材料成型工程学_(轧制理论)第二讲

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1、1轧制变形区的概念及轧制变形基本理论1.1轧制过程及分类:1)轧制过程:轧件由摩擦力拉进旋转轧辊之间，受到压缩进行塑性变形的过程，通过轧制使金属具有一定尺寸、形状和性能。2)分类轧制方式按轧件运动分：有纵轧、横轧、斜轧。纵轧过程就是金属在两个旋转方向相反的轧辊之间通过，并在其间产生塑性变形的过程。横轧:轧件变形后运动方向与轧辊轴线方向一致斜轧：轧件作螺旋运动，轧件与轧辊轴线非特角根据金属状态分:热轧冷轧.其他分类根据外部介质分类:空气,真空,惰性气体轧机工作制度:可逆连轧等2）轧制过程中发生的基本现象和建立轧制过程的条件在生产

2、实践中遇到不同的轧辊组合方式，但实际上金属承受压下而产生塑性变形是在一对工作轧辊中进行的。除了一些特殊辊系结构（如行星轧机，Y型轧机）外，均在一对轧辊间轧制的简单情况。一般都以二辊作为研究轧制过程的开端。3)简单轧制过程图示简单轧制过程：（1）上下轧辊直径相同（2）转速相等（3）轧辊无切槽（3）均为传动辊（4）无外力或推力（5）轧辊为刚性的4)轧制时绝对变形量（压下，延伸，宽展）表示Δh＝H－hΔL＝Lh－LHΔB＝Bh－BH式中h，H——轧件轧后、轧前高度；Lh，LH——轧件轧后、轧前长度；Bh，BH——轧件轧后、轧前宽度；

3、轧制时表示各向变形系数的关系式相对变形量的表示法5)变形区参数（1）咬入角：α是指轧件开始轧入轧辊时,轧件和轧辊最先接触的点和轧辊中心连线与轧辊中心线所构成的圆心角。咬入角α与轧辊直径D和压下量Δh之间的关系(2)接触弧长与变形区长根据几何关系，接触弧长s为：s＝Rα接触弧之水平投影叫做变形区长度变形区长度的确定(接触弧长与轧制条件有关可分为三种情况)②不等径③轧辊与轧件产生弹性压缩时接触弧长自学参见教材要求;1)理解弹性压扁组成是轧辊与轧件两部分2)看明白公式推导3)弹性压扁产生的条件1.2实现轧制过程的条件轧制过程是否能建

4、立，决定于轧件能否被旋转的轧辊咬入．因此，研究分析轧辊咬入轧件的条件，具有非常重要的实际意义．1.2.1咬入条件1)咬入:依靠回转的轧辊与轧件之间的摩擦力,轧辊将轧件拖入轧辊之间的现象.2)咬入条件的确定(分析金属刚被咬入时的受力)受力分析结论物理概念根据物理概念:摩擦系数可用摩擦角表示.即摩擦角的正切就是摩擦系数f.tgβ=f则tgβ≥tgαβ≥α轧制过程中的咬入条件为摩擦角大于咬入角,Β=α为临界条件咬入的几何意义当R方向向轧制方向倾斜,实现自然咬入;反之不能咬入.1.2.2稳定轧制条件在轧件被咬入后,轧辊给轧件压力P合力

5、作用点与摩擦力T已不作用于开始接触点处,而是向变形区出口方向移动.1)咬入过程中ψδ变化2)稳定轧制条件实现轧制要求:PX

6、β上式说明αy与α差别取决于kx及βy/β1)合力作用点的位置kx对αy的影响合力作用点一定在咬入弧上kx>1在其他条件不变的情况下:Kx大βy也大,稳定轧制阶段的咬入角也大初轧带钢轧制等均利用此特性.2)冷热轧条件摩擦系数变化(1)冷轧温度变化小,氧化铁皮性质不变.Βy≈βαy=kx*α=(2—2.4)α(2)热轧轧件端部在轧制中温度氧化铁皮对摩擦影响:端部温度温降快,温度低使摩擦系数增大,其他部分温度较高摩擦系数小.氧化铁皮在咬入时端部与轧辊冲击易脱落,露出金属表面使摩擦系数增大,而其他部分摩擦系数较低.二者作用的结果使k

7、x项数值较小αy=kx*α=(1.5—1.7)α实际生产中端部咬入出现打滑现象不能建立稳定轧制原因是氧化铁皮温度变化所致.1.2.4改善咬入的途径1)重要性改善咬入条件是顺利操作增加压下提高生产效率的有效措施.2)具体办法由咬入条件α≤β可知:凡是使α降低及β增加的因素,均有利于咬入(1)降低α实际生产中以带有楔形端咬入后利用稳定轧制阶段剩余摩擦力,实现咬入.利用外推力将轧件强制推入轧辊中,外力作用使轧件前端被压扁,相当于楔形外端降低压下量,有利于咬入.2)提高β的方法(1)改善轧辊或轧件表面状态,以使β升高初轧粗轧在轧辊刻槽

8、焊点滚花等目的均使f升,β升.精轧通过立轧高压水去除氧化皮等办法改善轧件表面状态,使f升,β升.(2)合理调节轧制速度利用稳定轧制条件下的剩余摩擦力,采用低速咬入,高速轧制.计算举例已知D=850钢锭尺寸550*550/480*480/1200采用热轧试问?1)当咬入角为30