軋制過程的基本概念(編輯修改稿)
2025-08-19 19:51 本頁面
【文章內容簡介】 形狀沿軋制方向是圓弧面，沿寬度方向為平面工具，而變形區(qū)長度l一般總小于軋件寬度B，所以沿軋制方向受較小的阻力使金屬向寬度方向流動少，向延伸方向流的多。圖14?7 金屬變形圖示當金屬由軋前高度H軋到軋后高度h時，由于進入變形區(qū)高度逐漸減小，根據體積不變條件，變形區(qū)內金屬全部質點運動速度不可能一樣。各金屬質點之間以及金屬表面質點與工具表面質點之間就可能產生相對運動。設軋件無寬展，且軋件沿每一高度斷面上質點變形均勻，其運動之水平速度一樣（圖14?8）。顯然，在這種情況下，根據體積不變條件，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，在中性面上軋件與軋輥的水平速度相等，并以表示之。由此得出 （14?16）而且軋件出口速度大于軋輥圓周速度，即 （14?17）軋件入口速度小于軋輥水平速度，在入口處軋輥水平分速度為，則 （14?18）中性面處軋件之水平速度與此處軋輥之水平速度相等，它等于 （14?19）圖14?10 水平軋制力平衡圖圖14?9 軋制力學圖示圖14?8 軋制過程速度圖示變形區(qū)任意一點軋件的水平速度可以用體積不變條件計算，如果忽略寬展，就可得出下式 （14?20）式中 、——變形區(qū)內任一點處軋件斷面高度及其水平速度；——中性面處軋件高度。研究軋制運動學條件有很大的實際意義。例如在連續(xù)式軋機上，如欲保持兩機架間張力不變，很重要的條件就是要維持前機架軋件出口速度和后機架軋件入口速度相等并保持不變，這也就是通常稱之為“秒流量體積不變”條件。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。摩擦力的作用方向取決于該微分長度在變形區(qū)中的位置。在后滑區(qū)其作用方向與前滑區(qū)者相反。如摩擦力遵守阿蒙頓—庫倫定律，根據（14?10）式可寫為式中 ——軋制單位壓力；——單位摩擦力。設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)內任一點上力的作用情況在圖中已經表示出來。例如在后滑區(qū)，與可用合力表示之，如把分解為水平分量，垂直分量，那么顯然，之水平分量起著把軋件拉入軋輥的作用，而其垂直分量則壓縮金屬使之產生塑性變形。當軋件咬入，完全進行變形區(qū)時根據沿接觸區(qū)p及t之值不變的假設，則p之合力P作用在接觸弧的中點即α/2處。而摩擦力之合力因在前滑、后滑區(qū)之方向不同，應分別用T2和T1（圖14?10）。根據力平衡條件，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。根據上面p、t沿接觸弧均勻分布的假設，則 （14?23） （14?24） （14?25）將上式代入（14?22），并簡化整理，令，，得出或 （14?26）上式即為и?M?巴甫洛夫等導出的三個特征角（α、β、γ）間的關系式。總之，軋制過程中，軋件在軋輥作用下發(fā)生塑性變形，而軋輥發(fā)生彈性變形（軋輥彈性變形問題在后面討論）。同時，軋件與軋輥表面之間以及軋件內部各質點之間發(fā)生相對運動。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。上面所述的運動學、變形和力學條件三個方面是相互共存和互為因果的，加上咬入條件我們稱它們?yōu)檐堉频乃膫€條件，它描述了軋制時的基本現(xiàn)象。上邊的初步分析，已經揭示了軋制過程的內在矛盾：如欲加大壓下量以提高軋機生產能力，根據軋入條件則應增加摩擦，但由于金屬質點與軋輥表面有相對滑動，摩擦的增加導致軋輥的磨損，使軋件表面質量變壞，而且增加了力、能消耗。為了解決這一矛盾，在開坯軋機，
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