轧制理论与工艺试卷.ppt

轧制基本理论介绍（一） 武继权 2012.04.10 主 要 内 容 1. 轧制过程基本概念 2. 实现轧制过程的条件 3. 轧制过程的前滑与后滑 4. 轧制过程的宽展 5. 轧制压力 轧制过程基本理论－轧制过程基本概念 轧制过程的定义：轧制过程就是依靠旋转的轧辊与轧件之间形成的摩擦力将轧件拖进辊缝内，使轧件受到压缩产生塑性变形的过程。 轧制的作用：轧制过程不仅要使轧件获得所要求的形状和尺寸精度，而且还必须改善轧件的组织和性能。 轧制过程基本理论－轧制过程基本概念 咬入角（α） 定义：轧件与轧辊相接触的圆弧所对应的圆心角； 轧制过程基本理论－轧制过程基本概念 轧制过程基本理论－轧制过程基本概念 轧制变形的表示方法 1.绝对变形量（以绝对值表示轧件厚度方向的变化） 压下量：Δh=H - h； 宽展量：Δb=B - b ； 延伸量：Δl=L - l 2.相对变形量（决定变形量与轧前厚度的比值，一般用百分比表示） a.公称应变： b.真应变： 3.变形系数 压下系数： 宽展系数： 延伸系数： 轧制过程基本理论－实现轧制过程的条件 咬入条件 咬入的概念：依靠旋转的轧辊与轧件之间的摩擦力将轧件拖入轧辊之间。 在没有附加外力作用的条件下，咬入力Tx与阻力Nx的关系： Tx Nx 不能实现自然咬入 Tx = Nx 平衡状态 Tx Nx 可以实现自然咬入 摩擦角β与摩擦系数 f 的关系： tanβ＝f，则： 极限咬入条件： α＝ β 自然咬入条件： α β（咬入角小于摩擦角） 轧制过程基本理论－实现轧制过程的条件 稳定轧制条件 轧件逐渐填充辊缝的过程中，中心角φ逐渐减小；当轧件完全充满辊缝时，开始了稳定轧制阶段，中心角φ值为最小值，且不再发生变化。 即： Kx：合力作用点系数 ：稳定阶段咬入角 极限稳定轧制条件： 稳定轧制条件： ：稳定轧制阶段摩擦角 轧制过程基本理论－轧制过程的前滑与后滑 前滑与后滑现象 轧件的延伸是由于被压下的金属向轧辊入口和出口两个方向流动的结果。 在实际的轧制过程中，轧件出口速度vh大于轧辊在该处的线速度，即vhv的现象称为前滑现象。 而轧件进入轧辊的速度vH小于轧辊在该处的线速度v的水平分量：vcosα的现象称为后滑现象。 前滑值： 后滑值： 前后滑之间的关系： 轧制过程基本理论－轧制过程的前滑与后滑 轧制过程基本理论－轧制过程的前滑与后滑 轧制过程基本理论－轧制过程的前滑与后滑 中性角γ的确定 根据轧件受力平衡条件确定中性面的位置及中性角γ的大小。 不计轧件宽展，考虑到作用在轧件单位宽度上的所有作用力在水平方向上的分力为零，即： px：单位压力； tx，tx’：后滑区和前滑区单位摩擦力； b：轧件宽度； R：轧辊半径； Q0，Q1：作用在轧件上的后张力和前张力； 轧制过程基本理论－轧制过程的前滑与后滑 中性角γ的确定 为了计算简便，假设单位压力px沿接触弧均匀分布，且令tx＝fpx时（f 为摩擦系数），上页的公式经积分可导出带前后张力的计算公式： 当Q1＝Q0或者Q1＝Q0＝0时的中性角公式： 当α很小时， ， ， 可得到中性角的简化公式： 轧制过程基本理论－轧制过程的前滑与后滑 前滑的计算公式 前滑公式的推导是以变形区各横断面秒流量体积不变的条件，即Fxvx＝常数为出发点： E.芬克前滑公式： S.艾克隆得前滑公式： D.德雷斯登公式： 轧制过程基本理论－加热理论 轧制过程基本理论－轧制过程的宽展 宽展的分类 在不同的轧制条件下，轧件在轧制过程中的宽展形式是不同的。根据金属沿横向流动的自由程度，宽展可分为： 1.自由宽展 轧件在轧制过程中，被压下的金属横向流动时，具有向垂直于轧制方向的两侧自由移动的可能性，此时金属流动除受接触摩擦的影响外，不受其他任