bB 100 % b lL 100 % l
H
bB b 100 % 100 % B B
b ln B l ln L
相对延伸量
lL l 100 % 100 % L L
变形系数的表示法
轧制时表示各向变形系数的关系式
1

或
1
.
ln 1/η ＋lnω ＋lnμ =0
3)鼓形宽展
• 轧件侧面变成鼓形而造成的展宽量，用ΔB3表示， 此时轧件的最大宽度为 B3 ＝B2＋ΔB3＝B1＋ΔB1＋ΔB2 ＋ΔB3
轧件的总展宽量为: ΔB＝ΔB1 ＋ΔB2 ＋ΔB 3
• 上述宽展的组成及其相互的关系，由下图清楚地 表示出来。
宽展的组成及其相互的关系
4 轧制过程中的纵变形—前滑和后滑
2)提高β的方法
• (1) 改善轧辊或轧件表面状态,以使β升高 • 初轧粗轧在轧辊刻槽焊点滚花等目的均使f升, β升. • 精轧通过立轧高压水去除氧化皮等办法改善轧 件表面状态,使f升, β升. • (2) 合理调节轧制速度 • 利用稳定轧制条件下的剩余摩擦力,采用低速 咬入,高速轧制.
作业
• 已知 某1150轧机钢锭尺寸 880*880/635*635*1400 热轧，该条件下允 许咬入角28°问: • 1)从理论讲,改钢锭如何轧制可使轧件轧一 道次厚度最小,轧后厚度为多大 • 2)求该轧制条件下的最大咬入角和接触弧长.
物理概念
• 根据物理概念: • 摩擦系数可用摩擦角表示，即摩擦角的正 切就是摩擦系数f。 • tgβ=f • 则 tgβ≥tgα • β≥α！！！ • 轧制过程中的咬入条件为摩擦角大于咬入 角， Β=α为临界条件。
咬入的几何意义
α
β
β
α ＝β :临界 态
α
β
α
β ＞α 咬入
β ＜α 不能咬入
当合力R方向沿轧制方向倾斜,实现自然咬入;反之不能咬 入.
4.1轧制时的前滑与后滑
• 前滑与后滑概念的引出及定义 • 1）前滑与后滑概念的引出
金属流动分界线
说明轧件的延伸是被压下金属向轧辊入口和出 口两方向流动的结果
• （1）后滑：轧件进入轧辊的速度υH小于轧辊 在该点处线速度 υ 的水平分量 υcosα,这种现 象叫做后滑。 • （2）前滑：轧件的出口速度 υ 大于轧辊在该 处的线速度υh，这种现象叫做前滑。 • 2）前滑值的定义公式
1）滑动宽展
• 滑动宽展变形金属在轧辊的接触面上，由于产 生相对滑动使轧件宽度增加的量以ΔB1 表示， 展宽后此部分的宽度为 ： • B1 ＝BH＋ΔB1
2）翻平宽展
• 由于接触磨擦阻力，轧件侧面的金属在变形过 程中翻转到接触表面，使轧件的宽度增加，增 加的量以 ΔB 2表示，展宽的后轧件的宽度为 • B 2＝ B 1＋ΔB2＝BH＋ΔB1 ＋ΔB2
• 轧制过程是否能建立，决定于轧件能否被旋转 的轧辊咬入。因此，研究分析轧辊咬入轧件的 条件，具有非常重要的实际意义。
• 1.2.1 咬入条件
• 1) 咬入:依靠回转的轧辊与轧件之间 的摩擦力,轧辊将轧件拖入轧辊之间 的现象。
2) 咬入条件的确定(分析金属刚被咬入时的受力)
α
p
α
α
轧辊受力分析
轧件受力分析
l 式中 μ = —延伸系数 L b .宽展系数 B H 压下系数 h
5)变形区参数
α
B C
D
Δ b/2
Δ h/2
A
• （1）咬入角：α 是 指轧件开始轧入轧辊 时，轧件和轧辊最先 接触的点和轧辊中 心连线与轧辊中心 线所构成的圆心角。
咬入角α与轧辊直径 D和压下量Δh 之间的关系
• 轧制时存在前滑和后滑现象，这种现象使轧件的出辊 速度与轧辊的圆周速度不相一致。 • 这个速度差在轧制过程中并非始终保持不变的，它受 许多因素的影响而变化。 • 连轧机上轧制和周期断面钢材的轧制等都要求确切知 道轧件进出轧辊的实际速度。 那么，轧件的速度与轧辊周速之间存在什么关系呢？ 这就是本节要讨论的问题。
•
确定金属在孔型内轧制时的展宽是十分复杂的，尽管做过大 量的研究工作，但在限制或强迫宽展孔型内金属流动的规律 还不十分清楚。
3、宽展的组成
• 轧辊与轧件接触摩擦 • 变形区几何形状和尺寸的不同 • 使沿接触表面上金属质点的流动轨迹与接 触面附近的区域和远离的区域是不同的。 • 组成： 滑动宽展ΔB1 翻平宽展ΔB2 鼓形宽展ΔB3
α
ψ
α
1.2.3 咬入阶段与稳定轧制阶段的咬入条件比较
• 极限咬入条件 α= β
• 极限稳定咬入条件αy = βy kx
• 令K= αy / α= kx βy / β
• αy =α kx βy / β
• 上式说明 αy 与α差别取决于kx 及βy / β
1.2.4改善咬入的途径
• 1)重要性 • 改善咬入条件是顺利操作增加压下提高生产效率的有效措施. • 2)具体办法
2）轧制过程中基本现象和建立轧制过程的条件
• 在生产实践中遇到不同的轧辊组合方式，但实际上金属 承受压下而产生塑性变形是在一对工作轧辊中进行的。 • 除了一些特殊辊系结构（如行星轧机，Y型轧机）外， 均在一对轧辊间轧制的简单情况。 • 一般都以二辊作为研究轧制过程的开端。
送 料 辊 支 承 辊 工 作 辊 平 整 辊
由咬入条件 α≤β可知: • 凡是使α降低及β增加的因素,均有利于咬入 • (1) 降低α h
arcCos1 D h一定D增加降, D一定h降降.
•实际生产中以带有楔形端咬入后利用稳定轧制阶段剩余摩擦力,实现咬入. •利用外推力将轧件强制推入轧辊中,外力作用使轧件前端被压扁,相当于楔形外 端降低压下量,有利于咬入.

1.3 轧制过程中横变形---宽展 • 1.3.1宽展及其分类 1、宽展与研究宽展的意义 1)宽展:在轧制过程中，当轧件受到压下后， 金属除按最小阻力法则沿纵向延伸外，在 横向也产生变形，称之为横变形。轧制前、 后轧件沿横向尺寸的绝对差值，称为绝对 宽展简称为宽展.
2)研究宽展的意义
• (1)拟订轧制工艺时需要确定轧件宽展. • (2) 孔型轧制中,必须正确地确定宽展的大小，否则不 是孔型充不满，就是过充满. • 由于问题本身的复杂性，到目前为止，还没有一个能 适应多种情况下准确地计算宽展的理论公式。所以在 生产实际中习惯于使用一些经验公式和数据，来适应 各自的具体情况。
• 纵轧：金属在两个旋转方向相反的轧辊之间通过，并 在其间产生塑性变形的过程。 • 横轧 :轧件变形后运动方向与轧辊轴线方向一致 • 斜轧：轧件作螺旋运动，轧件与轧辊轴线非特角
其他分类
根据金属状态分: 热轧、冷轧。 根据外部介质分类: 空气，真空， 惰性气体 轧机工作制度: 可逆 连轧 等
1.2.2 稳定轧制条件
• 在轧件被咬入后,轧辊给轧件压力P合力作用点与摩擦 力T已不作用于开始接触点处,而是向变形区出口方向 移动.
α ψ δ
开始咬入阶段
合力作用点中心角 轧件前端与轧辊轴心连 线夹角
轧件充填辊缝的 过程
稳定轧制阶段
K
x


y


合力作用点系数
y
稳定轧制条件下咬入角 (虚拟的可能值 )
受力分析
α
p
α
α
轧辊受力分析
轧件受力分析
轧件受垂直合力: (使轧件受压变形 )
F
y
T sin p cos (T Pf )
水平合力:
F T cos p sin 当 F 0轧件才可能被咬入 , 完成轧制 .
x x
结论
T sin tg P cos f tg (咬入条件) 说明咬入角的正切等于 轧件与轧辊之间的摩擦 系数
第二章 轧制理论基础
• • • • • • •
1 轧制变形基本概念 2 实现轧制过程的条件 3 轧制过程中的横变形宽展 4 轧制过程中的纵变形――前滑与后滑 5 轧制压力及力矩 6 连轧 7 斜轧
1轧制变形区的概念及轧制变形基本理论
• 1.1轧制过程及分类: • 1) 轧制过程 : 轧件由摩擦力拉进旋转轧辊之间， 受到压缩进行塑性变形的过程，通过轧制使金 属具有一定尺寸、形状和性能。 • 2) 分类 轧制方式按轧件运动分：有纵轧、横轧、斜轧。
箱形孔型轧制自由宽展
2）限制宽展
• 轧制中，被压下的金属与孔型两侧壁接触，孔型的 侧壁限制着金属沿横向自由流动，金属被迫取得孔 型侧边轮廓的形状。 • 此时，轧件得到的宽展不是自由的，除受摩擦力外， 还受到孔型的限制。 • 此外，在斜配孔型内轧制时，宽展可能为负值。 •
3)强迫宽展
• 被压下的金属受轧辊孔型凸峰的切展而强制金属沿横向流动， 使轧件的宽度增加，这种变形叫做强迫度展。 • 在立轧孔内轧制钢轨时是强制宽展的最好例子，如下图所示。 轧制宽扁钢时采用的'切展'孔型也是说明强制宽展的实例。
后滑值
• 如果将前滑式中的分子和分母各乘以轧 制时间 t ，则得
3）前滑值的实验测定 • 如果事先在轧辊 表面上刻出距离 为LH 的两个小坑 则轧制后测量 Lh 即可用实验方 法计算出轧制时 的前滑值。
4.2 前后滑与有关工艺参数的关系
• 1）体积不变定律 • 按秒流量体积相等的条件
l BH BHL bhl L bh
h H h 2 R(1 COS ) D(1 COS )
式中 R ---- 轧辊半径。
α
B C
D
Δ b/2
Δ h/2
A
(2)接触弧长与变形区长
• 根据几何关系，接触弧长s为： s＝Rα • 接触弧之水平投影叫做变形区长度 • 变形区长度的确定(接触弧长与轧制条件有关， 可分为三种情况)