金属塑型加工学教学课件PPT.ppt

平直中浪边浪 带钢实际平直度照片 2 假设某圆柱体，心部受 拉应力，力图缩短，表 面受压，力图伸长。 该圆柱体存在 残余应力，但 未变形。 某圆柱体切削后的变形。 切削前 问题讨论 产生畸变（ 变形） 2 在750/10501700mm热轧机上，轧制Q235普碳钢， 某道次轧制温度为1000，轧件轧制前厚度H=65mm， 轧后厚度h=42mm，板宽B=1200mm，轧制速度v=2m/s 。应力状态系数， 计算轧制力， (变形抗力曲线如下图，忽略宽展）。 有的曲线是在一定变形程度下制作的。因此由图查得的 结果，再乘上压下率影响的修正系数 例题 变形速度、变形程度和变形温度共同影响的综合关 系式 影响轧件应力状态特性的因素 有外摩擦力 外端及张力等 可写成下式: q考虑轧件宽度影响的应力状态系数、外摩擦影响的 系数、外端影响的系数、张力影响的系数。 q 根据以上所述轧制平均单位压力可用下列公式 的一般形式表示: 表明确定轧 辊的总压力 ，需求接触 面积，应力 状态系数及 变形抗力。 5.5.4平均单位压力计算 1)计算平均单位压力的采里柯夫公式 下面主要讨论应力状态系数的确定 (1)外摩擦影响系数的 确定 采里柯夫对接触表面摩擦规律按全滑动考虑。 导出外摩擦影响的单位压力分布方程。可作为 确定外摩擦影响系数的理论依据。 若不考虑外端的影响，则平均单位压力的通式 可写成如下形式： 推导采里柯夫公式有平面变形状态假设，故有 由平均单位定义 代入上式得 根据采里柯夫假设接触弧方程是直线 得 后滑区单位压力前滑区单位压力 上式积分简化得 在中性面上，前滑区和后滑区的单位压 力分布曲线交于一点，单位压力相等。 由此得 将上式代入 公式，得 为计算方便， 该式可绘成图 如下 增压下量， 摩擦系数和 辊径，外摩 擦影响系数 增加 的关系曲线图 (2)外端影响系数的确定 说明：一般轧制薄板的条件下，外端影响可忽略不 计。 在轧制薄板时，计算平均单位压力可取外端影响系 数为1，即不考虑外端的影响。 外端影响系数的确定是比较困难的， 外端对单位压力的影响复杂。 薄轧件轧制 厚轧件轧制 外端使轧件的表面变形引起附加应力使单 位压 力增大，故对于厚件 当 时，可用经验公式计算外端 影响系数，即 孔型中轧制 外端对平均单位压力的影响性质不变，可按下 图上的实验曲线查得 (3)张力影响系数的确定 张力轧制使平均单位压力降低，其降低值比单位 张力的平均值大，而后张力的影响比前张力影响 大。不能单独求出张力影响系数。用简化的方法 考虑张力对平均单位压力的影响，把张力考虑到 K里去，认为张力直接降低了K值。 张力降低平均单位压力原因 张力改变轧制变形区的应力状态，在纵向产生 拉应力，降低金属流动阻力。 张力减小轧辊的弹性压扁。相当于辊径减，接 触弧长减，单位压力降。 张力影响说明 简化张力对平均单位压力的影响方法， 没有考虑张力引起中性面位置的变化。 把张力考虑到K值中去的方法是建立在中 性面位置不变的基础上，在单位张力相 等时，或差别不大，应用才成立。 分析结论： 采里柯夫公式用于热轧薄板和冷轧薄板计算 2）计算平均单位压力的斯通公式 斯通公式考虑了外摩擦、张力和轧辊弹性压 扁的影响 假设: 轧辊的弹性压扁，轧件相当于在两个平板间压缩 忽略宽展的影响 接触表面摩擦规律按全滑动考虑， 根据上述条件，导出斯通单位压力公式如下 斯通平均单位压力公式 上式经积分后，得出斯通平均单位压力公式: 3)计算平均单位压力的RB西姆斯公式 对下式积分后，得出西姆斯平均单位压力公式 简化回归公式 西姆斯简化公式 翁克索夫公式 克林特里公式 志田茂公式 志田茂改进公式 轧制时的应力状态系数轧制时的应力状态系数 SimsSims公式（热轧）公式（热轧） 齐藤公式（轧制钢坯及厚板）齐藤公式（轧制钢坯及厚板） 根据上式作图并 计算相关项之值 便可查出摩擦影 响系数，进而就 可以求出平均单 位压力。 从接触表面摩擦 规律可知，西姆 斯公式适用于热 轧的情况。 4）计算平均单位压力的爱克伦得公式 爱克伦得公式是用于热轧时计算平均单位压力的半 经验公式。其公式为: 式中 m外摩擦对单位压力影响 的系数; 粘性系数; 其中(l+m)是考虑外摩擦的影响， 式中的第二个括号是考虑变形速度对 变形抗力的影响。 5 5）简化的）简化的Bland-FordBland-Ford公式（冷轧）公式（冷轧） 轧辊弹轧辊弹 性压压扁时时平均单单位压压力的确定 （1）用逐渐逼近法确定轧辊弹 性压扁时平均单位压力 计算轧辊无压扁时的接弧长度 据l值，设定一个比l值大一些的压扁弧，把所设定的压扁弧代入平均单位压力 ；根据求解出平均单位压力代入压扁弧公式 公式中或者用图解求出平均单位压力 解出一个压扁弧 （2）斯通图解法 两边同乘 整理后得： 根据斯通平均单位压力公式 压扁弧公式 或 将平均单位压力带入可得 设 设 左边标尺为 右边标尺为 图中S曲线为 斯通平均单位压力公式计算图表 利用弹性压扁接触弧 长公式经数学变换， 可得下式： 按上式可作出图表，根据 具体轧制条件计算出y ,z， 值,两点连成一条直线，直 线与S形曲线的交点即为所 求x. 再根据x值可解出压扁弧长度，代入斯通平均 单位压力公式解出平均单位压力值。 为计算方便，下表给出外摩擦影响系数值。 5.6轧制压力计算举例 5.6.15.6.1采里柯夫平均单位压力计算 解: 采用采里柯夫 平均单位压力计算 公式计算 应力状态影响系数确定 由上计算结果查表得 采里柯夫平均单位压力计算公式可 计算热轧轧制力也可进行冷轧计算 5.6.2 采用斯