【正文】 ?確定溫度影響系數(shù)時，既要有可靠的變形抗力與溫度關(guān)系資料，也要確定金屬熱軋時的實際溫度。39。因而沿高度方向變形、力都不均勻。 ? 注意：式中序號為逆軋制方向，即終道次為 1。39。 ?如軋輥材質(zhì)，表面狀態(tài)，軋件化學成分，軋制溫度和軋制速度等； ?如：軋制溫度對前滑的影響。 ? 當考慮寬展時，實際前滑值將小于上述公式計算結(jié)果。 h h h hHh H H H HF h b hvv F h b h? ? ?xhhxhhx h hxvFvFFFv v v vFF? ????h h hx h h hxxF h hv v v v vF h h? ?? ? ? 中性角 γ的確定 ?中性面：軋件運動速度與軋輥線速度的水平分速度相等的橫斷面。 ?可見，在孔型中軋制時不再是自由寬展，非常復雜。 22hhb R hHf????? ? ? ????? S. 愛克倫得公式 ?式中： ?k1——軋輥材質(zhì)與表面狀態(tài)的影響系數(shù)見表 33； ?k2——軋制速度影響系數(shù)其值見圖 323； ?k3——軋件化學成分影響系數(shù)，見表 32； ?t——軋制溫度， ℃ 。 摩擦系數(shù)的影響 ?其他條件相同時，隨 f↑， Δb↑。 ?① Δh↑， Δb↑。 1ln ln ln2ln lnln ln22ln 2blBLBLblbB??? ? ?????????????? ? ? ? ???? 有接觸摩擦時金屬的寬展與變形區(qū)水平投影的幾何尺寸的關(guān)系 ? (2) 當有接觸摩擦存在時 ?摩擦系數(shù)足夠大時，可根據(jù)最小阻力定律將變形區(qū)分區(qū)。 ?根據(jù)實驗和初步的理論分析，它們之間有一些定性關(guān)系。 寬展分類 ? 自由寬展 ? 限制寬展 ? 強迫寬展 自由寬展 ?坯料在軋制過程中，被壓下的金屬體積其金屬質(zhì)點在橫向移動時，具有沿垂直于軋制方向朝兩側(cè)自由移動的可能性，此時金屬流動除受接觸摩擦的影響外，不受其他任何的阻礙和限制，如孔型側(cè)壁、立輥等，結(jié)果明確地表現(xiàn)出軋件寬度上線尺寸的增加，這種情況稱為 自由寬展 。 ? (2) 減小壓下量 Δh ?由 Δh=Hh可知，可通過降低軋件開始高度 H或提高軋后的高度 h，來降低 α，以改善咬入條件。 ?在填充輥縫階段，隨軋件前端在輥縫中前進，軋件與軋輥的接觸面積增大，合力作用點向出口方向移動，由于合力作用點一定在咬入弧上，所以 Kx恒大于 1。 ?Nx=Nsinα ?Tx=Tcosα=Nfcosα ?f為摩擦系數(shù) 咬入條件 ?自然咬入 ：在沒有附加外力作用條件下實現(xiàn)的咬入。 ? 1)當壓下率 ε% 在 %~%的范圍內(nèi)， l/h在~，軋件中心層的變形比表面層的變形??； ? 2)當壓下率等于 %和 %， l/h等于 時，軋件中心層的變形比表面層的變形大。 ?軋制變形區(qū)可分成 變形過渡區(qū) 、 前滑區(qū) 、 后滑區(qū) 和 粘著區(qū) 。 接觸弧長度 (l) (3)軋輥和軋件產(chǎn)生彈性壓縮時接觸弧的長度 ?此時接觸弧長度為： ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ?2239。 ?由于生產(chǎn)實踐中所使用的軋機結(jié)構(gòu)形式多樣，理想的簡單軋制過程很難找到。 咬入角 (α) ?變形區(qū)內(nèi)任一斷面高度 hx求法： ? ?? ?? ? ? ?? ?1 c os1 c os 1 c osc os c osx x xxxxxh h h D hOrh H h hH D DHD?????? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?????? ? ? 接觸弧長度 (l) ?接觸弧長度 ：軋件與軋輥相接觸的圓弧的水平投影長度，也叫 咬入弧長度 、 變形區(qū)長度 。 ?相對壓下量 (壓下率 )： ?相對寬展量 (寬展率 )： ?相對延伸量 (延伸率 )： ?相對變形只能近似地反映變形的大小，不能反映變形的過程積累。 ? 2)曲線 1與 2的交點是臨界面的位置，在這個面上金屬變形和流動速度是均勻的。 沿軋件寬度方向上的流動規(guī)律 ?事實證明，張應力的存在引起寬展下降。 穩(wěn)定軋制條件 ?軋件被軋輥咬入后，將經(jīng)歷充填輥縫到穩(wěn)定軋制的變化。 ?(2) 咬入時軋件與軋輥接觸和沖擊，易使軋件端部的氧化鐵皮脫落，所以摩擦系數(shù)較高。 ? 軋制中的寬展可能是希望的，也可能是不希望的。由于孔型側(cè)壁的限制作用，使橫向移動體積減小，故所形成的寬展小于自由寬展。這種假說主要以均勻變形和外區(qū)作用作為理論的基礎(chǔ)。 2l n l n 1 l n22l n l nln22BBbBLLBBlL? ? ??????? ???? ? ? ? ???? ?? ???????????? ???? 有接觸摩擦時金屬的寬展與變形區(qū)水平投影的幾何尺寸的關(guān)系 ?②當 BL時 ?將上述 B與 L對換， lnβ與 lnμ對換 ?可見： ?1) 與無摩擦相比， Δb和 lnβ減小，而 Δl和 lnμ增大。而 Δh=C時，隨 Δh/H↑， Δb↑速度慢。 ? (2) 軋制速度的影響 ?v↑， f↓， Δb↓。 hb c R hH?? ? ? 在孔型中軋制時寬展特點及其簡化計算方法 ? 在孔型中軋制時寬展特點 ? 在孔型中軋制時計算寬展的簡化方法 在孔型中軋制時寬展特點 ? 沿軋件的寬度上壓縮不均勻 ? 孔型側(cè)壁斜度的影響作用 ? 軋件與軋輥接觸的非同時性使變形區(qū)長度沿軋件寬度是變化的 ? 軋制時速度差對寬展的影響 沿軋件的寬度上壓縮不均勻 ?軋件沿寬度上高向變形不均勻，但受軋件整體性限制，軋件將獲得一平均延伸系數(shù) ?故在變形區(qū)中可能存在 3種區(qū)域： ? 區(qū)域，此區(qū)域?qū)捳瓜В瞧矫孀冃螤顟B(tài)。 ?前滑現(xiàn)象 ：在軋制過程中，軋件出口速度 vh大于軋輥在該處的線速度 v，即 vhv的現(xiàn)象稱為前滑現(xiàn)象。 ? 求中性角 γ的最大值： ? 即當 α=f≈β，即咬入角等于摩擦角時，中性角 γ有極大值。 222hDSRhh???? 軋件寬度的影響 ?軋件寬度較小時，隨寬度增加前滑亦增加；但軋件寬度大于一定值時，寬度再增加時，其前滑值則為一定值。 ?在工程計算中為了粗略估計孔型軋制時軋件的出輥速度，很多人采用平均高度法，把孔型和來料化為矩形斷面，然后按平輥軋矩形斷面軋件的方法來確定軋輥的平均速度和平均前滑值。 ?在孔型中軋制時，前滑值常取平均值： 1 1 2 2121 1 2 2121 1 1 2 2 2121239。 1212122 3 12 3 1nnnnnCSC S C SK K KC S C S C S ??? ? ?11iii iiCSKCS ??? 堆拉系數(shù) ?得考慮堆拉后的連軋關(guān)系： 1 2 2 3 11 1 2 2 2 3 11 2 3 11 1 2 1 2 3 1 2 1,nnn n nnnnC S K C S C S K C S C S K C SC S K C S K K C S K K K C S????? ? ?? ? ? ? 堆拉率 ?堆拉率是堆鋼或拉鋼的另一表示方法，也是常采用的方法。 ?影響軋件機械性能 (即簡單拉、壓條件下的 實際變形抗力 ζθ)的因素有：金屬的本性、溫度、變形程度和變形速度： ?影響軋件應力狀態(tài)特性的因素有：軋件寬度，外摩擦力，外端及張力等。 ? (1) 菱形件進菱形孔 ? (2) 方形件進橢圓孔 ?扁橢圓 ?圓橢圓 ? (3) 橢圓件進方形孔 ? (4) 橢圓件進圓形孔 hH FFh Bb? ? ?? ? ? ? ~ H h? ? ? H h? ? ? h? ? ? ? ? ? ~ ~ H h? ? H h? ? ? 孔型中軋制時的接觸面積 ?對與延伸孔型 ? (1) 由橢圓軋成方形 ? (2) 由方形軋成橢圓形 ? (3) 由菱形軋成菱形或方形 ?式中： ?H， h——在孔型中央位置的軋制前、后的軋件斷面高度； ?B， b——軋制前、后的軋件斷面的最大寬度； ?R——孔型中央位置的軋輥半徑。 變形速度的影響 ?用 變形速度影響系數(shù) nu表示。 ?近年來由于熱變形模擬試驗機的出現(xiàn)，為各種狀態(tài)下的 ζs的測定提供了有利條件。39。 計算單位壓力的卡爾曼微分方程與采利柯夫解 ? 卡爾曼假設(shè)： ?(1) 變形區(qū)橫斷面上流動速度、應力及變形均勻分布； ?(2) 接觸摩擦系數(shù)為常數(shù)； ?(3) 忽略寬展； ?(4) 忽略軋輥及軋件彈性變形； ?(5) 沿寬度方向單位壓力均勻分布； ?(6) 金屬的平面變形抗力為 K=； ?(7) 為平面變形。 ?拉鋼軋制 ：前道軋制秒流量小于后道軋制秒流量。 1 1 2 2 nnF V F V F V? ? ? 連軋關(guān)系和連軋常數(shù) ?為簡化： ?設(shè)： ?則： ?連軋常數(shù) ：連軋時，軋件在各機架軋制時的秒流量相等，即為一常數(shù)，此常數(shù)稱為連軋常數(shù)。 ?因為輥徑增大時，隨軋輥線速度增加，摩擦系數(shù)降低，剩余摩擦力有所減??； ?且輥徑增大時，變形區(qū)長度增加，縱向阻力增大，延伸減少； ?這兩個因素共同作用，使前滑值增加得較為緩慢。； ?曲線 2 Sh=f(D)， h=20mm， γ=5186。 ? ? ? ?? ?? ?11/111c os c os11 c oshhH H h h H hHh h H hhHHhHFvF v F v v vFvv v S v SvSvSvvSS???????? ? ?? ? ? ??? ? ? ???? 軋件在變形區(qū)內(nèi)各不同斷面上的運動速度 ? 軋制過程中，軋件在變形區(qū)中高度逐漸減小，根據(jù)體積不變條件，變形區(qū)內(nèi)各質(zhì)點運動速度不同。 ? ?c os si nz z zW N T N f ??? ? ? ?? ?c os si nz z zT N N f? ? ? ? 軋件與軋輥接觸的非同時性使變形區(qū)長度沿軋件寬度是變化的 ?接觸順序： A→B→C ? (1) A→B：接觸壓縮小，延伸困難，造成局部寬展。 ? (5) 軋輥的化學成分對的影響 ?鋼軋輥比鑄鐵輥 Δb大。 ?且到一定程度后 Δh增加超過 Δb/增加， Δb/Δh反而會下降。 xGyWKW? 軋輥形狀的影響 ?設(shè)在 I區(qū)壓力分布均勻，其合力將作用于 1222si n si n c os c os22c os si n122c os si n22,I I Ix x x yIIxI xG II I I I I IxxIIIG IIGW T P W TTPKTP P P T T P fP f PKP f fhhfDDKfD? ? ? ???? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ????? ? ?? ? ?????? ? ? ??????? ? ???? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?????????? 軋輥形狀的影響 ?將此函數(shù)關(guān)系繪成圖。但是它能定性地描述寬展發(fā)生時變形區(qū)內(nèi)金屬質(zhì)點流動的總趨勢，便于說明寬展現(xiàn)象的性質(zhì)和作為計算寬展的根據(jù)。 ?翻平寬展 ：由于接觸摩擦阻力的作用，使軋件側(cè)面的金屬，在變形過程中翻轉(zhuǎn)到接觸表面上，使軋件增加的寬展量。 ?計算寬展 ：用各種模型公式計算估計的寬展。一般是： ?熱軋時，由于溫度和氧化鐵皮的影響，使摩擦系數(shù)顯著的降低，所以 K值較冷軋時為小，一般是： ? 以上說明 ?穩(wěn)定軋制階段的最大允許咬入角比開始咬入時的最大允許咬入角大； ?相應地，穩(wěn)定軋制階段的最大允許的壓下量比咬入時的最大允許壓下量大數(shù)倍。 穩(wěn)定軋制條件 ?設(shè)： 合力作用點系數(shù) ?則 ?穩(wěn)定軋制階段 ?TxNx， Tx=Tcosθ=Nfycosθ， Nx=Nsinθ ?此即 穩(wěn)定軋制條件 xK??? 1xxKK????=