第四讲-轧制过程中的纵变形 1.ppt

第四章 轧制过程中的纵变形 —前滑和后滑 主讲：王庆娟 主要内容 4.1 金属在不同断面上的运动速度 4.2 前滑和后滑现象 4.3 轧制过程中的力学条件及中性角 4.4 前滑的计算及影响前滑的因素 4.5 连续轧制中的前滑及工艺参数的确定 4.1金属在不同断面上的运动速度 2）不同断面上的速度分析 3）不同断面上的速度分析 4）速度分布图示 分析结论 轧件变形区存在一截面，轧件的运动速度与该截面对应轧辊线速度水平分量相等，截面为中性面，将变形区划分为两个部分，前滑区和后滑区。 中性面与轧件出口面间圆弧对应的圆心角为中性角，用γ表示。 前滑区轧件运动速度大于轧辊线速度水平分量,出口处达到最大,金属相对轧辊表面向前滑动。 后滑区轧件运动速度小于轧辊线速度水平分量,轧件入口处有最小值。金属相对轧辊表面向后滑 在前滑、后滑区内金属相对轧辊表面产生滑动的方向不同，导致摩擦力的方向不同。在前、后滑区内，轧件表面上的摩擦力的方向都指向中性面。 5）不同断面上的速度关系 轧制速度分布： 入口速度： 中性面速度： 出口速度： 6）轧制运动学的意义 在连续式轧机上，欲保持相邻两机架间张力不变和顺利生产，就必须保证秒流量相等，因而必须了解两邻两机架的出入口速度，并建立一定的关系。通过轧制运动学的研究，将为其提供理论根据。 （1）后滑：轧件进入轧辊的速度υH小于轧辊在该点处线速度 υ 的水平分量 υcosα,这种现象叫做后滑。 （2）前滑：轧件的出口速度 υh 大于轧辊在该处的线速度υ 。这种现象叫做前滑。 3）前滑值的实验测定 如果将前滑式中的分子和分母各乘以轧制时间 t ，则得 4） 前后滑与有关工艺参数的关系 按秒流量体积相等的条件 参数的关系 前后滑存在一定关系 前后滑是延伸得组成部分 当αμ一定，Sh升则 SH降。 实际应用中只要研究一种现象即可 4.3轧制过程中的力学条件及中性角 根据轧件受力平衡条件确定中性面的位置及中性角γ的大小。如右图所示 Px —轧件表面上的单位压力值。 tx —轧件表面上的单位摩擦力值。 不计轧件的宽展，考虑作用在轧件单位宽度上的所有作用力在水平方向上的分力 根据力平衡条件，取此水平分力之和为零 2）中性角的确定 三个特征角的关系 当f=0.3 f=0.4 中性角最大4－6度 一定摩擦条件下咬入角越小，中性角越趋于咬入角的一半。 关于中性角公式的说明 实际轧制中PX不为常数 接触面不一定全为滑动区，也存在粘着区（热轧） 4.4 前滑的计算及影响前滑的因素 4.4.1 前滑的计算方法 1）两点假设 变形区各横断面秒流量体积不变，变形区出口断面金属的秒流量应等于中性面处金属的秒流量，得出: (1) 忽略宽展对前滑的影响 2）公式推导 中性面处轧件速度及截面高为： 3）对芬克公式得讨论 不同条件下计算结果 4）前滑公式的说明 (1) 忽略宽展的条件下导出，存在宽展时，用公式计算的结果要乘系数0.9-0.98,宽展小取上限，宽展大取下限。 (2)定义公式适用于计算各种条件下的前滑 实验结果 4.4.2影响前滑的因素 生产实践表明，影响前滑的因素很多。 归纳起来主要因素有： 辊径 摩擦系数 压下率 轧件厚度和孔型形状等等。 1）轧辊直径的影响 前滑值公式可以看出，前滑值是随辊径增加而增加的 因为在其它条件相同的条件下，辊径增加时咬入角α就要降低，而摩擦角β保持常数，所以稳定阶段的剩余摩擦力就增加，由此将导致金属塑流速度的增加，也就是前滑的增加。 1）轧辊直径对前滑的影响实验 如图所示。辊径D＜400毫米时，前滑值增加的较快；辊径D＞400毫米时，前滑值增加的较慢. 这是由于辊径增大时，伴随着轧辊线速度的增加，摩擦系数相应降低，所以剩余摩擦力的数值有所减少； 另外，当辊径增大时，ΔB增大，延伸相应地也减少。 这两个因素的共同作用，使前滑值增加的较为缓慢。 2）摩擦系数的影响 实验证明，f 越大，在压下率相同的条件下，其前滑越大。 这是由于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增加导致中性角γ增加，因此前滑也增加如图所示 3) 轧制温度对前滑的影响 凡是影响摩擦系数的因素（如轧辊材质、轧件化学成分、轧制温度和轧制速度等）均能影响前滑的大小 4）压下率的影响 由实验曲线可见，前滑随压下率的增而增，其原因是由于压下率增加，延伸系数增加。 当Δh＝常数时，前滑增加非常显著。咬入角不变，故前滑有显著增加。 当 h＝ 常数时或H＝常数时，压