軋制原理與工藝教材

1、0b0h0l1b1l1h0b0h0l1b1l1h軋制變形區(qū)軋制變形區(qū) 0h1hxhlABCDER2/hO0b0h0l1b1l1h0h1hxhlABCDER2/hORhcos2RRh)cos1 (212sin22sincos12RhRh2cos1Rh212sin 軋件開(kāi)始進(jìn)入軋輥時(shí)，軋件與軋輥的最先接觸軋件開(kāi)始進(jìn)入軋輥時(shí)，軋件與軋輥的最先接觸點(diǎn)和軋輥中心的連線與兩軋輥中心連線所構(gòu)成的點(diǎn)和軋輥中心的連線與兩軋輥中心連線所構(gòu)成的圓心角，稱(chēng)為咬入角。穩(wěn)定軋制時(shí)，咬入角即為圓心角，稱(chēng)為咬入角。穩(wěn)定軋制時(shí)，咬入角即為軋件與軋輥相接觸的圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角。軋件與軋輥相接觸的圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角。 0h1hxh

2、lABCDER2/hOhRl222)2(hRRl42hhRl111000lbhlbh1111000lbhlbh0b0h0l1b1l1h 對(duì)于消除了鑄態(tài)組織的已變形金屬，塑性加工時(shí)對(duì)于消除了鑄態(tài)組織的已變形金屬，塑性加工時(shí)金屬的密度變化很小或者不變。金屬的密度變化很小或者不變。 冷加工時(shí)，由于加工硬化和微裂紋的產(chǎn)生，金屬冷加工時(shí)，由于加工硬化和微裂紋的產(chǎn)生，金屬密度略有減小，但是各種金屬和合金冷加工時(shí)密度通密度略有減小，但是各種金屬和合金冷加工時(shí)密度通常只減小常只減小0.10.2%，當(dāng)進(jìn)行中間退火和最終退火時(shí)，當(dāng)進(jìn)行中間退火和最終退火時(shí)，由于產(chǎn)生再結(jié)晶，密度將增加到接近加工前的數(shù)值。由于產(chǎn)生再結(jié)

3、晶，密度將增加到接近加工前的數(shù)值。 熱加工過(guò)程中，加工硬化和再結(jié)晶同時(shí)或依次產(chǎn)熱加工過(guò)程中，加工硬化和再結(jié)晶同時(shí)或依次產(chǎn)生，變形金屬的密度及體積在加工過(guò)程中可以認(rèn)為是生，變形金屬的密度及體積在加工過(guò)程中可以認(rèn)為是不變的。不變的。 因此，無(wú)論冷加工還是熱加工，變形金屬的密度因此，無(wú)論冷加工還是熱加工，變形金屬的密度和體積的改變都是很小的，可以忽略這些變化而認(rèn)為和體積的改變都是很小的，可以忽略這些變化而認(rèn)為塑性變形前后金屬的體積是保持不變的，這就是體積塑性變形前后金屬的體積是保持不變的，這就是體積不變條件。不變條件。 010110lllbbbhhh%100%100%100001l001b010hl

4、llrbbbrhhhr010110lnlnln)(101010llldlbbbdbhhhdhlllbbbhhh010101llbbhh 軋件在高度、寬度和長(zhǎng)度三個(gè)方向的變形分別稱(chēng)為：軋件在高度、寬度和長(zhǎng)度三個(gè)方向的變形分別稱(chēng)為：壓下、寬展和延伸。壓下、寬展和延伸。)(1sdtdxyxxxxhvdtdhhdthdhdtd21/thhh010vRt)(10010hhRvhhhRhNTxNxTxxTNcossinTNcossinNfNtantan fxxTNcossinTNcossinNfNtantanfNTxNxT穩(wěn)定軋制時(shí)，穩(wěn)定軋制時(shí)，/22咬入過(guò)程中，咬入過(guò)程中， 滿足咬入條件，是順利實(shí)現(xiàn)軋制

5、過(guò)程的基本保證，而改滿足咬入條件，是順利實(shí)現(xiàn)軋制過(guò)程的基本保證，而改善咬入條件，是增加壓下量、提高生產(chǎn)率的有力措施。善咬入條件，是增加壓下量、提高生產(chǎn)率的有力措施。發(fā)揮穩(wěn)定軋制階段咬入潛力發(fā)揮穩(wěn)定軋制階段咬入潛力 （1）小頭進(jìn)鋼）小頭進(jìn)鋼 （2）帶鋼壓下）帶鋼壓下 （3）強(qiáng)迫喂鋼）強(qiáng)迫喂鋼提高提高角角 （1）改變軋件或軋輥的表面狀態(tài)）改變軋件或軋輥的表面狀態(tài) （2）合理調(diào)節(jié)軋制速度合理調(diào)節(jié)軋制速度 0b1ln/b1ln/ l 變形區(qū)長(zhǎng)度變形區(qū)長(zhǎng)度l l0 01 1時(shí)，時(shí)，寬展量寬展量b b、延伸量、延伸量l l與變形區(qū)寬度與變形區(qū)寬度b b0 0的關(guān)系的關(guān)系NTxNxT圓柱體鐓粗時(shí)摩擦力對(duì)變形

6、及應(yīng)力分布的影響高件鐓粗時(shí)不同應(yīng)力狀態(tài)分區(qū)示意圖外端對(duì)變形的影響01bbb(b)軋后軋件側(cè)邊形狀軋后軋件側(cè)邊形狀a雙鼓形；雙鼓形；b單鼓形；單鼓形；c平直形平直形(a)(b)(c)hl/寬展沿軋件橫斷面分布寬展沿軋件橫斷面分布0b101bbb311bbb 211bbb 1b0h1h 計(jì)算寬展時(shí)，軋件軋后寬度應(yīng)采計(jì)算寬展時(shí)，軋件軋后寬度應(yīng)采用平均寬度，平均寬度可采用與軋用平均寬度，平均寬度可采用與軋后軋件橫斷面等面積同厚度矩形的后軋件橫斷面等面積同厚度矩形的寬度，也可采用下式計(jì)算。寬度，也可采用下式計(jì)算。 )( 1 1 11bbabb根據(jù)側(cè)面凸出程度的不同系數(shù)根據(jù)側(cè)面凸出程度的不同系數(shù)a可取可取

7、1/21/22/32/3。 hCbhRhhCb000)2)(1 (hhhhRfhhb側(cè)壓后平軋寬展的組成側(cè)壓后平軋寬展的組成ebfb2/sb2/bb) 1)(f00sahhbb)b1 (0sebbbdbbsbbbf0eeffbbbdd%100%100e0f0eeffbbbbdd側(cè)壓后平軋寬展的組成側(cè)壓后平軋寬展的組成ebfb2/sb2/bb0b1b軋制前軋件的平均高度：軋制前軋件的平均高度： 000bFh 111bFh 10hhh11010bFDhDDp軋制后軋件的平均高度：軋制后軋件的平均高度： 平均壓下量：平均壓下量：軋輥工作直徑：軋輥工作直徑：%100hhvvvS%100coscosHH

8、vvvScos)1 (1cos1hHHvSvvvS)1 (hhSvvhH1Svv1hhvhv1hhhvv cosvv )cos1 (1Dhhcos)cos1 (cos111hDhhhvvh1hhhvvvvvS11h)cos)(cos1 (hhDS按秒流量體積不變條件，變形區(qū)出口斷面按秒流量體積不變條件，變形區(qū)出口斷面金屬的秒流量應(yīng)等于中性面處金屬的秒流金屬的秒流量應(yīng)等于中性面處金屬的秒流量。量。 22sin2cos1221cos 11h)cos)(cos1 (hhDS) 1(212hhDSRhhDSh1212211hD)21 (2fHh041)21 (2QQRfpBf)(hhSvvvhS h0

9、hhqaSSpft mkt 2Kkthvt軋輥軋輥?zhàn)畲笠虢亲畲笠虢?（）咬入摩擦系數(shù)咬入摩擦系數(shù)光滑磨削輥光滑磨削輥12150.2120.268厚板軋機(jī)軋輥厚板軋機(jī)軋輥15220.2680.404小型軋機(jī)光滑輥小型軋機(jī)光滑輥22240.4040.445扁槽孔型軋輥扁槽孔型軋輥24250.4450.466箱形孔型軋輥箱形孔型軋輥28300.5320.577刻痕箱形孔型軋輥刻痕箱形孔型軋輥28340.5320.675溫度溫度 （）軋制速度軋制速度 （m/s）0.20.30.50.51.01.01.51.52.58000.530.560.440.490.340.390.290.330.170.2

10、09000.500.570.380.460.320.370.240.320.170.2410000.450.540.370.440.280.340.250.290.170.2311000.410.490.330.380.260.340.260.290.180.2312000.400.430.320.380.300.340.220.270.180.21軋輥及潤(rùn)滑軋輥及潤(rùn)滑最大咬入角，最大咬入角，咬入摩擦系數(shù)咬入摩擦系數(shù)光滑研磨輥，礦物油光滑研磨輥，礦物油340.0520.07鉻鋼輥，中等研磨，礦物油鉻鋼輥，中等研磨，礦物油670.1050.12無(wú)潤(rùn)滑粗糙輥無(wú)潤(rùn)滑粗糙輥80.150潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑道次

11、道次道次壓下率道次壓下率 （）（）摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)f無(wú)潤(rùn)滑（軋輥和軋件無(wú)潤(rùn)滑（軋輥和軋件表明清潔干燥）表明清潔干燥）115.00.085煤油煤油116.50.080煤油煤油322.00.060煤油煤油5硬脂酸銅硬脂酸銅216.80.063煤油煤油5硬脂酸鈉硬脂酸鈉324.00.060煤油煤油5硬脂酸鉛硬脂酸鉛217.30.058煤油煤油1月硅酸月硅酸324.30.053煤油煤油1棕櫚酸棕櫚酸322.00.043石墨石墨68/615加油加油115.50.072石墨石墨615加油加油424.50.047橄欖油橄欖油218.10.057蓖麻油蓖麻油423.00.045羊毛油羊毛油427.50.041

12、dtTTcVFdT)(404式中，式中，實(shí)際物體的黑度，實(shí)際物體的黑度， 絕對(duì)黑體的輻射系數(shù)，絕對(duì)黑體的輻射系數(shù)， F散熱面積散熱面積 ，物體的密度，物體的密度， c物體的質(zhì)量熱容，物體的質(zhì)量熱容， V物體的體積，物體的體積，T、 T0物體與環(huán)境的絕對(duì)溫度（物體與環(huán)境的絕對(duì)溫度（K） dtcVFttdT)(0式中，式中，對(duì)流傳熱系數(shù)，對(duì)流傳熱系數(shù)， t、t0物體與介質(zhì)溫度（物體與介質(zhì)溫度（ ）)()(222222222222zTyTxTzTyTxTctT式中，式中，導(dǎo)溫系數(shù)。導(dǎo)溫系數(shù)。10lnhhcpTmm式中，式中，p平均單位壓力，平均單位壓力， m轉(zhuǎn)換效率，轉(zhuǎn)換效率， h0、h1軋前、軋后

13、軋件厚度。軋前、軋后軋件厚度。FPPsFPssFPpsppP變形抗力變形抗力一定的變形溫度、變形速度和變形程度一定的變形溫度、變形速度和變形程度 下，理想單向壓縮時(shí)、單位面積的變形力。下，理想單向壓縮時(shí)、單位面積的變形力。 記為記為s。snp0FnFpPs0spp15. 1sK15. 1KFFpP平面變形抗力平面變形抗力理想平面應(yīng)變壓縮時(shí)、單位面積的變形力。理想平面應(yīng)變壓縮時(shí)、單位面積的變形力。 記為記為K，K1.15 s 。KnpKFnFpP軋制力是軋制過(guò)程中使軋件產(chǎn)生塑性變形所需的變形力，即軋制過(guò)程軋制力是軋制過(guò)程中使軋件產(chǎn)生塑性變形所需的變形力，即軋制過(guò)程中軋輥給軋件的作用力。當(dāng)軋件不受

14、張力作用、或承受相等的前后張中軋輥給軋件的作用力。當(dāng)軋件不受張力作用、或承受相等的前后張力作用時(shí)，根據(jù)軋件在水平方向的受力平衡條件，軋制力將垂直指向力作用時(shí)，根據(jù)軋件在水平方向的受力平衡條件，軋制力將垂直指向軋件。當(dāng)軋件受不相等的前后張力作用時(shí)，軋制力將向較小張力的方軋件。當(dāng)軋件受不相等的前后張力作用時(shí)，軋制力將向較小張力的方向傾斜，以保持軋件在水平方向的受力平衡，但是這種傾斜很小，因向傾斜，以保持軋件在水平方向的受力平衡，但是這種傾斜很小，因此工程上可以認(rèn)為：無(wú)論哪種情況，軋制力都是垂直指向軋件的。此工程上可以認(rèn)為：無(wú)論哪種情況，軋制力都是垂直指向軋件的。軋制時(shí)軋件將給軋輥以反作用力，其大小

15、等于軋制力。它通過(guò)軋輥軸軋制時(shí)軋件將給軋輥以反作用力，其大小等于軋制力。它通過(guò)軋輥軸承傳遞給壓下螺絲，因此軋制力可以通過(guò)安裝在軋機(jī)壓下螺絲下的力承傳遞給壓下螺絲，因此軋制力可以通過(guò)安裝在軋機(jī)壓下螺絲下的力傳感器測(cè)量。傳感器測(cè)量。0Q1QPP變形區(qū)后滑區(qū)內(nèi)任意微分體上受力情況變形區(qū)后滑區(qū)內(nèi)任意微分體上受力情況sincossincoscoscos00lllldxb tdxb tdxbpPllpdxbdxbpP00coscosFplbpdxbpPl0FnKFnFpPs15. 1)exp(mnsTAk-13s1011ln121ln14)1(tan12),(1hRhhhRhRfn35. 0143. 043. 014. 0hllhhln35. 014. 05 . 16 . 1hllhhln02. 179. 108. 10hRfn)1 (hbcPRREc)1 (162KqaaqnhHq)1 (1式中， qh 、 qH前后張應(yīng)力；前后張應(yīng)力； a加權(quán)系數(shù)；加權(quán)系數(shù)； K平面變形抗力。平面變形抗力。 2n道次n-1道次實(shí)質(zhì)應(yīng)變間隙時(shí)間時(shí)間iisi1 - i1 - ii1 -siiii321i1 - i2- ii1 - iii1 - i2- i