【材料课件】材料成型工程学第二讲[1]

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2) 咬入条件的确定(分析金属刚被咬入时的受力)
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受力分析
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结论
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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≥tgα • β≥α • 轧制过程中的咬入条件为摩擦角大于咬
– 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.
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• Δh＝H－h • ΔL＝Lh －LH • ΔB＝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；
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轧制时表示各向变形系数的关 系式
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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°,采用小头进钢轧制,能否实
现轧制过程. • 2)当压下量为120时,能否实现自然咬入(假定咬
入条件于前面一致) • 3) 求压下量为50时的α及L.
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• 1)从理论讲,改钢锭如何轧制可使轧件轧 一道次厚度最小,轧后厚度为多大.
• 2)求该轧制条件下的最大咬入角和接触 弧长.
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1.3 轧制变形的基本理论
• 1 .3.1 外端理论
• 1) 外端是指在变形过程中某一瞬间不直接承受工具作
用而处于变形区以外的部分.(外端主要限制横向变形) • 2) 外端作用 变形区极长时 ,外端对延伸宽展无重大影响. 如线棒材
(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)
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② 不等径
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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
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1)咬入过程中ψδ变化
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2)稳定轧制条件
• 实现轧制要求:PX<TX • PX=P sinψ
• TX=T cosψ=P fy cosψ • fy ≥tgψ (tgβy= fy) • 将ψ=αy/kx 代入上式得: fy ≥ tg(αy/kx ) • 为稳定轧制条件.(βy= αy/kx )
• 上式说明 αy 与α差别取决于kx 及βy / β
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1)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.
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•
=315
• 因 △h小于△hmax 故可实现轧制,说明稳定轧制咬入时 最大压下大数倍.
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• 2) △h=120 时不能实现自然咬入 • 3) △h=50时 •
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作业
• 已知 某1150轧机钢锭尺寸 880*880/635*635*1400 热轧,该条件下允 许咬入角28°问:
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 ≈ β αy =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.
【材料课件】材料成型 工程学第二讲
2020/10/30
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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
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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。
相对变形量的表示法
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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。
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咬入角α与轧辊直径 D和压下量Δh 之间的关系
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• fy βy—稳定轧制阶段摩擦系数和摩擦角 • αy —稳定轧制阶段咬入角(根据此角可以预测可能的
最大压下量)
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1.2.3 咬入阶段与稳定轧制阶段的咬入条件比较
• 极限咬入条件 α= β
• 极限稳定咬入条件αy = βy kx • 令K= αy / α= kx βy / β • αy =α kx βy / β
生产 ,变形区长与宽的比远大于1 宽与变形区长的比 增加 ;外端使延伸增加,宽展减小.如
板带生产. 宽与变形区长的比远大于1: 外端使宽展不存在, 外端使变形区内压应力状态增,单位轧制压力增加.
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1.3.2轧制过程三阶段理论
• 该理论认为轧制过程可分为三个阶段:咬入、形成、抛出. 此三阶段有各自特点又相互联系构成一个完整轧制过程.
分 • 2) 看明白公式推导 • 3) 弹性压扁产生的条件
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1.2 实现轧制过程的条件
• 轧制过程是否能建立，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.
二者作用的结果使 kx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致. 【材料课件】材料成型工程学第二讲 [1]
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
计算举例
• 解; 1) △h=D(1-Cosα)=850(1-Cos30°)=114 • 则小头轧制后高 h=480-114=366
• 小头轧制后压下△h=550-366=184
• 又知热轧αy=(1.5-1.7)α=45 ° -51 ° • △hmax=850(1-COSαY)=850(1-COS 51 °)
入角, Β=α为临界条件
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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.
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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.
• 一般都以二辊作为研究轧制过程的开端。
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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
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4)轧制时绝对变形量（压下，延伸，宽展）表示
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演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/10/30
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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.
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