材料ppt課件材料成型工程第四講軋制過程中的縱變形

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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,,?,?#?,3 軋制過程中的縱變形—前滑和后滑,軋制時存在前滑和后滑現(xiàn)象，這種現(xiàn)象使軋件的出輥速度與軋輥的圓周速度不相一致,這個速度差在軋制過程中并非始終保持不變的，它受許多因素的影響而變化。,連軋機上軋制和周期斷面鋼材的軋制等都要求確切知道軋件進出軋輥的實際速度,那么，軋件的速度與軋輥周速之間存在什么關系呢？,這就是本章要討論的問題,。,,,?,3 軋制過程中的縱變形—前滑和后滑軋制時存在前滑和后滑現(xiàn)象，,1,3.1軋制時的前滑與后滑,3.1.1前滑與后滑概念的引出及定義,1）前滑與后滑概念的引出,說明軋件

2、的延伸是被壓下金屬向軋輥入口和出口兩方向流動的結果,,?,3.1軋制時的前滑與后滑3.1.1前滑與后滑概念的引出及定義,2,（1）后滑：軋件進入軋輥的速度υ,H,小于軋輥在該點處線速度 υ 的水平分量 υcosα,這種現(xiàn)象叫做后滑。,（2）前滑：軋件的出口速度 υ 大于軋輥在該處的線速度υ,h，,這種現(xiàn)象叫做前滑。,2）前后值的定義公式,,?,（1）后滑：軋件進入軋輥的速度υH小于軋輥在該點處線速度 υ,3,后滑值,如果將前滑式中的分子和分母各乘以軋制時間 t ，則得,,?,后滑值如果將前滑式中的分子和分母各乘以軋制時間 t ，則得?,4,3）前滑值的實驗測定,如果事先在軋輥表面上刻出距離為L

3、,H,的兩個小坑,則軋制后測量 L,h,,,即可用實驗方法計算出軋制時的前滑值。,,?,3）前滑值的實驗測定如果事先在軋輥表面上刻出距離為LH 的,5,3.1.2 前后滑與有關工藝參數的關系,1）體積不變定律,按秒流量體積相等的條件,2)參數的關系,前后滑存在一定關系,前后滑是延伸得組成部分,當αμ一定，S,h,升則 S,H,降。,,實際應用中只要研究一種現(xiàn)象即可,,?,3.1.2 前后滑與有關工藝參數的關系1）體積不變定律 2,6,3.2軋制過程中的變形運動學及中性角,3.2.1 軋制過程的運動學,1）幾點假設,軋件無寬展,變形區(qū)內任一截面不同高度變形均勻，水平速度一致。,變形區(qū)內單位時

4、間秒流量相等,,?,3.2軋制過程中的變形運動學及中性角3.2.1 軋制過程的運,7,2）運動分析,注意,實際變形不均,速度不均,,?,2）運動分析注意?,8,分析結論,軋件變形區(qū)存在一截面，軋件的運動速度與該截面對應軋輥線速度水平分量相等，截面為中性面，將變形區(qū)劃分為兩個部分，前滑區(qū)和后滑區(qū)。,中性面與軋件出口面間圓弧對應的圓心角為中性角，用γ表示。,前滑區(qū)軋件運動速度大于軋輥線速度水平分量,出口處達到最大,金屬相對軋輥表面向前滑動。,后滑區(qū)軋件運動速度小于軋輥線速度水平分量,軋件入口處有最小值。金屬相對軋輥表面向后滑,在前滑、后滑區(qū)內金屬相對軋輥表面產生滑動的方向不同，,導致摩擦力的方向不

5、同,。在前、后滑區(qū)內，軋件表面上的摩擦力的方向都指向中性面。,,?,分析結論軋件變形區(qū)存在一截面，軋件的運動速度與該截面對應軋輥,9,3.2.2中性角的確定,1)軋制過程中變形區(qū)軋件受力分析,根據軋件受力平衡條件確定中性面的位置及中性角γ的大小。如右圖所示,P,x,—軋件表面上的單位壓力值。,t,x,—軋件表面上的單位摩擦力值。,不計軋件的寬展，考慮作用在,軋件單位寬度上的所有作用力在水平方向上的分力,根據力平衡條件，取此水平分力之和為零,中性角是決定變形區(qū)內金屬相對軋輥運動速度的一個參量。,,,?,3.2.2中性角的確定1)軋制過程中變形區(qū)軋件受力分析中性角,10,,?,?,11,上式積分結

6、果,當Q,1,=Q,0,或Q,1,=Q,0,=0 時有,,?,上式積分結果當Q1=Q0或Q1=Q0=0 時有?,12,2)中性角公式討論,左邊式子反映了三個特征角的關系。,當α＝β,有最大γ γ＝β/4,,?,2)中性角公式討論左邊式子反映了三個特征角的關系。?,13,三個特征角的關系,當f=0.3 f=0.4,中性角最大4－6度,一定摩擦條件下咬入角越小，中性角越趨于咬入角的一半。,,,?,三個特征角的關系當f=0.3 f=0.4?,14,3)關于中性角公式的說明,實際軋制中P,X,不為常數,接觸面不一定全為滑動區(qū)，也存在粘著區(qū)（熱軋）,,,?,3)關于中性角公式的說明實際軋制中PX不為常數

7、?,15,3.3前滑的計算及影響前滑的因素,3.3.1前滑的計算方法,1）兩點假設,變形區(qū)各橫斷面秒流量體積不變，變形區(qū)出口斷面金屬的秒流量應等于中性面處金屬的秒流量，得出:,(1),,忽略寬展對前滑的影響,,?,3.3前滑的計算及影響前滑的因素3.3.1前滑的計算方法?,16,2）公式推導,中性面處軋件速度及截面高為：,,,,此式即為E.芬克前滑公式，從上式可看出Dγh為影響前滑得主要因素,在（1）式兩邊同乘1/v得,,?,2）公式推導中性面處軋件速度及截面高為：此式即為E.芬克前滑,17,3）對芬克公式得討論,,?,3）對芬克公式得討論?,18,不同條件下計算結果,,?,不同條件下計算結果

8、?,19,4）前滑公式的說明,(1) 忽略寬展的條件下導出，存在寬展時，用公式計算的結果要乘系數0.9-0.98,寬展小取上限，寬展大取下限。,(2)定義公式適用于計算各種條件下的前滑,,?,4）前滑公式的說明(1) 忽略寬展的條件下導出，存在寬展時，,20,實驗結果,,?,實驗結果?,21,3.3.2影響前滑的因素,生產實踐表明，影響前滑的因素很多。,歸納起來主要因素有：,輥徑,摩擦系數,壓下率,軋件厚度和孔型形狀等等。,,?,3.3.2影響前滑的因素生產實踐表明，影響前滑的因素很多。?,22,1）軋輥直徑的影響,前滑值公式可以看出，前滑值是隨輥徑增加而增加的,因為在其它條件相同的條件下，輥

9、徑增加時咬入角α就要降低，而摩擦角β保持常數，所以穩(wěn)定階段的剩余摩擦力就增加，由此將導致金屬塑流速度的增加，也就是前滑的增加。,,?,1）軋輥直徑的影響 前滑值公式可以看出，前滑值是隨輥徑增加,23,軋輥直徑對前滑的影響實驗,如圖所示。輥徑D＜400毫米時，前滑值增加的較快；輥徑D＞400毫米時，前滑值增加的較慢.,這是由于輥徑增大時，伴隨著軋輥線速度的增加，摩擦系數相應降低，所以剩余摩擦力的數值有所減少；,另外，當輥徑增大時，ΔB增大，延伸相應地也減少。,這兩個因素的共同作用，使前滑值增加的較為緩慢。,,,?,軋輥直徑對前滑的影響實驗如圖所示。輥徑D＜400毫米時，前滑,24,2）摩擦系數

10、的影響,實驗證明，f 越大，在壓下率相同的條件下，其前滑越大。,這是由于f增大，剩余摩擦力增加，因而前滑增大。,利用前滑公式可知，f增加導致中性角γ增加，因此前滑也增加如圖所示,,?,2）摩擦系數的影響實驗證明，f 越大，在壓下率相同的條件下,25,軋制溫度對前滑的影響,凡是影響摩擦系數的因素（如軋輥材質、軋件化學成分、軋制溫度和軋制速度等）均能影響前滑的大小,,,?,軋制溫度對前滑的影響凡是影響摩擦系數的因素（如軋輥材質、軋件,26,3）壓下率的影響,,由實驗曲線可見，前滑隨壓下率的增而增，其原因是由于壓下率增加，延伸系數增加。,當Δh＝常數時，前滑增加非常顯著。咬入角不變，故前滑有顯著

11、增加。,當 h＝ 常數時或H＝常數時，壓下率的增加，延伸必然增加，但這是因 Δh 增加，所以咬入角增大，故剩余摩擦力減小，,兩個因素的聯(lián)合作用，使前滑雖有所增加，但沒有Δh＝常數時增加的顯著。,,?,3）壓下率的影響 由實驗曲線可見，前滑隨壓下率的增而增，其原,27,4）軋件厚度的影響,終軋厚度h 減小，前滑增加。,當Δh＝常數，增加的比H＝常數時為快。,其理由與壓下率對前滑的影響相同。,,?,4）軋件厚度的影響終軋厚度h 減小，前滑增加。?,28,,5）軋件寬度的影響,寬度小于一定值時,（在此情況下為小于40毫米時）,，寬度增加前滑增加；大于一定值時，寬度再增加，則前滑為一定值。,因為寬度小

12、時，增加寬度其寬展減小，故延伸增加。當大于一定值時，寬度再增加，寬展為一定值，故延伸也為定值，所以前滑值不變,。,,,?,5）軋件寬度的影響寬度小于一定值時（在此情況下為小于40毫,29,6）張力對前滑的影響,前張力增加時，則使金屬向前流動的阻力減少，增加前滑區(qū)，使前滑增加。,反之，后張力增加時，則后滑區(qū)增加,。,,?,6）張力對前滑的影響前張力增加時，則使金屬向前流動的阻力減少,30,如圖實驗結果完全證實了上述分析的正確性。,在輥徑D＝200毫米的軋機上，軋制鋁試件，采用不同的h 值 ，用Δh＝0 .44 毫米，帶張力和不帶張力試驗的結果。,有張力時，使前滑顯著地增加。,,?,如圖實驗結果完

13、全證實了上述分析的正確性。?,31,7）孔型軋制時的前滑特點,沿孔型周邊各點軋輥的線速度不同，金屬的整體性和外端的作用使軋件橫斷面上各點又必須以同一速度出輥。引起孔型周邊各點的前滑值不一樣。,那么孔型中軋制時如何來確定軋件的出輥速度呢？隨著連軋型鋼的發(fā)展迫切要解決這個問題。但是到目前為止此問題還沒有很好解決,。,,?,7）孔型軋制時的前滑特點沿孔型周邊各點軋輥的線速度不同，金屬,32,目前解決的辦法,為粗略估計孔型軋制時軋件的出輥速度，目前許多人是用平均高度法把孔型和來料化為矩形斷面，然后確定軋輥的平均線速度和平均前滑。,也有的人把異型孔型和軋件畫成幾個矩形斷面區(qū)域，分別計算各區(qū)的軋輥線速度、

14、前滑和軋件出輥速度，然后考慮各區(qū)占的比重來確定軋件平均出輥速度。,,應指出，孔型軋制時確定軋件出輥速度的這些方法是很不精確的。這方面還有待于深入研究。,,?,目前解決的辦法為粗略估計孔型軋制時軋件的出輥速度，目前許多人,33,3.4連續(xù)軋制中的前滑及有關工藝參數的確定,連續(xù)軋制在軋鋼生產中所占的比重日益增大，下面就連軋工藝設計方面所必要的參數進行一定的探討,。,,,?,3.4連續(xù)軋制中的前滑及有關工藝參數的確定連續(xù)軋制在軋鋼生產,34,3·4·1連軋關系和連軋常數,連軋：軋機順序排列，軋制線上每一機架的秒流量保持相等，軋件同時通過兩架或兩架以上軋機的軋制方式稱為連軋。,連軋在軋制的變形條件、運

15、動學條件和力學條件等都具有一系列的特點,。,,,?,3·4·1連軋關系和連軋常數連軋：軋機順序排列，軋制線上每一,35,連軋關系,,?,連軋關系?,36,連軋關系續(xù),軋件在各機架軋制時的秒流相等即為一個常數，這個常數稱為連軋常數。以C代表連軋常數時，則C,1,=C,2,=C,3,…..=C,n,=C,,,?,連軋關系續(xù)軋件在各機架軋制時的秒流相等即為一個常數，這個常數,37,3.4.2前滑系數和前滑值,前滑的大小以前滑系數和前滑值來表示，其計算式如下,：,,?,3.4.2前滑系數和前滑值前滑的大小以前滑系數和前滑值來表示,38,孔型軋制時前滑,,?,孔型軋制時前滑?,39,3.4.3堆拉系數和

16、堆拉率,：,在連續(xù)軋制時，實際上保持理論上的秒流量相等使連軋常數恒定是相當困難的，甚至是辦不到。為了使軋制過程能夠順利進行，常有意識地采用堆鋼或拉鋼的操作技術,。,,例如,一般對線材在連續(xù)軋機上機組與機組之間采用堆鋼軋制,機組內的機架與機架之間采用拉鋼軋制。,拉鋼軋制有利也有弊，利是不會出現(xiàn)因堆鋼而產生的事故。,弊是軋件頭、中、尾尺寸不均勻，特別是精軋機組內機架間拉鋼軋制不適當時，直接影響成品質量使軋材的頭尾尺寸超出公差。,一般頭尾尺寸超出公差量與最末幾個機架間的距離有關。因此，為減少頭尾尺寸超出公差，除采用微拉鋼(微張力軋制)外，還應當盡可能縮小機架間的距。,,,?,3.4.3堆拉系數和堆拉

17、率：在連續(xù)軋制時，實際上保持理論上的,40,1）堆拉系數:,堆鋼或拉鋼的一種表示方法,,?,1）堆拉系數: 堆鋼或拉鋼的一種表示方法?,41,2）堆拉率,堆鋼或拉鋼的另一種表示方法,,,?,2）堆拉率堆鋼或拉鋼的另一種表示方法?,42,本章重點,,,,,,基本概念,前滑現(xiàn)象，后滑，前滑值，中性面，中性角，連軋，連軋條件,問題,前滑與后滑區(qū)金屬流動特點？,為什么會存在前后滑區(qū)？,影響前滑區(qū)大小的因素有那些。,會推倒中性角公式并分析之。,,?,本章重點基本概念?,43,品質改善我們需要全員參與。,12月-24,12月-24,Sunday, December 1, 2024,作業(yè)之中忌嬉鬧，集中精力

18、莫大意。,00:25:05,00:25:05,00:25,12/1/2024 12:25:05 AM,客戶滿意，人脈延伸，良性循環(huán)，回報一生。,12月-24,00:25:05,00:25,Dec-24,01-Dec-24,安全作業(yè)有備無患，胡干蠻干必生災難。,00:25:05,00:25:05,00:25,Sunday, December 1, 2024,只有防而不實，沒有防不勝防。,12月-24,12月-24,00:25:05,00:25:05,December 1, 2024,急用戶所急，想用戶所想，在提高產品質量上下功夫。,2024年12月1日,12:25 上午,12月-24,12月-2

19、4,火災不難防，重在守規(guī)章。,01 十二月 2024,12:25:05 上午,00:25:05,12月-24,顧客至上，改革求實，以人為本，團結進取。,十二月 24,12:25 上午,12月-24,00:25,December 1, 2024,發(fā)揮,ISO9000,科學效應，促進企業(yè)走上新臺階。,2024/12/1 0:25:05,00:25:05,01 December 2024,規(guī)程領先操作，安全領跑生產。,12:25:05 上午,12:25 上午,00:25:05,12月-24,患者用流血換取教訓、智者用教訓避免流血。,12月-24,12月-24,00:25,00:25:05,00:25:05,Dec-24,作業(yè)標準合理化，品質保證國際化。,2024/12/1 0:25:05,Sunday, December 1, 2024,用戶滿意是企業(yè)永恒的追求。,12月-24,2024/12/1 0:25:05,12月-24,謝謝大家！,品質改善我們需要全員參與。9月-239月-23Friday,,44,