塑性加工原理1
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预备知识
一、轧制的不同分类方式 1)按轧制温度不同:热轧、冷轧 2)按轧件与轧辊的相对运动 :
纵轧、横轧、斜轧 3)按成型特点:一般、特殊
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二、纵、横、斜三种轧法的区别
纵轧:二轧辊轴线平行,转向相反,轧件运动 方向与轧辊轴线垂直。
斜轧:轧辊轴线不平行,即在空间交成一个角 度,轧辊转向相同,轧件作螺旋运动。
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最小阻力定律:物体在塑性变形过程中,其质点 总是向着阻力最小的方向流动。 简单轧制过程:轧制时上下辊径相同,转速相等, 轧辊无切槽,均为传动辊,无外加张力或推力,轧 辊为刚性的。
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1.1变形区及主要参数
轧制时轧件在轧辊作用下发生变形的部分。
弹性变形区
弹性恢复区
塑性变形区
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1.1变形区及主要参数
塑性成型(加工)原理
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绪论
一、塑性加工的主要方法 二、当代轧制技术的发展趋势 三、轧制理论的作用及发展 四、本课程的研究对象及目的 五、学习方法
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一、塑性成型(加工)的主要方法 1.塑性成型(加工)的概念
对材料施加一定的外力作用使其产生塑 性变形并获得一定形状、尺寸和性能的产品 的加工方法
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2.金属塑性加工的特点 优点:1)无削加工,节省金属;
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横轧:轧辊轴线平行,但转向相同,轧件仅 绕自身的轴线旋转,没有直线运动。
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三、几个基本概念 轧制过程:靠旋转的轧辊与轧件之间的摩擦力将轧 件拖入辊缝之间,并使之受到压缩产生塑性变形, 获得一定形状、尺寸和性能产品的压力加工过程。
体积不变规律:在塑性加工变形过程中,如果忽 略金属密度的变化,可以认为变形前后金属体积 保持不变。
正是因为运力紧张,运输成本大大增加,以2005年11月份为例, 同样是一吨进口矿,从东南港口运到宝钢是350块钱,运到 武钢是527块钱,而运到包头就达到800多块钱。
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三、轧制理论的作用及发展
1.理论的发展 由第一代变形理论(变形区)——第二代动态理
论(如液压AGC等,把工具与工件联系起来)——第三 代系统分析理论——第四代人工智能理论。
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(4) 锻造:锻锤锤击工件产生压缩变形 A.自由锻:指金属在锻造过程的流动受工具限制不严格。我国行研制的万吨级水压机10
B.模锻:指金属在锻造过程的流动受工具限制严格。 举例:飞机大梁,火箭捆挷环等
万吨级水压机模锻的飞机大梁、火箭捆挷环
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(5) 冲压:金属坯料在冲模之间受压产生分离或变形的加 工方法。
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3)工艺最佳连续化: 如高精度轧制、短流程及连铸连轧、无
头轧制。 4)技管结合一贯化:提高产品质量,减少物流
时间,缩短生产周期,加速资金周转。
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2.带来的问题
1)集约化的结果使各工序的匹配衔接问题变的尖 锐起来。
2)钢材生产工艺流程中的一些特性便显得重要起 来。
3)关注物流。
物流是指物质实体从供应者向需求者的物理移动, 它由一系列创造时间价值和空间价值的经济活动组成, 包括运输、保管、配送、包装、装卸、流通加工及物流 信息处理等多项基本活动,是这些活动的统一。
2)改善组织和性能; 3)产量高,能量消耗少,成本低,适于大 批量生产。
不足:1)对于形状复杂,尺寸精确,表面十分光 洁的产品尚不及切削加工; 2)在成本及形状复杂方面不及铸造; 3)只能用于生产具有塑性的金属。
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3、塑性加工的主要方法 1)按变形温度分类:
热加工:是指再结晶温度以上所完成的压力加工过程。 冷加工:指在再结晶温度以下所完成的压力加工过程。 温加工:介于冷、热加工之间的压力加工过程。
1 变形区概念: 轧件承受轧辊作用,产生塑性变 形的区域。
变形区分: 几何变形区:轧件直接承受轧辊作
用,产生塑性变形的区域。 物理变形区:轧件间接承受轧辊作
用,产生塑性变形的区域。 注意:无特殊说明,今后变形区指的就是几何变形区
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2. 主要参数
咬入角α:轧件最先与轧辊接触的点与轧辊中心点 的连线和轧辊中心线的夹角。 接触弧s(咬入弧):轧制时,轧件与轧辊相接触 的圆弧(弧AB)。 变形区(接触弧)长度l:接触弧的水平投影长度。
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二、当代轧制技术的发展趋势 1.发展趋势
钢材生产的集约化和现代化 1)过程综合柔化性:(适应 小批量、多品种、短交 货期的市场要求) 例如:板带:自由程序轧制;
型钢:无孔型平辊轧制。
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2)机电一体智能化:自动控制和智能控制 自动化是现代化轧钢厂提高产品质量
的最为有效的手段,与人工智能结合控制 是轧制技术发展的新的重要方向。
2.理论的作用 理论来源于实践,反过来指导实践
如孔型系统的形成,连轧理论、斜轧变形特征等。
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四、本课程的研究对象及目的
1)熟悉轧制过程中各种变化现象的变化规律 2)掌握力能参数工程计算法应用 3)为后续课程的学习打下基础
轧制工艺、轧制过程自动控制、轧制设备、 板型理论与厚控、孔型设计、车间设计、毕业设计
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3.各主要参数间相互关系
1)咬入角α: cosα=1- △h /D △h = D(l-cosα)
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2006年我们进口了3.26亿吨矿,实际上只消费了2.8718亿吨,还 有3882万吨矿买进来积压在港口,没有用上。
2009年1-7月份,中国的铁矿石进口量已经达到3.553亿吨,截 至8月7日,港口的铁矿石库存是7329万
吨。 2013年中国的铁矿石进口量已经达到8.19亿吨,港口的铁矿
石库存是8000万吨以上。
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2)按变形方式
(1) 轧制:金属通过旋转的轧辊受到压缩,横断面积 减小,长度增加的过程。
举例:型、板、管、线 等
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(2) 挤压:金属在挤压筒中受推力作用从模孔中流 出而制取所需断面的加工方法。
正挤
反挤
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举例:管、棒、型 其它:异型截面。
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(3)拉拔:是指金属通过固定的具有一定形状的模 孔中拉拔出来,而使金属断面缩小、长度增加的 一种加工方法。
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五、学习方法
1)结合实习、加强理解;在理解的基础上, 掌握。
2)课后及时复习,做到融会贯通。 参考书目: 王廷溥,齐克敏.金属塑性加工学——轧制理论
与工艺.冶金工业出版社
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1 轧制过程基本概念
目的及要求: 1.掌握变形区主要参数及相互关系; 2.掌握咬入条件及改善咬入的途径; 3.熟悉轧制过程变形、运动学、力学条件; 4.熟悉金属在变形区里的流动规律。