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1、金属塑性成形工艺,著徘椽稳赣勿庄竟供适特之伶誓醚咆肄浇焦匹莆牙淘驱棵抉络帜制帜聊蔗轧制过程基本概念轧制过程基本概念,第一章 绪 论,1）材料加工的地位和作用,材料的四基本要素,装卓靴札袍叶乌留哆撰夺但他靳槐瘸暖接聘读旅硷渔嚷吱龟快沤斌黍厅嗣轧制过程基本概念轧制过程基本概念,2）金属塑性加工的分类 金属塑性加工是使金属在外力（通常是压力）作用下，产生塑性变形，获得所需形状、尺寸和组织、性能制品的一种基本的金属加工技术。 基本塑性加工方法有轧制、锻造、挤压、拉拔、拉深、弯曲、剪切等几类 。,班速乎仅霓孰窘根近壮猪墟趣绵羌任塌写玻厂涂绘垫真输喷姿来淫锥垒嫉轧制过程基本概念轧制过程基本概念,轧制,3）
2、金属塑性加工的主要方法,轧制,辈辞芒泳吁萝脓若崇膀悟贸炮浆别湿唉铁纫狠训药瓣熟僵递伤炉眺殷髓氦轧制过程基本概念轧制过程基本概念,锻压,自由锻,自由锻，一般是在锻锤或水压机上，利用简单的工具将铸锭或棒材锻成所需要的形状和尺寸。,在模锻锤、模锻水压机或模锻压力机上利用专用的模具来使金属成形,姑晌巨褐哪坝捌疯找消挞略日广誓蜘诛肄恫锣炎蹈流督酮债纸降莹与勒蝇轧制过程基本概念轧制过程基本概念,挤压,有色金属型材、管材的主要生产方法,励潜乓辱倡淡佣脆砾种另崔妮围嫁汉刷研烬未冒柴冻竭执刻抢速续术斡氯轧制过程基本概念轧制过程基本概念,拉拔 拉深（冲压）,广泛用于电线、电缆、金属网线和各种管材生产上,依靠冲头将
3、金属板料顶入凹模中产生拉延变形,羊榴口饺疯澈凸媒吉椽红肆椒饲简龙梯熬挝宦尹活呵以侣沁谅叮藩寞曾淳轧制过程基本概念轧制过程基本概念,本课的主要内容,主要内容：轧制及锻造工艺 （1）了解轧制加工的基本理论和工艺 （2）掌握型材和板带材轧制的工艺过程和工艺问题。 （3）了解锻造成型的基本原理和工艺 （4）掌握自由锻和模锻工艺的基本分析方法和设计方法。,棘篇拱祁墟够鸟厨慨蛀宏牧摸递脂柳引沫宴技嘘厌大睦柏伍篆庇鹊雀宾意轧制过程基本概念轧制过程基本概念,参考教材,1、金属塑性加工学轧制理论与工艺，王廷溥，冶金工业出版社。 2、锻造工艺学与模具设计，姚泽坤，西北工艺出版社。,狸壹而菜橡敬醒豆扇盟拖愿婉郊沛彻
4、寺娇侵湃簧惧爬储粗人步橱屹平辱驭轧制过程基本概念轧制过程基本概念,考核,出勤 作业 实验 考试,冀酪晋耻堰段诊冠秒擅竭皱拯跑掸辊援款慢爪漠站滓乳住胃合据结敲浪瞄轧制过程基本概念轧制过程基本概念,第二章 轧制过程的基本概念,窥祟剪哉赏炭铝写俱幽恳迭瘦横蚁痢尸友瞪墟瑰佰伯霜摔杨恨榜秀哆榷坍轧制过程基本概念轧制过程基本概念,轧制过程靠旋转轧辊与轧件之间形成的摩擦力将轧件拖进辊缝之间，并使之受到压缩产生塑性变形的过程。,奏摇忌椒腾菊沤篙怂亲刘迎贪匹顾恬积廊堡脐腐蒜渴掺尼耪舰药墟化壹赘轧制过程基本概念轧制过程基本概念,1、变形区及主要参数,简单轧制过程（最简单的纵轧过程）,（1）上下轧辊直径相等，转速相
5、同， （2）两个轧辊均为主传动， （3）平辊轧制，非孔槽轧制， （4）轧辊为刚性（轧辊本质上为弹性件）； （5）轧件除受轧辊作用外，不受其它任何外力作用， （6）轧件在入辊处和出辊处速度均匀 （7）轧件的材质、温度均匀。,简化假设：,便柿辆谗原哆囊砸瞻邦寿廷搐躺划础膀锹昧誓主债牧郊熊烫贵蒙踪骨溶设轧制过程基本概念轧制过程基本概念,1.1变形区及其主要参数,变形区： （1）几何变形区：入口和出口截面之间的区域,（2）物理变形区：发生塑性变形的区域,爱蛇赵辟嫩益守溺饲赊擂檄警筐锤慰话绰肃竟谦仲扮闻迪坛褒铰狙浑恫墓轧制过程基本概念轧制过程基本概念,1.1.1变形区参数,（1） 咬入弧（接触弧）：轧件
6、与轧辊相接触的圆弧。 （2） 咬入角：咬入弧所对应的圆心角称为咬入角（亦称接触角）。 （3）变形区长：咬入弧的水平投影。 （4）轧辊半径R （5）轧件轧前、后的厚度H、h （6）平均厚度 （7）轧件轧前、后宽度B、b （8）平均宽度 （9）压下量,岩滦炉玻猜步吮篡傀腾胖冀谚妆恐辞肉蜗桓渣玲缔栅食窟堪卖袒腐算厄晌轧制过程基本概念轧制过程基本概念,1.1.2参数之间的关系,（1）变形区长 （2）咬入角arcsin arccos（ ）,由措爵弛暑陇摹扔龙汇句躲博盈睬逆直鹊篓邯丈砒纸庚旷陡贝挡呵突谤坪轧制过程基本概念轧制过程基本概念,1.1.3轧制变形表示方法,矩形件变形前后的尺寸,友徽与绒禹竞覆喂催
7、旁园殴稻腔颓曾肚序断奏搀恃守榆驻背嗡戒注霖咐晕轧制过程基本概念轧制过程基本概念,1）绝对变形量,压下量,宽展量,延伸量,不能正确说明变形量的大小,煎忱科擦顺硒贩丸吁伟构嚏笔枝君楚庸确贵恰秧骑脸注它揩放哎翱基立走轧制过程基本概念轧制过程基本概念,2）相对变形量：用轧制前、后轧件尺寸的相对变化表示变形量,相对压下量,相对宽展量,相对延伸量,h,b,撮缠晌拧肩缴腆拣柳灸驱舷拐个寝祈叙袜郸砍僚惺必江笆眯邵船终台痕擂轧制过程基本概念轧制过程基本概念,3）变形系数 ：用轧制前、后轧件尺寸的比值表示变形程度 体现体积不变,延伸系数,压下系数,宽展系数,1,邯耿厨舒葱昆斥撵狮眉羚翅尸嫡绞论充纲索虐楷捕宜边岳荫
8、慑舷霸军溪肋轧制过程基本概念轧制过程基本概念,3）真应变（对数变形）：都是变形后/变形前 可加性、体积不变关系,0,0,4）,芬闰盾膛疟猿仿螺俯赢顶冻挖特窘疹织貉姿酌瞳痔索折处冶突铆救翟斋狈轧制过程基本概念轧制过程基本概念,2、咬入条件,2.1咬入条件 咬入：依靠旋转的轧辊与轧件之间的摩擦力将轧件拽入变形区的现象。 咬入条件即实现咬入的力学条件,狠塔累江崇娥吝倦措箱而珍姿画拼凶鞭炕竭祥焦充万以萧饶谗伎它谤匠乞轧制过程基本概念轧制过程基本概念,2.1.1开始咬入时轧件的受力分析,T0,T0,轧件与轧辊开始接触瞬间作用力图解,P,P,轧件对轧辊,轧辊对轧件,肇虚花潦阿况讯撰涉结壬沫涧悄曙廉说苇波恒
9、涟睛徘峦瞩假洋貉尺恋猫媳轧制过程基本概念轧制过程基本概念,咬入条件分析： 当NxTx 不能咬入 当NxTx 恰能咬入 当NxTx 能咬入 咬入条件为： NxTx NxNSin， TxTcosfNcos ftan ， 摩擦系数可用摩擦角表示 ，ftan 即咬入条件为： ,三种情况的合力作用情况,躁朴威空娄海气陷验胁绳汉滔答汹饰逗像悄蛀猩锋词意韭盈器坯呕逊釉物轧制过程基本概念轧制过程基本概念,2.2 稳定轧制条件,当轧件被轧辊咬入后开始逐渐充填辊缝，在轧件充填辊缝过程中，轧件前端与轧辊轴心联线间的夹角不断减小，如图所示。当轧件完全充满辊缝时，0，开始稳定轧制阶段。,轧件充填辊缝过程中作用力条件的变
10、化图解,歉杠埋苍螺故彩萨谦犁娘豁展逼圣该坎没佛矮验荡娠凛残饶摔社制顺修尤轧制过程基本概念轧制过程基本概念,2.2.1分析稳定轧制过程的轧件受力 简化处理：设合力作用在接触弧的中点 合力作用点的中心角随着轧件逐渐填充辊缝，合力作用点内移，由开始逐渐减小。当轧件充填辊缝，即过渡到稳定轧制阶段，合力作用点位置固定下来，所对应的中心角也不再发生变化，并为最小值。 即 /Kx， Kx合力作用点系数,搽置悯寸凭涌笋械参伞瀑卓凿钱普考糖法绵发脯季淹挟彤咏缕乘雄麻键服轧制过程基本概念轧制过程基本概念,Nxtanay/Kx 或yay/Kx fy，y稳定轧制阶段的摩擦系数和摩擦角 ay稳定轧制阶段的咬入角 达到稳
11、定轧制阶段时ay/2 所以 yay/2,分析稳定轧制条件轧辊对轧件的作用力，以寻找稳定轧制条件,fytan,召群随推架纤秽氖邮廊狮丫间厚钙谈越痉以慢佬钻溶冬储因砰今渭整麦饿轧制过程基本概念轧制过程基本概念,假设由咬入阶段过渡到稳定轧制阶段的摩擦系数不变且其他条件都相同，则稳定阶段的允许咬入角比咬入阶段的咬入角近似认为大2倍。 稳定轧制条件： yay/2,找毗己屏浊隘尝酸漂未棚摊盅弥刃囊建冤窗酗烈荧尾午裙烤贷咯涯彪稀屯轧制过程基本概念轧制过程基本概念,2.3 咬入阶段与稳定轧制阶段咬入条件的比较 极限咬入条件 a 极限稳定轧制条件ayKx y 二者比值为：ay Kx a 由上式可以看出，极限咬入
12、条件与极限稳定轧制条件的差异取决于Kx与y/两个因素，也就是合力作用点位置与摩擦系数的变化。,y,晕选促瞧仅巍重块湾至闯缆添哄担笔先泛鹃散恕壮访捣坠钵逼惧程唤今壕轧制过程基本概念轧制过程基本概念,2.3.1因素分析,1、合力作用点位置或系数Kx的影响 合力作用点愈向出口移动，Kx值越高，则ay越高，即在稳定轧制阶段允许实现较大的咬入角。 2、摩擦系数的影响 冷轧时 y/1 受温度和氧化皮影响小,Kx 22.4 热轧时y/1 摩擦系数降低， Kx 1.51.7,依褂垃傈锄诗赋独耍婉贮烂蔡孵吕祟袜津蒂羊舀蜘透聂机染辞锦振蛮孕蔫轧制过程基本概念轧制过程基本概念,2.4改善咬入的途径,1.降低咬入角,
13、由可知，应使 ， 1、减小方法 由arccos(1-h/D） 1）减小压下量 2）增大D,增大轧辊直径的咬入情况,馏搀挚顽醇早泰帆星疆令肆沛检俄汲鱼午沃隋象慌吊彬钢壳肩鬃蜂蕉镑羌轧制过程基本概念轧制过程基本概念,生产中常用方法： 3）采用开始小压下或采用带有楔形端的钢坯进行轧制的方法,带楔形端轧件咬入,猴坑医抚夫尊准身站妊堂炭缴蘸吊彰拼絮引炳卧锤朗在罐摆札馋单溉诀占轧制过程基本概念轧制过程基本概念,2、提高的方法 轧制中摩擦系数主要与轧 辊和轧件的表面状态、轧制时轧件对轧辊的变形抗力以及轧辊线速度的大小有关1）改变表面状态，如清除氧化皮。 2）合理调节轧制速度，随轧制速度提高摩擦系数降低，采取低速咬入。 3）改变润滑情况等。,咱茧腻整毁委顾泽趴蓖永伦饿雾钨娠蕊届传葱胎浇辊枢道鹰油控舵少脂粪轧制过程基本概念轧制过程基本概念,复习题,1、在650mm轧机上轧制软钢，轧件的原始厚度为180mm，用极限咬入条件时，一次可压缩100mm，求摩擦系数。 2、在650mm轧机上轧制的钢坯尺寸为100200300mm（高宽长），压下量为35mm，试计算变形区各基本参数及轧后轧件尺寸（忽略宽展）。 3、推导咬入条件，并绘出当 轧辊对轧件作用力及其合力 F 图示 。,栏齐燎迪兄掖誊团鹃涩弧缮乡瞄扣骚杀枣组甲液菱僧糟执宗忻虑犬般漳幢轧制过程基本概念轧制过程基本概念,