先进成形与智能技术 课件 4.2 轧制原理基础

《先进成形与智能技术》战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造目录CONTENTS第1章题目第2章题目第3章题目第4章轧制成形技术第5章题目第6章题目第7章题目第8章题目第4章轧制成形技术4.2轧制原理基础§4.2.1轧制变形区及其参数战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造1纵轧过程就是金属在两个旋转方向相反的轧辊之间通过，并在其间产生塑性变形的过程。在纵轧时塑性变形并非在轧件的整个长度上同时产生，在任一瞬间变形仅产生在轧辊附近的局部区域内，轧件中处于变形阶段的这一区域称为变形区。示意图实物图纵轧过程几何变形区图示第4章轧制成形技术4.2轧制原理基础§4.2.1轧制变形区及其参数战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2变形区的基本组成部分是由轧辊和轧件的接触弧及出、入口断面所限定的区域(图4-3中阴影部分)，该区域称为几何变形区。

将接触弧的弦长作为变形区长度

轧辊直径一定

轧辊直径越大

第4章轧制成形技术4.2轧制原理基础§4.2.2咬入条件及轧制过程的建立战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3轧辊和轧件相互作用的矛盾运动过程是从轧辊咬入轧件开始的。轧辊咬入轧件的实现，接触摩擦起决定的作用。咬入时轧件受力图示

欲使轧辊能自由咬入金属(不对金属施加其他的外力)必须使摩擦系数大于咬入角的正切，或若说，必须使摩擦角大于咬入角。第4章轧制成形技术4.2轧制原理基础§4.2.2咬入条件及轧制过程的建立战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4咬入时轧件受力图示欲使轧辊咬入轧件必须使切向摩擦力T的水平分量大于正压力N的水平分量，即满足条件

咬入条件变形：

为咬入摩擦系数

为咬入时的摩擦角

第4章轧制成形技术4.2轧制原理基础§4.2.2咬入条件及轧制过程的建立战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造5在轧辊咬入轧件后，随着轧辊的转动金属被咬入辊缝(变形区)内，在高度方向上被压缩，金属要向纵向及横向流动。随着轧制过程的发展，轧件前端走出出口断面，轧制过程便达到稳定轧制阶段。这时合力作用角将最终减到最小值，而前滑区将相对增至最大值，轧制过程更趋稳定。当咬入角大于摩擦角实现咬入的措施减小咬入角，在轧辊直径给定的条件下，减小绝对压下量𝛥ℎ。增大摩擦系数，在轧辊上刻痕或焊痕以增大摩擦系数。在轧件上加推力，实行强迫咬入。增大摩擦系数原因强化轧制过程，提高各轧制道次的压下量在轧辊上刻痕或焊痕为了减小摩擦系数为了减小轧辊磨损和提高轧材表面质量咬入角的大小不是限制轧制过程强化的因素因此第4章轧制成形技术4.2轧制原理基础§4.2.3中性角的确定战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造6中性角是决定变形区内金属相对轧辊的运动速度的一个参量。变形区内金属流动速度变化若不计轧件的宽度，则在变形区内之任一横断面上，金属沿断面高度的平均流动速度：

轧辊圆周速度的水平分量：

为轧辊的圆周速度

第4章轧制成形技术4.2轧制原理基础§4.2.3中性角的确定战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造7变形区内金属流动速度变化

第4章轧制成形技术4.2轧制原理基础§4.2.3中性角的确定战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造8变形区内金属流动速度变化

第4章轧制成形技术4.2轧制原理基础§4.2.4稳定轧制条件战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造9当阻碍轧件前进的水平阻力增大(如后张力增大)或使拽引轧件进入辊缝的水平作用力减小(如摩擦系数减小)时，前滑区将部分地转化为后滑区，而使拽引轧件前进的摩擦力的水平分量增大，使轧制过程得以在新的平衡状态下继续进行。稳定轧制条件对摩擦力的要求比咬入条件低。这就是为什么在不能自由咬入时，实行强迫咬入后轧制过程往往得以稳定进行的原因所在。稳定轧制过程的极限条件为：

稳定轧制条件为：

前滑区摩擦力后前滑区摩擦力性质阻力主动作用力轧辊通过后滑区摩擦力的作用将运动传给轧件实现轧制过程，但对于稳定地实现轧制过程来讲，前滑区又是不可缺少的作用第4章轧制成形技术4.2轧制原理基础§4.2.5前滑和后滑的计算战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造10用冲子在轧辊表面上打出两个小坑，如果将冲坑的距离视为l，则轧制时留在轧件表面上的两个冲坑印痕之间的距离即为I1。轧件的出口速度高于轧辊圆周速度的现象称为的前滑。在轧制理论中，通常用轧件的出口速度与轧辊圆周速度之差同轧辊圆周速度的比值作为前滑系数：用印痕法测定前滑

轧件的入口速度小于入口断面上的轧辊圆周速度的水平分量的现象称为后滑。通常用入口断面上的轧辊圆周速度的水平分量与轧件入口速度之差同入口断面上的轧辊圆周速度的水平分量的比值作为后滑系数：

第4章轧制成形技术4.2轧制原理基础§4.2.5前滑和后滑的计算战略性新