金属塑性加工学—轧制理论与工艺王廷溥齐克敏主编解析.ppt

5.2.1.1 总压力计算公式的一般形式 忽略沿轧件宽向上的摩擦应力和单位压力的变化，并取单位宽度，则轧制力可以表示为： 后两项较第一项很小，可以忽略，则： 常用下式计算： 其中： 因此，轧制力计算可归结为： (1) 计算轧件与轧辊间的接触面积； (2) 计算平均单位压力。 5.2.1.2 影响平均单位压力的因素 影响平均单位压力的因素很多，从本质上可分为： (1) 影响轧件机械性能的因素； (2) 影响轧件应力状态特性的因素。 影响轧件机械性能(即简单拉、压条件下的实际变形抗力σφ)的因素有：金属的本性、温度、变形程度和变形速度： 影响轧件应力状态特性的因素有：轧件宽度，外摩擦力，外端及张力等。应力状态系数nσ： 综上所述，轧制平均单位压力计算公式的一般形式为： 5.2.2 接触面积的确定 5.2.2.1 平辊轧制矩形件时的接触面积 5.2.2.2 孔型中轧制时的接触面积 5.2.2.1 平辊轧制矩形件时的接触面积(含箱型孔轧制) 接触面积：轧件与轧辊实际接触面积的水平投影。 变形区宽度 变形区长度分三种情况： 辊径相同 辊径不同 考虑轧辊弹性压扁 5.2.2.2 孔型中轧制时的接触面积 按平均高度法计算，压下量和轧辊半径均取平均值。 (1) 菱形件进菱形孔 (2) 方形件进椭圆孔 扁椭圆 圆椭圆 (3) 椭圆件进方形孔 (4) 椭圆件进圆形孔 5.2.2.2 孔型中轧制时的接触面积 对与延伸孔型 (1) 由椭圆轧成方形 (2) 由方形轧成椭圆形 (3) 由菱形轧成菱形或方形 式中： H，h——在孔型中央位置的轧制前、后的轧件断面高度； B，b——轧制前、后的轧件断面的最大宽度； R——孔型中央位置的轧辊半径。 5.2.3 金属实际变形抗力σφ的确定 5.2.3.1 金属及合金屈服极限σs的影响 5.2.3.2 轧制温度的影响 5.2.3.3 变形程度的影响 5.2.3.4 变形速度的影响 5.2.3.5 冷轧及热轧时金属实际变形抗力的确定方法 5.2.3.1 金属及合金屈服极限σs的影响 通常用金属及合金的屈服极限σs来反映金属及合金本性对实际变形抗力的影响。 σs是在一定条件下测得的，其值可查有关资料。 应注意，有些金属压缩屈服极限大于拉伸屈服极限，而有些金属二者相同。一般最好用压缩屈服极限，因它与轧制变形较接近。 有些金属很难测出σs，尤其是高温下，这时可以用屈服强度σ0.2来代替。 近年来由于热变形模拟试验机的出现，为各种状态下的σs的测定提供了有利条件。 5.2.3.2 轧制温度的影响 轧制温度对金属实际变形抗力有很大影响。 用变形温度影响系数nT来表示，其值可查有关资料。 一般随着轧制温度升高，变形抗力下降。这是由于降低了金属原子间的结合力。 确定温度影响系数时，既要有可靠的变形抗力与温度关系资料，也要确定金属热轧时的实际温度。 5.2.3.3 变形程度的影响 用变形程度影响系数nε表示。 冷轧时，有加工硬化，随变形程度增加，变形抗力提高。 热轧时，有硬化与软化的双重作用，一般： 变形程度较小时(20%~30%以下)，随变形程度加大，变形抗力剧烈提高； 变形程度中等时(大于30%)，随变形程度加大，变形抗力提高，但提高的速度开始减慢； 在许多情况下，当变形程度继续增大时，变形抗力反而有所降低。 见前述图示。 4.5.1 压下率的影响 前滑随压下率的增加而增加。 其原因是由于高向压缩变形增加，纵向和横向变形都增加，因而前滑值Sh增加。 4.5.2 轧件厚度的影响 轧件厚度h减小，前滑增加。 因为轧辊半径R和中性角γ不变时，轧件厚度h越减小，则前滑值Sh愈增加。 4.5.3 轧件宽度的影响 轧件宽度较小时，随宽度增加前滑亦增加；但轧件宽度大于一定值时，宽度再增加时，其前滑值则为一定值。 因为轧件宽度小时，增加宽度其相应地横向阻力增加，所以宽展减小，相应地延伸增加，所以前滑也因之增加。 当大于一定值时，达到平面变形条件，轧件宽度对宽展不起作用，故轧件宽度再增加，宽展为一定值，延伸也为定值，所以前滑值也不变。 4.5.4 轧辊直径的影响 轧辊直径增加，前滑值增加。 因为辊径增加，咬入角α降低，而摩擦角β保持常数，故稳定轧制时的剩余摩擦力增加，导致金属流动速度增加，即前滑增加。 但应指出，辊径较小时，前滑值随辊径的增加而增加得较快；而辊径较大时，前滑增加得较慢。 因为辊径增大时，随轧辊线速度增加，摩擦系数降低，剩余摩擦力有所减小； 且辊径增大时，变形区长度增加，纵向阻力增大，延伸减少； 这两个因素共同作用，使前滑值增加得较为缓慢。 4.5.5 摩擦系数的影响 摩擦系数f越大，其前滑值越大。 因为摩擦系数增大引起剩余摩擦力增加，从而前滑增大。 或摩擦系数增加导致中性角γ增加，因此前滑