、后轧件尺寸的相对变化表示的变形量称为相对变形量。相对变形量有：相对压下量：；；相对宽展量：；；相对延伸量：；；前两种性对变形的表示方法只能近似地反映变形的大小，但较绝对变形表示法则已进了一步。后一种方法导自移动体积的概念，故能够地正确地反映变形的大小，所以这种以对数表示的相对变形量也叫真变形。第三种表示变形的方法是采用变形系数表示，即用轧制前、后轧件尺寸的比值表示变形程度，此比值称为变形系数。变形系数包括：压下系数：宽展系数：延伸系数：根据体积不变原理，三者之间存在如下关系，即。变形系数能够简单而正确地反映变形的大小，因

7、此在轧制变形方面得到了极为广泛的应用。1.2咬入角的测定1.2.1实验目的用实验的方法，测定轧制过程自然咬入阶段和稳定轧制阶段的最大允许咬入角αmax，并了解摩擦条件对其影响。1.2.2实验原理咬入角是指轧件轧如轧辊时，轧件和轧辊最先接触对的点和轧辊中心连线与轧辊中心线所构成的圆心角。生产实践证明咬入条件对实现轧制过程具有很重要的意义。因为咬入条件限制了压下量和延伸率。为了实现轧制过程，首先必须使轧辊咬入轧件从而过渡到稳定轧制，但是要实现自然咬入和稳定轧制，必须满足下列咬入条件。1.2.2.1自然咬入阶段的最大咬入角咬入角α与压下量Δh和轧辊直径D有下列几何关

8、系：(1-9)式中：H－轧件轧前厚度；