轧制工艺学实验指导书实验一咬入角和摩擦系数的测定

1、轧制工艺学实验指导书实验一咬入角和摩擦系数的测定一、实验基本原理由轧制理论可知，轧件与轧辐接触瞬间轧馄对轧件的作用力 由图可知，轧辘对制件的径向斥力P，还有对轧件的切向摩擦力T。二者互相垂 直，当把P、T分解于X轴方向可得四个分力Px.Py.Tx.Ty。Py、Ty是作用在轧件上之垂直力，因上下轧辘对轧件之垂直作用力大小相 等、方向相反，但与轧件在X轴方向运动无关，仅能使轧件产生塑性变形。Px、Tx是作用在轧件上之水平分力，当TX>PX时使轧件向辎缝中心运动， 咬入就实现了，当TX<PX时，轧件受力推出線逢，因此不能实现咬入。而由力的 分解可知玖的大小除决泄P的大小外，还与a角的人小

2、有关，同理匚 也与a角的 大小有关。根据库仑干摩擦定律有T=fxP式中T：轧辘对轧件的摩擦力：P： 轧辘和轧件之间的径向压力；f：轧馄和轧件之间的糜擦系数。将T、P分解成X、Y轴方向，可得Tx =TxCosa, Px= PxSina。由前TX>PX可 实现咬入，将上述二式代入，并经简化 可得： fxP Cosa> PxSina/. f>Tana令f= Ta叩 则Ta叩>Tana/. p>a（a：咬入角，p：摩擦角） 利用逐渐抬馄法即可测出咬入角大小， 也可算出摩擦角的大小，从而求出摩擦 系数值。当轧辘进入稳定状态时，轧轮 对轧件彳仝向床力合力作用点移动到1/2 处

3、，则这时的咬入条件，可按上述同样方法导出为：P>a/2 利用上述基本原理可以用实验方法测咬入角，咬入角与摩擦角Z间的关系，以及 摩擦系数的测定。二、实验目的:用实验方法验证咬入时、稳定轧制时的基本理论。三、实验所用设备、工具、式样：实验轧机、游标卡尺、铅、铝矩形试样，铝的 锲形试样。四、实验方法及步骤：1粘:确测暈试样尺寸，铅、铝矩形试样的长、宽、岛，测三点取其平均值。2把轧银斥靠并把轧件送到轧辘前，然后逐渐提升上辘，这样h增加、咬入角减 少，最后达到轧件开始振动，I乞至轧辘愈來愈激烈地咬住轧件，使轧件最后咬 入，反复进行多次试验，但每次可采用不同的润滑剂及有无推力进行。3. 测最轧制后

4、轧件儿何尺寸(长、宽、髙)，并记录在表中，然后按a=arc Cos(l -Ah/D), Tan a,求得不同条件下的咬入角、摩擦角及摩擦系数。4将轧僱馄逢调节成小T 2nmi,馄而和锲形轧件表而均匀地涂上蒐麻汕，将轧件 轧入，待卡住时断开电机电源，将轧辘抬起测量轧后轧件变形后的变形区的尺 寸，测就轧后轧件的长、宽、高，并记录与表中。5.计算出咬入、角摩擦角填丁表中。测量轧后轧件H、h根据公式:a=arc Cos(lAh/D)求出a,从而由稳定轧制过程咬入角和摩擦角的关 系：p>a/2,求得摩擦角，进而求出摩擦系数大小。讨论：1.外力对咬入过程有无影响？为什么？2. 润滑剂对咬入角大小有无

5、影响？为什么？3. 用最大咬入角法、锲形试件法测最摩擦系数有何不同？各冇何优缺点?表：实验结果及计算表试件号材料实验条件H (mm )h ( mm )All (mm)af1铅干辐无推力2铅干辘有推力3铝干辗无推力4铝干辘冇推力5铅机汕润滑有推力6铅机油润滑无推力0实验二 宽展及其影响因素一、实验原理:宽展是轧制过程中出现的一种变形形式，他反映了轧件横向变 形的大小，由于轧制品种（金属性质）、轧制时床下最的大小、轧辘苴径、轧件 宽度、外摩擦条件、轧制道次不同，宽展的大小也是不相同的.正确的估计上述 各种因素对宽展大小的影响是非常重要的，匸确估计宽展MHiK确确定轧制所用 坯料或钢锭尺寸、降低轧后

6、产品的切边最，提高金屈的成材率，降低金属消耗。二、实验目的研究平辘轧制时轧件金屈性质不同、轧制时床下最大小、轧件原 始宽度、轧制时外摩擦条件、轧制道次对宽展的影响并与理论计算公式计算值进 行比较，得出各公试的准确程度。三、实验所用设备、工具、试样二轻冷轧机、游标卡尺、外径千分尺 试样分为下述儿组：1 研究轧件原始宽度对轧后宽度的影响试样尺寸HxBxL : 4x5x100、4x10x100.4x20x100、 4x40x100、 4x75x100、 4x100x1002各种不同材质的轧件对轧后宽度的影响试样尺寸：4x100x100,材质为：铅、 铝、铜。3. 床下最大小、外摩擦、轧制道次对轧后宽

7、度的影响试样尺寸：10x50x100铅试 样。四、实验方法1梢确测定各种试样的儿何尺、H、B、L,宽度耍测最头、中、尾尺、J后取平均 值。2. 将轧辘辘缝调到2mm左右。3将第一组试样一次轧成，测最其轧后H、B,测量时也应测头、中、尾尺寸后 取平均值填于表中。4. 将轧辗規缝调到2mm左右。5. 将4x100x100的铅、铝、铜试样一次轧成，测帚:其轧后H、B,测量时也应测 头、中、尾尺寸后取平均值填于表2中（做本试验时应第一次轧铝试样，轧后 再相应调整辘缝，最后轧铅试样，总之尽量使三种试样轧后厚相同）。6. 第三组试验取10x50x100铅试样三块，测定其儿何尺寸H、B、Lo分别给予10%、

8、30%、 50%压下最轧制，然后测定轧制后试样的儿何尺寸h、b、1,计算宽展帚:大小，数 据填入表3中。（2）取10x50x100铅试样若干块，分别在无润滑、机油润滑、黄油润滑、龍麻 油润滑条件下，给予20%的用下竄进行轧制，然后测定轧制后试样的儿何尺寸 h、b、1,计算宽展量大小，数据填入表4中。(3)取10x50x100铅试样两块，一次给予50%的压下虞进行轧制，测定轧制后 试样的儿何尺寸h、b、1,计算宽展量大小;分五道次轧制每次压下量1mm,分 别测出每道次轧后轧件的儿何尺寸hl、bl、11 , h2、b2、12 ,.计算宽展量大小，并测出当总压下量为50%时的宽展，二者进行比较，数据

9、填入 表5中。讨论：表中11栏AB/B：相对宽展12栏：用艾克隆达公式计算宽展：B=4nr(H-Hi) 2(1/Bi) 2+Bi2-4ml(H-h) -2m(H-Hi)l/Bi1/2m= (1.6P1.2Ah) /(H-Hi)l=(RAh)lz20.8(1.05-0.00051)t：轧件温度°C表123456789101±2131道次HAhHHIhL1BbAb=BlbYb/BAbi2312312323456表2123456789o111±21314试样HAh=HlhL1BbAb=BlbYb/BAb/B*Abi铜铝铅表31234567891011121314试H &

10、gt;L1Bb c > IIP c > c >误差表1234567891011121314试 样 号润滑 剂种 类HhL1Bb¥ b误 差123123456789101112131415试 样 号道次HhL1Bb>pII b>误差1110912981ss.o10o8o6o4o2o样 号110921073105根据上述表中实测的数据与理论公式计算的宽展量误差比较，在哪一种情况 下用哪一个公式绘止确？实验3前滑的测定及用前滑法测定摩擦系数一、实验原理 轧制时，轧件高度方向受床缩的一部分金屈，一部分向纵向流动, 一部分线横向流动，向纵向流动的金屈形成延伸，它以

11、中性面为分界线，向前后 流动，因而轧制时轧件进入轮缝的速度小r该处轧辘闘周线速度的水平分最，而 轧件出口速度大r该处轧辘圆周速度，形成轧制过程的前、后滑。根据上述定义, 可把前滑表达为：Sh=(Vh-V)/V% Sh：前滑值 Vh：轧件出轧辘的速度V：轧辘线速度如果将上式分子分母均乘以t,则得：Sh= (Vht-Vt)/Vt%=(Lh-LH)/LH% 如果事先在轧辘表面上相跖Lh (在一个圆周上)刻两个小坑而轧后在轧件 上将形成刻痕距离为S的两个凸包，这样就可以按上式计算出前滑值，也可以 用我们在轧制理论中学过的理论公式进行计算Si Rf/11 y：中性角R：轧辘半径h：轧后轧件厚度7=a/2

12、 (l-a/2p) a：咬入角 卩：摩擦角f=tanp=p (卩很小)f= a2/2 (a-2 y)由于尸(Shh/R) 1/2所以 f=a?/2a-2 (Shh/R) 1Z2Lh：轧后轧件表面刻痕距离a=arcCos(l-Ah /D)这样就可以利用前滑法测定摩擦系数值。二、实验目的用刻痕法测定前滑值，并观察润滑条件、变形程度大小对前滑值 的影响；验证用前滑法测定摩擦系数的实用性。三、实验所用设备、工具、试样 二辘冷轧机、游标卡尺n500mm钢尺5x40x500mm 铅试样。四、实验方法1 在二辗冷轧机轧辘表面上用冲子冲一对距离为200mm小坑。2将铅试样进行轧制，共轧5道次，每次压下量为0.7mmo3. 共轧3块试样，一块是干辘