軋制過程的基本概念(文件)
【正文】 單、最基本的理想軋制過程模型的分析，可以了解軋制時所發(fā)生的運動學(xué)、變形、力學(xué)以及咬入條件，說明軋制的基本現(xiàn)象，看到軋制過程的矛盾，說明軋制的基本現(xiàn)象，看到軋制過程的矛盾，而建立軋制過程的基本概念。我們曾用綜合測量裝置對此問題進行實驗研究。圖14?12 印痕法測金屬滑動路程圖14?11 綜合測力裝置綜合測力裝置如圖14?11所示，在軋輥1上鉆以直徑d0之小孔，其內(nèi)配置直徑為d之針式測力儀2，二者之間有微小空隙（△= d0?d），針式測力儀之另一端由膜式支點3固定，這樣裝置可容許測力儀2在切力影響下作微小擺動，在其上裝置有四個螺釘5固定的筒轉(zhuǎn)換器8，單位壓力由測力計2經(jīng)滾珠、心棒傳至轉(zhuǎn)換器8，因為支點3為薄膜式，可容許測力計上下稍作移動，以傳遞單位壓力?？上攵?，在軋輥表面上如在一系列等矩螺旋線上按一定距離刻孔，可能給出金屬在變形區(qū)滑動路程的清晰景象（圖14?12）。在這種情況下，單位壓力沿接觸弧的分布曲線有明顯的峰值，而且，壓下量越大，單位壓力越高，且峰值越尖，尖峰向軋件出口方向移動（圖14?13）。其次分析第三種軋制情況。ε約為15％。下面就來推導(dǎo)理想滑動方程式。三種典型軋制情況之運動學(xué)特征分別示于圖14－18的a、b、c中。由第一種軋制情況，軋件沿軋輥表面產(chǎn)生滑動過渡到第三種情況，軋件與軋輥表面產(chǎn)生粘著。實驗室所揭示的軋制力學(xué)、運動學(xué)與變形特征也與生產(chǎn)實踐中所記錄的軋制參數(shù)相一致。正是因為這些因素作用的差異性，出現(xiàn)了各種軋制工藝，使各軋制工藝具有特殊性。熱軋時不能施加大張力，而冷軋則相反，沒有張力是難以實現(xiàn)冷軋的。26。如沿接觸弧軋制壓力不變的假設(shè)實際情況下是不存在的。但是熱軋要考慮變形溫度與速度的影響，而冷軋中加工硬化影響更為重要。有上面研究不難得出如下結(jié)論：（1） 根據(jù)ε和H/D因素，使軋制過程分為三種典型軋制情況，具有明顯的力學(xué)、運動學(xué)和變形特征。圖14?20 軋制方坯時的平均單位壓力圖14?19 三種典型軋制情況之力學(xué)、運動學(xué)和變形特征第一、第三種軋制情況，單位壓力較高，前者峰值靠近出口處，后者峰值近入口處，第二種軋制情況下單位壓力最小，而且沒有明顯峰值。根據(jù)上面實驗的分析，可知ε和H/D說明軋件尺寸的影響的有三種典型軋制情況，它們的變形特征、運動學(xué)特征和力學(xué)特征具有明顯的規(guī)律性（圖14－19），對這些規(guī)律可用前面所學(xué)理論進行解釋（讀者自做）。式中 ——軋輥表面瞬時移動路程；——于軋輥相應(yīng)接觸點處的金屬質(zhì)點瞬時移動路程；——接觸弧內(nèi)任一角度；——中性角；，——相應(yīng)θ及γ角處的軋件高度；——軋輥半徑；——金屬質(zhì)點在瞬間相對軋輥表面之滑動。圖14?16 第二種情況p、t分布曲線圖14?15 第三種情況p、t分布曲線2）運動學(xué)及變形特征 在研究金屬表面質(zhì)點對工具表面之相對運動時，常常提出或規(guī)定各種標(biāo)志運動學(xué)特征的參數(shù)，以使研究方便。這一類軋制過程的單位壓力也具有明顯的特征（圖14?15），曲線在變形區(qū)入口處具有很高的峰值，向著出口方向急劇降低。但由上面實驗結(jié)果看出，這些假設(shè)與實際有很大差別。試件尺寸如表14?1所示。該裝置可在同一單元面積上同時測出所有軋制單位壓力P和單位摩擦力tx、ty之值，并具有共點性，整理數(shù)據(jù)簡易，是一種較好的綜合測量裝置。同時還測量了金屬質(zhì)點沿軋輥表面的相對流動及變形情況。根據(jù)實驗表明，對同一金屬在相同的溫度—速度條件下，決定軋制過程本質(zhì)的主要因素是軋件和軋輥的尺寸。（4） 做為變形工具的軋機也不可能是絕對剛性的，它要產(chǎn)生彈性變形。當(dāng)然，上面的分析僅僅是在一個極其簡化的理想的軋制過程基礎(chǔ)上進行的。而當(dāng)冷軋薄板時，表面質(zhì)量成為主要矛盾時，則采用潤滑劑來降低摩擦，改善表面質(zhì)量，同時降低力、能消耗。軋輥作用軋件以力使其不變形，而軋件同樣給軋輥以相反的力。根據(jù)力平衡條件，在無外力作用下，軋制作用力的水平分量之和為零，即如圖14?10所示 （14?22）式中 ——后滑區(qū)水平摩擦力之和；——正壓力的水平分量之和；——前滑區(qū)水平摩擦力之和。設(shè)上圖中的單位壓力及單位摩擦力沿接觸弧其值不變，在前滑區(qū)和后滑區(qū)內(nèi)任一點上力的作用情況在圖中已經(jīng)表示出來。如以公式表達，則…… （14?21）式中 、——軋件軋后寬度、高度和速度；——秒流量體積；——常數(shù)下角標(biāo)2……——連軋機座號為了討論軋件與軋輥接觸區(qū)間力的作用情況，首先研究接觸區(qū)內(nèi)任一微分弧長上作用之力（圖14?9），它與軋制中心線之夾角為，在其上作用著正壓力及摩擦力。顯然，在這種情況下，根據(jù)體積不變條件，軋件在前滑區(qū)相對于軋輥來說，超前于軋輥，而且在出口處之速度為最大，在后滑區(qū)落后于軋輥，并在入口處之速度為最小，在
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