軋制原理金屬縱向流動(dòng)時(shí)的前滑與后滑

1、軋制原理軋制原理 主講主講： 張榮華張榮華 emai: 河北聯(lián)合大學(xué)金屬材料與加工工程系河北聯(lián)合大學(xué)金屬材料與加工工程系 第四章第四章 金屬縱向流動(dòng)時(shí)的前滑與后滑金屬縱向流動(dòng)時(shí)的前滑與后滑 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 基本概念及實(shí)測(cè)基本概念及實(shí)測(cè) 前滑的理論計(jì)算前滑的理論計(jì)算 影響前滑的因素分析影響前滑的因素分析 3.1 基本概念基本概念 p 前滑：軋件的出口速度 大于軋輥線速度v的現(xiàn)象稱為前 滑，用 表示，其值可由下式計(jì)算： 可見 和 只知其一，則二者均可得。若能測(cè)得 ，則 可 求得，故由該式得到的 值也稱實(shí)測(cè)（或?qū)嶋H）前滑。但實(shí)測(cè) 出口速度 十分麻煩，一般采用實(shí)測(cè) ，然后利用上式反算 vh sh %

2、100 =s v vvh h vhvh vhvh sh sh sh sh 基本概念基本概念 p 的實(shí)測(cè) 將軋輥表面刻出兩個(gè)相距為 （ab）的小坑，如圖所示 軋件通過(guò)后，測(cè)出留在其表面上的兩個(gè)凸痕的間距 ，即可求 得實(shí)測(cè)的前滑值，這是因?yàn)椋?sh h l lh 前滑的實(shí)測(cè) h hhhh l ll tv tvtv v vv s h 基本概念基本概念 p 后滑：軋件的入口速度 小于軋輥在入口處線速度的水平分 速度的現(xiàn)象稱為后滑。其值的大小可由下式計(jì)算： p前后滑 、 與出入口速度 、 及延伸系數(shù)的關(guān)系 (1) 前滑 與入口速度 的關(guān)系 根據(jù)前滑的定義，軋件出口速度為 若已知前滑值，即可求得 ，由秒體

3、積相等： 可見出口速度 與入口速度 僅差一個(gè)延伸系數(shù)。 將式帶入式，則入口速度為 可見若得到前滑 也可求得入口速度 。 vh %100 cos cos v vv s h h h s h s h v h v sh vh hh svv1 vh hh h h vv f f v 1 vhvh h svv1 1 shvh 基本概念基本概念 (2) 與 的關(guān)系 將式代入后滑的定義式，則有： (3) 、 與的關(guān)系 由式解出， 由以上分析可知： 若能得到 ，則 、 均可得； 與 的計(jì)算式僅差； 當(dāng)和一定時(shí)， ，則 。 shsh cos 1 1 cos 1 .cos h h h s v s vv s shs h

4、 cos)1 ( 1 h h s s shvhvhvh vh shsh 前滑的理論計(jì)算前滑的理論計(jì)算 p前滑的計(jì)算模型 （1）fink式：根據(jù)前滑的定義， 的實(shí)際值為 可見只需確定 即可。根據(jù)秒體積相等，有 其中， ，代入式有 將此式代入中，并整理： h s 1 v v v vv s hh h vvh v h h vh )cos1 (,cos dhhvv cos)cos1 ( 1 dh hv vh )cos()cos1 ( 1 hd h sh 前滑的理論計(jì)算前滑的理論計(jì)算 （2）ekelund式 ： 因很小，在式中，令 ，而 ， 則式變?yōu)?此即eklund前滑式，可知它是fink式的近似與簡(jiǎn)化

5、。 （3）dresden式： 若 ，則可將式中的1略去，則 此即dresden前滑式，該式又是ekelund式的近似與簡(jiǎn)化。 由上可見， ，因d和h在具體的生產(chǎn)實(shí)際中均可給出， 故若求 ，關(guān)鍵是中性角的確定。 22sin2cos1 22 1cos ) 1( 2 2 h d sh d h 1 r hh d sh 22 2 ),(shdf h sh 中性角的確定中性角的確定 p巴甫洛夫式： 若：接觸面上全滑動(dòng)： ；單位壓力p沿接觸弧均勻 分布； 。則： 若軋制過(guò)程有張力，只需將前后張力 代入力的平衡方 程，則可得： 若不滿足三個(gè)前提條件，則利用巴甫洛夫式計(jì)算不準(zhǔn)。 pf 0b ) 2 1 ( 2

6、hh qq , ) 2 1 ( 2 )4()(rpfqq hh 中性角的確定中性角的確定 p利用單位壓力沿接觸弧上的分布函數(shù)求： 單位壓力p在中性面處達(dá)到最大值，且 ，將二者的單位 壓力公式帶入即可解出中性角或中性面高度 。因此計(jì)算p的 表達(dá)式不同，則給出的計(jì)算式亦不同，例如采利柯夫式（適 冷熱軋薄帶），bland-ford式（適于冷軋薄板），sims式（適于 熱軋中厚板）等均可導(dǎo)出各自的中性角計(jì)算模型。詳細(xì)求解見 后面的單位壓力計(jì)算。 hh pp h 影響前滑的因素分析影響前滑的因素分析 h s h s h s p軋輥直徑的影響 (1) 一般規(guī)律：d， ，且當(dāng)d400mm，d， （增大趨緩）

7、，如圖所示。 (2) 分析： 由fink的前滑式可以看出，前滑值是隨輥徑增加而增加， 這是因?yàn)樵谄渌麠l件相同的條件下，當(dāng)輥徑增加時(shí)，咬入角 就要降低，而摩擦角 保持常數(shù)，所以穩(wěn)定軋制階段的剩余摩 擦力相應(yīng)地增加，由此導(dǎo)致金屬塑性流動(dòng)速度的增加，也就是 前滑的增加。 影響前滑的因素分析影響前滑的因素分析 當(dāng)輥徑d400mm時(shí) ，前滑增加的緩慢，這是由于輥徑增大時(shí)，伴 隨著輥徑線速度的增加，摩擦系數(shù)相應(yīng)降低，所以剩余摩擦力 的數(shù)值有所減小。另外，當(dāng)輥徑增大時(shí)，變形區(qū)長(zhǎng)度增加，縱 向阻力增大，延伸相應(yīng)地減少，這兩個(gè)因素的共同作用，使前 滑值增加的較為緩慢。 p 壓下率的影響 (1) 一般規(guī)律： ，

8、。 (2) 分析： 由于高向壓縮變形增加，縱向和橫向變形都增加，因而前滑 值 增加。 h s h s 影響前滑的因素分析影響前滑的因素分析 p軋件出口厚度的影響 (1) 一般規(guī)律： ， 。 (2) 分析： 由式 可知，當(dāng)軋輥半徑r和中性角不變 時(shí)，軋件厚度 越減小，則前滑值 越增加。 p張力的影響 前張力 ，； 后張力 ， 。 h h s r hh d sh 22 2 h h s qh h s h sqh 影響前滑的因素分析影響前滑的因素分析 p軋件寬度的影響 (1) 一般規(guī)律：在時(shí) ，但當(dāng) 增大到一定程 度，則 不再。 (2) 分析： 軋件寬度較小時(shí)，增加寬度其相應(yīng)的橫向阻力增加，所以 寬展減小，相應(yīng)地延伸增加，所以前滑也增加。當(dāng)寬度大于一 定值時(shí)，達(dá)到平面變形條件，軋件寬度對(duì)寬展不起作用，故軋 件寬度再增加，寬展為一定值，延伸也為定值，所以前滑值也 不變。 cfxbb h s h s 影響前滑的因素分析影響前滑的因素分析