和上面公式中得出前滑值和中性面位置的关系式为
中性面位置和前滑的数量级举例。
① 扁坯热轧 h0=250mm,h1=190mm,d=800mm,μ=0.4。
② 带材热轧h0=3mm,h1=2.1mm,d=400mm,μ=0.2。
③ 带材冷轧h0=1mm,h1=0.7mm,d=400mm,μ=0.05。
④ 带材冷轧h0=1mm,h1=0.7mm,d=80mm,μ=0.05。
影响前滑的因素;
1、轧辊直径:前滑值随辊径增大而增加;
2、摩擦系数:f增大,中性角增大,前滑值增加; 3、轧件厚度:h越小,前滑值越大;
4、张力:前张力增加,前滑增加;后张力增加,前滑减小; 5、加工率:前滑随其增大而增大;
6、轧件宽度:宽度减小相对宽展量增加,前滑减小。
4、何谓轧制力的方向及表达式?
答:轧制力由所有作用于几何变形区的正应力和摩擦剪应力的积分得到,其方向可由作用于轧制上的所有力的平衡确定。在实际生产中,常把合力的垂直分量称为“轧制力”。
对称轧制,即两个轧辊转速相等且直径相等,如图所示。
对称轧制时作用于轧件上的力
由于对称性,上、下轧制力相对于轧制线呈镜像对称。力平衡为 垂直方向:水平方向:
轧制力相对于垂直线的倾角为
如果纵向拉力相等
以及在无纵向拉力的轧制
中,轧制力取垂直方向或平行于两个轧辊中心的连线。
5、何谓轧制功率,并给出表达式?
答:轧机轧制轧件时单位时间内所做的功是轧制功率。从轧制力矩和轧辊角速度的乘积得出轧制功率为
若用工程实用的参数度量单位表示,则N=1.03M(n为轧辊转数Y/min)。按机、开坯机、中厚板轧机、带机和冷轧机等。对热轧机而言,计算机主要用于从均热炉的燃烧控制、轧机的压下位置控制、厚控等直至卷取机的整个轧制过程;对冷轧机而言,则是控制连轧机本身以及快速换辊、数据采集与记录等。 如果轧制力矩的单位是N·m,而轧辊转速的单位为min-1,则以单位为W的轧制功率公式为
计算的轧制功率是由传动轧辊提供的,但是在有纵向拉
力的轧制中这个轧制功率并不与变形功率相对应。一方面,它不包含纵向拉力产生的功率部分,另一方面,公式(2)包含了由于纵向拉力之差引起轧辊传动负载增加或者减少时产生的功率部分,是增加还是减少要根据Z1-Z0>0还是Z1-Z0<0而定。
6、轧辊速度与轧制速度是否相同?给出轧制变形区速度的表达式?
答:轧辊速度与轧制速度不同。轧制速度是与金属接触处的轧辊圆周速度 其计算公式为 v=πDn/60
式中v—轧制速度 m/s;D—轧辊工作直径 m;n—轧辊转速 r/min。 轧制变形区速度的表达式:当通过几何变形区时,由于横截面减小,轧件从入口速度υ0加速到出口速度υ1(轧制速度)。这个关系由连续性方程描述为
或
在常规轧制过程或者非稳态轧制(例如环轧)中,下压速度与υ0和υ1相比很小,通常可将项
忽略。
由初等塑性理论的切片模型,借助连续性方程,对平面应变b1=b0得出在几何变形区中的轧件速度,如图所示:
用切片模型分析几何变形区中的轧件速度变化
接公式
的h(x)得到
如果在轧制过程中几何变形区高度s以速度变化,则连续性方程变为
其中0≤x≤ld。
以一个与接触长度相关的坐
当轧件速度在几何变形区中
从增加到
时,轧辊圆周速度在轧制方向的分量 几乎保持不变对于特小于20o。
由于力平衡条件,在给定轧辊圆周速度时,如果在几何变形区以外没有力(比如纵向拉力)作用于轧件,则得到
只有在所谓的中性面上(x=xF)轧件速度和轧辊圆周速度才相等(υ=υux),如图所示。在中性面之前及之后得出相对速度为:在后滑区(NZ)有υrel=υx-υux<0,在前滑区(VZ)有υrel=υx-υux>0
轧件及轧辊速度
别是在带材轧制中,一般轧制角明显标代替几何变形区坐标x,则得到
7、轧辊直径Φ200mm,从h0=2mm厚板轧制到h1=1.4mm厚板材,计算出轧制角a0?
解:根据
8、给出前滑值和中性面位置的关系式?并计算轧辊直径d=400mm,h0=3mm(轧前板厚),h1=2.1mm(轧后板厚),摩擦系数μ=0.2时的前滑值K1?
答:前滑值和中性面位置的关系式:
其中:
d=400mm,h0=3mm,h1=2.1mm,μ=0.2 △h=3-2.1=0.9mm 将数值代入上式:
9、根据拉拔模具不同,有几种拉拔方法?
答:按所用工具方案的不同,将拉拔分为模拔和辊拔。
模拔是工件通过一包含在内的、在拉拔方向上固定的拉拔模具(拉拔模、拉拔环、拉拔孔)拉过。模具的内部被称为拉拔孔。
辊拔是将工件拉过一个由两个或更多个辊子形成的开口。这可被视为一种特殊方法,且主要是当模拔有特有的困难时才具有重要意义
初等塑性理论中的圆片模型能够应用于圆截面的线材和棒材的拉拔过程分析。对于管材拉拔,只有当用内部工具(顶头、芯棒)时才能允许使用圆片模型。
游动顶头(芯棒)模拔 随动芯棒模拔
图 空心件模拔(管材拉拔)
10、给出拉拔力的表达式?并说明拉拔力有几部分组成?
答:拉拔力是为克服拉拔工具中的阻力所需要的力。因为拉拔力作用于拉拔工件的拉出部分,因此不能过高,以免工件损伤甚至断裂。离开拉拔孔之后,不允许再进入塑性状态,因为这会产生不是有意想要的应变。因此,尽可能准确地预先计算拉拔力不仅对设备使用计划具有重要意义,而且对预防拉拔件可能的过载更为重要。 拉拔力表达式: