轧制原理教学绪论.pptVIP

1.轧制原理绪论 一、金属塑性加工的主要方法 二、钢铁工业在国民经济中的地位 三、轧制理论概述及发展历史 四、轧制理论的作用及发展趋势 五、当代轧制技术的发展趋势 六、课程的性质内容任务 一、金属塑性加工的主要方法 1.金属塑性加工(压力加工)的概念 对金属材料施加一定的外力作用使其产生塑性变形并获得一定形状、尺寸和组织性能产品的加工方法。 塑性加工的主要方法有： 轧制；挤压与拉拔；锻造与冲压(锻压) 主要产品有：(1)板、带、箔(轧制)；(2)管、棒、型、线(挤压与拉拔)；(3)各种零件如车轴、饭盒、洗衣机筒等(锻造与冲压) 2.金属塑性加工的特点 优点： (1)材料利用率高，无削加工，节省金属； (2)改善金属的组织和性能； (3)生产率高，适于大批量生产。 不足： (1)对于形状复杂，尺寸精确，表面十分光洁的产品尚不及切削加工； (2)在成本及形状复杂方面不及铸造； (3)只能用于生产具有塑性的金属。 3.金属塑性加工的主要方法 1)按变形方式分类： 挤压、拉拔、锻造、冲压、轧制 2) 按变形温度分类： 热加工：在再结晶温度以上所完成的压力加工过程。 冷加工：在再结晶温度以下所完成的压力加工过程。 温加工：介于冷、热加工之间的压力加工过程。 采用不同变形温度的目的： 热加工：为了改善钢材的组织和性能。 冷加工：为了得到表面光洁、尺寸精确、组织性能良好的产品。 温加工：降低变形抗力、改善钢的塑性。 (2)拉拔(Drawing)：金属坯料在外加拉力的作用下，通过固定的具有一定形状的模孔中拉拔出来，获得相应形状、尺寸的实心或空心制品的加工方法。 二、钢铁工业在国民经济中的地位 钢铁材料概述： 工业生产中，通常把以铁为基的金属材料称为黑色金属，如钢与铸铁。 把非铁金属及其合金称为有色金属，如铅、金属、镍、锌、钛、铜等金属及合金。 铁与钢的区别 共同点：都是铁(Fe)与碳(C)等元素形成的铁碳合金。 不同点：碳含量的差异。 轧制理论的特点： 金属轧制理论的发展较晚，因此其系统性、理论性不像其他学科那样严密精确； 发展较晚是指从1925年卡尔曼(T.Karman)发表轧制压力微分方程至今也不过八十多年，轧钢机的发明到现在为止也只有五百多年历史，其发展远远赶不上化学、物理等基础学科。 轧制理论的发展历史： (1)轧制理论不能实际应用的时代(1940~1950)。1925年T.卡尔曼的轧制压力微分方程发表后，为轧制理论奠定了理论计算基础，但是由于人工计算复杂，花费时间长，实际上未得到推广应用。 理论计算值和实测值不一致，变形抗力和摩擦系数计算不正确，现场测定值受仪表精度的限制不太准确，理论计算在现场不能使用。 (2)轧制理论发展阶段(1950~1960)。进入20世纪50年代以后，轧制理论研究蓬勃发展起来，许多国家开展了热轧和冷轧时的变形抗力和摩擦机理研究，对轧制压力及力矩的测量方法、测量装置的研究。 在变形区轧制压力分布、摩擦力分布等研究领域得到许多精确结果，为轧制理论的发展，提供了实测依据，提出了大量的轧制压力公式，以及轧制压力分布理论分析。 (3)轧制理论的应用阶段(1960以后)。随着电子计算机的发展和普及，应用计算机控制轧制过程得到推广。 计算机应用后，复杂的公式很容易得到数值解，使轧制理论及其有关数学模型实际应用性显著增大，并且还研究出与理论公式同样精度的回归模型，使之更便于控制和使用。 四、轧制理论的作用及发展趋势 1.理论的作用 理论来源于实践，反过来指导实践； 如孔型系统的形成、连轧理论、斜轧变形特征等。 2.理论的发展 由第一代变形理论(变形区)?第二代动态理论(如液压AGC等，把工具与工件联系起来)?第三代系统分析理论?第四代人工智能理论。 3.现代轧制理论的发展趋势 现代轧制理论向应用理论的方向发展，向为工业服务的方向发展，其发展趋势： 与力学、数学和计算机科学形成密不可分的交叉体系； 将系统学引入轧制理论。 总之，现代轧制理论的发展需要借助信息技术、自动控制技术与现代化实验手段，与物理、金属学、力学、数学和计算机科学等领域紧密结合，互相促进，才能有更加广阔的发展前景。 2)机电一体智能化：自动控制和智能控制 自动化是现代化轧钢厂提高产品质量的最为有效的手段，与人工智能技术结合实现轧制过程的人工智能控制是轧制技术发展的新的重要方向。利用人工神经网络(ANN)、模糊逻辑(Fuzzy Logic)、专家系统(ES)、遗传算法(GA)对轧制过程进行诊断、优化、控制和信息处理，具有非常广阔的发展前景。 3)工艺最佳连续化： 如高精度轧制、短流程及连铸连轧、无头轧制。 4)技管结合一贯化： 提高产品质量，减少物流时间，缩短生产周期，加速资金周转。 2.带来的问题 1)集约化的结果使各工序的匹配衔接问题变的尖锐起来。