03 型材生产理论.ppt

简单断面孔型中轧制时金属的前滑 ?方断面轧件进椭孔时临面分布图（图中KCK为临界面） 若轧辊转速、孔型形状和尺寸、轧件形状和尺寸以及轧件轧出速度vh不变，则由上式可知，Dki愈小，前滑Shi愈大。 两个重要结论： 由前滑公式可得，前滑与工作直径成反比 在出口断面有些点的前滑为负值 这是由于孔型中轧辊各点的速度不同，而轧件以一个整体（即以某个平均速度）流出的缘故，故滑移临界面不是平断面而是向入口面弯曲的曲面 简单断面孔型中轧制时金属的前滑 2. 简单断面孔型中轧制时前滑的计算 在孔型中轧制时宽展较大，不能忽略。考虑宽展时，按秒体积相等原理导出前滑计算公式： ? 简单断面孔型中轧制时金属的前滑 2. 简单断面孔型中轧制时前滑的计算 简单断面孔型中轧制时金属的前滑 如宽展较小，可忽略宽展，则 孔型中计算时，应用轧件轧前、轧后平均高度，计算出平均前滑值Shp，则 不均匀变形对轧件尺寸、组织和性能的影响 轧件在孔型中变形不均匀对组织、性能和轧件尺寸造成以下影响： 产生局部断裂 单位变形力提高 塑性降低 影响轧件形状和尺寸 降低产品使用性能 ? ? ? ? 不均匀变形会改变金属的流动规律，影响轧件的尺寸和形状。简单轧制条件下，金属纵向流动量大于横向流动量，即延伸大于宽展。但不均匀变形会改变金属的流向。 如图所示，异形轧件在平辊上轧制时，左右两端压下大，中间压下小。当两端金属占的比例较小时，由于受整体性和外端作用，轧件基本以中部较小的延伸而延伸，左右两端压下的多余金属则流向横向，使宽展量增加，形成强制宽展。 又如工字形孔型中轧制，当腰部延伸大于腿部延伸时，腿部金属有一部分拉向纵向，使腿长缩短，造成腿部虽有侧压量，但腿长仍被拉缩现象。 ? 不均匀变形会使轧件内部产生附加应力，若变形后温度较低，不足以消除此附加应力时，则将残留于轧件内部形成残余应力，从而降低产品的力学性能。由于不均匀变形使轧件内各部分的变形程度不同，变形程度大的经再结晶后晶粒细小；变形程度小的，再细晶后晶粒粗大，造成组织性能不均，影响了产品寿命。如钢轨，由于轨底加工量不足而造成轨底首先出现裂纹。 不均匀变形是型钢生产不可避免的现象，但在孔型设计时应当充分考虑，以将不均匀变形对产品质量的影响降到最低。一般原则：尽量把不均匀变形控制在温度较高、塑性较好的前几道。愈接近成品道次应使变形愈均匀。 孔型中轧制时的力能参数计算 参见： 王有铭主编，《型钢生产理论与工艺》，p58-70 赵松筠，唐文林主编,，《型钢孔型设计（第2版）》，p272-295 四辊孔型中的轧制理论 参见： 王有铭主编，《型钢生产理论与工艺》，p71-91 * * * * * * 型材生产及孔型设计 型材生产理论 内 容 提 要 型材轧制时的咬入条件 平辊轧制时咬入条件 箱型孔中轧制时咬入条件 型材轧制时的金属变形 轧件在二辊孔型中的变形特点 轧件在二辊孔型中的高向变形表示 轧件在二辊孔型中的横向变形及计算 轧件在切深孔中变形特点 异形断面（凸缘断面）孔型中轧制时金属的变形特点 简单断面孔型中轧制时金属的前滑 不均匀变形对轧件尺寸、组织和性能的影响 孔型中轧制时的力能参数计算 四辊孔型中的轧制理论 平辊轧制时的咬入条件 型材轧制的咬入条件 当咬入力大于外推力时可以咬入，经推导可得： 箱型孔中轧制时的咬入条件 型材轧制的咬入条件 与平辊轧制不同，轧件最先接触的是孔型侧壁 当孔型侧壁咬入后，轧件与孔型槽底接触并咬入轧辊时，才进入稳定轧制 轧件进行侧壁咬入时，所受正压力为P1，其作用在轧件与孔型侧壁接触面的重心上，并垂直于孔型侧壁。所受摩擦力为T1 轧件与槽底接触时，所受正压力为P2，所受摩擦为T2 惯性力为F ? 箱型孔中轧制时的咬入条件 若实现咬入，必须使轧辊与轧件接触时，侧面与槽底对轧件的正压力与摩擦力在轧制方向上的水平分力之和大于或等于0 不考虑惯性力，且认为孔型侧壁与槽底摩擦系数相同 即可导出咬入力大于推出力可表示如下 箱型孔中轧制时的咬入条件 将正压力写成单位压力形式： 实验测得，侧面单位压力为垂直单位压力的一半，即P1=P2/2 箱型孔中轧制时的咬入条件 式中： P1------孔型侧壁作用在轧件上单位正压力： P2------孔型槽底作用在轧件上单位正压力： q-------轧件与孔型侧壁的接触面积； R-------孔型槽底的轧辊半径； B———轧件的宽度； θ———轧件前端面上的压缩角 Φ———孔型侧壁斜角 箱型孔中轧制时的咬入条件 箱形孔中的咬入条件可写为： 令 则当φ=90°或P1总=0时，即为平辊时，k=1；否则φ90°，k1 即孔型中的咬入角恒大于平辊轧制时的咬入角 亦即： 孔型侧壁的作用改善了咬入条件