金屬塑型加工學(xué)課件

平直中浪邊浪帶鋼實(shí)際平直度照片平直中浪邊浪帶鋼實(shí)際平直度照片2假設(shè)某圓柱體，心部受拉應(yīng)力，力圖縮短，表面受壓，力圖伸長。該圓柱體存在殘余應(yīng)力，但未變形。某圓柱體切削后的變形。切削前問題討論產(chǎn)生畸變（變形）2假設(shè)某圓柱體，心部受拉應(yīng)力，力圖縮短，表面受壓，力圖伸長。2在φ750/φ1050×1700mm熱軋機(jī)上，軋制Q235普碳鋼，某道次軋制溫度為1000℃，軋件軋制前厚度H=65mm，軋后厚度h=42mm，板寬B=1200mm，軋制速度v=2m/s。應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)，計(jì)算軋制力，(變形抗力曲線如下圖，忽略寬展）。2在φ750/φ1050×1700mm熱軋機(jī)上，軋制Q23

有的曲線是在一定變形程度下制作的。因此由圖查得的結(jié)果，再乘上壓下率影響的修正系數(shù)

例題例題變形速度、變形程度和變形溫度共同影響的綜合關(guān)系式變形速度、變形程度和變形溫度共同影響的綜合關(guān)系式影響軋件應(yīng)力狀態(tài)特性的因素有外摩擦力外端及張力等可寫成下式:考慮軋件寬度影響的應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)、外摩擦影響的系數(shù)、外端影響的系數(shù)、張力影響的系數(shù)。

根據(jù)以上所述軋制平均單位壓力可用下列公式的一般形式表示:表明確定軋輥的總壓力，需求接觸面積，應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)及變形抗力。影響軋件應(yīng)力狀態(tài)特性的因素有外摩擦力考慮軋件寬度影響的應(yīng)力狀5.5.4平均單位壓力計(jì)算1)計(jì)算平均單位壓力的采里柯夫公式下面主要討論應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)的確定5.5.4平均單位壓力計(jì)算1)計(jì)算平均單位壓力的采里柯夫公式

(1)外摩擦影響系數(shù)的確定采里柯夫?qū)佑|表面摩擦規(guī)律按全滑動(dòng)考慮。導(dǎo)出外摩擦影響的單位壓力分布方程?？勺鳛榇_定外摩擦影響系數(shù)的理論依據(jù)。若不考慮外端的影響，則平均單位壓力的通式可寫成如下形式：推導(dǎo)采里柯夫公式有平面變形狀態(tài)假設(shè)，故有(1)外摩擦影響系數(shù)的確定采里柯夫?qū)佑|表面摩由平均單位定義代入上式得根據(jù)采里柯夫假設(shè)接觸弧方程是直線得后滑區(qū)單位壓力前滑區(qū)單位壓力上式積分簡化得由平均單位定義代入上式在中性面上，前滑區(qū)和后滑區(qū)的單位壓力分布曲線交于一點(diǎn)，單位壓力相等。由此得將上式代入公式，得為計(jì)算方便，該式可繪成圖如下在中性面上，前滑區(qū)和后滑區(qū)的單位壓力分布曲線交于一點(diǎn)，單位壓增壓下量，摩擦系數(shù)和輥徑，外摩擦影響系數(shù)增加

的關(guān)系曲線圖增壓下量，摩擦系數(shù)和輥徑，外摩擦影響系數(shù)增加的關(guān)(2)外端影響系數(shù)的確定說明：一般軋制薄板的條件下，外端影響可忽略不計(jì)。在軋制薄板時(shí)，計(jì)算平均單位壓力可取外端影響系數(shù)為1，即不考慮外端的影響。外端影響系數(shù)的確定是比較困難的，外端對單位壓力的影響復(fù)雜。薄軋件軋制(2)外端影響系數(shù)的確定說明：一般軋制薄板的條件下，外端影響厚軋件軋制外端使軋件的表面變形引起附加應(yīng)力使單位壓力增大，故對于厚件當(dāng)時(shí)，可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算外端影響系數(shù)，即厚軋件軋制外端使軋件的表面變形引起附加應(yīng)力使單位壓孔型中軋制外端對平均單位壓力的影響性質(zhì)不變，可按下圖上的實(shí)驗(yàn)曲線查得孔型中軋制外端對平均單位壓力的影響性質(zhì)不變，可按下圖上的實(shí)驗(yàn)(3)張力影響系數(shù)的確定張力軋制使平均單位壓力降低，其降低值比單位張力的平均值大，而后張力的影響比前張力影響大。不能單獨(dú)求出張力影響系數(shù)。用簡化的方法考慮張力對平均單位壓力的影響，把張力考慮到K里去，認(rèn)為張力直接降低了K值。張力降低平均單位壓力原因張力改變軋制變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)，在縱向產(chǎn)生拉應(yīng)力，降低金屬流動(dòng)阻力。張力減小軋輥的彈性壓扁。相當(dāng)于輥徑減，接觸弧長減，單位壓力降。(3)張力影響系數(shù)的確定張力軋制使平均單位壓力降低，其降低值張力影響說明簡化張力對平均單位壓力的影響方法，沒有考慮張力引起中性面位置的變化。把張力考慮到K值中去的方法是建立在中性面位置不變的基礎(chǔ)上，在單位張力相等時(shí)，或差別不大，應(yīng)用才成立。分析結(jié)論：采里柯夫公式用于熱軋薄板和冷軋薄板計(jì)算張力影響說明簡化張力對平均單位壓力的影響方法，沒有考慮張力引2）計(jì)算平均單位壓力的斯通公式

斯通公式考慮了外摩擦、張力和軋輥彈性壓扁的影響假設(shè):軋輥的彈性壓扁，軋件相當(dāng)于在兩個(gè)平板間壓縮忽略寬展的影響接觸表面摩擦規(guī)律按全滑動(dòng)考慮，根據(jù)上述條件，導(dǎo)出斯通單位壓力公式如下2）計(jì)算平均單位壓力的斯通公式斯通公式考慮了外摩擦、張力和斯通平均單位壓力公式上式經(jīng)積分后，得出斯通平均單位壓力公式:斯通平均單位壓力公式上式經(jīng)積分后，得出斯通平均單位壓力公式:3)計(jì)算平均單位壓力的R·B·西姆斯公式對下式積分后，得出西姆斯平均單位壓力公式簡化回歸公式3)計(jì)算平均單位壓力的R·B·西姆斯公式對下式積分后，得出西西姆斯簡化公式翁克索夫公式克林特里公式志田茂公式志田茂改進(jìn)公式西姆斯簡化公式翁克索夫公式軋制時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)Sims公式（熱軋）齊藤公式（軋制鋼坯及厚板）軋制時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)Sims公式（熱軋）齊藤公式（軋制鋼坯及根據(jù)上式作圖并計(jì)算相關(guān)項(xiàng)之值便可查出摩擦影響系數(shù)，進(jìn)而就可以求出平均單位壓力。從接觸表面摩擦規(guī)律可知，西姆斯公式適用于熱軋的情況。根據(jù)上式作圖并計(jì)算相關(guān)項(xiàng)之值便可查出摩擦影響系數(shù)，進(jìn)而就可以4）計(jì)算平均單位壓力的愛克倫得公式

愛克倫得公式是用于熱軋時(shí)計(jì)算平均單位壓力的半經(jīng)驗(yàn)公式。其公式為:式中m——外摩擦對單位壓力影響的系數(shù);η——粘性系數(shù);其中(l+m)是考慮外摩擦的影響，式中的第二個(gè)括號是考慮變形速度對變形抗力的影響。4）計(jì)算平均單位壓力的愛克倫得公式愛克倫得公式是用于金屬塑型加工學(xué)課件金屬塑型加工學(xué)課件5）簡化的Bland-Ford公式（冷軋）5）簡化的Bland-Ford公式（冷軋）

軋輥彈性壓扁時(shí)平均單位壓力的確定（1）用逐漸逼近法確定軋輥彈性壓扁時(shí)平均單位壓力

計(jì)算軋輥無壓扁時(shí)的接弧長度據(jù)l值，設(shè)定一個(gè)比l值大一些的壓扁弧，把所設(shè)定的壓扁弧代入平均單位壓力；根據(jù)求解出平均單位壓力代入壓扁弧公式

公式中或者用圖解求出平均單位壓力解出一個(gè)壓扁弧

軋輥彈性壓扁時(shí)平均單位壓力的確定（1）用逐漸逼近法確定軋輥（2）斯通圖解法

兩邊同乘整理后得：根據(jù)斯通平均單位壓力公式壓扁弧公式

（2）斯通圖解法兩邊同乘整理后得：根據(jù)斯通平均單位壓力公式或?qū)⑵骄鶈挝粔毫肟傻迷O(shè)設(shè)左邊標(biāo)尺為右邊標(biāo)尺為圖中S曲線為或?qū)⑵骄鶈挝粔毫肟傻迷O(shè)設(shè)左邊標(biāo)尺為右邊標(biāo)尺為圖中S曲線為斯通平均單位壓力公式計(jì)算圖表利用彈性壓扁接觸弧長公式經(jīng)數(shù)學(xué)變換，可得下式：按上式可作出圖表，根據(jù)具體軋制條件計(jì)算出y,z，值,兩點(diǎn)連成一條直線，直線與S形曲線的交點(diǎn)即為所求x.斯通平均單位壓力公式計(jì)算圖表利用彈性壓扁接觸弧長公式經(jīng)數(shù)學(xué)變再根據(jù)x值可解出壓扁弧長度，代入斯通平均單位壓力公式解出平均單位壓力值。為計(jì)算方便，下表給出外摩擦影響系數(shù)值。再根據(jù)x值可解出壓扁弧長度，代入斯通平均單位壓力公式解出平均5.6軋制壓力計(jì)算舉例5.6.1采里柯夫平均單位壓力計(jì)算解:采用采里柯夫平均單位壓力計(jì)算公式計(jì)算5.6軋制壓力計(jì)算舉例5.6.1采里柯夫平均單位壓力計(jì)算解:金屬塑型加工學(xué)課件應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)確定由上計(jì)算結(jié)果查表得應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)確定由上計(jì)算結(jié)果查表得采里柯夫平均單位壓力計(jì)算公式可計(jì)算熱軋軋制力也可進(jìn)行冷軋計(jì)算采里柯夫平均單位壓力計(jì)算公式可計(jì)算熱軋軋制力也可進(jìn)行冷軋計(jì)算5.6.2采用斯通平均單位壓力計(jì)算Y=0.037Z=0.325.6.2采用斯通平均單位壓力計(jì)算Y=0.037Z=0.3金屬塑型加工學(xué)課件5.6.3愛克倫得公式計(jì)算R=(D-h+s)/25.6.3愛克倫得公式計(jì)算R=(D-h+s)/2愛克倫得平均單位壓力公式適合于孔型軋制壓力計(jì)算愛克倫得平均單位壓力公式適合于孔型軋制壓力計(jì)算平直中浪邊浪帶鋼實(shí)際平直度照片平直中浪邊浪帶鋼實(shí)際平直度照片43假設(shè)某圓柱體，心部受拉應(yīng)力，力圖縮短，表面受壓，力圖伸長。該圓柱體存在殘余應(yīng)力，但未變形。某圓柱體切削后的變形。切削前問題討論產(chǎn)生畸變（變形）2假設(shè)某圓柱體，心部受拉應(yīng)力，力圖縮短，表面受壓，力圖伸長。2在φ750/φ1050×1700mm熱軋機(jī)上，軋制Q235普碳鋼，某道次軋制溫度為1000℃，軋件軋制前厚度H=65mm，軋后厚度h=42mm，板寬B=1200mm，軋制速度v=2m/s。應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)，計(jì)算軋制力，(變形抗力曲線如下圖，忽略寬展）。2在φ750/φ1050×1700mm熱軋機(jī)上，軋制Q23

有的曲線是在一定變形程度下制作的。因此由圖查得的結(jié)果，再乘上壓下率影響的修正系數(shù)

例題例題變形速度、變形程度和變形溫度共同影響的綜合關(guān)系式變形速度、變形程度和變形溫度共同影響的綜合關(guān)系式影響軋件應(yīng)力狀態(tài)特性的因素有外摩擦力外端及張力等可寫成下式:考慮軋件寬度影響的應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)、外摩擦影響的系數(shù)、外端影響的系數(shù)、張力影響的系數(shù)。

根據(jù)以上所述軋制平均單位壓力可用下列公式的一般形式表示:表明確定軋輥的總壓力，需求接觸面積，應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)及變形抗力。影響軋件應(yīng)力狀態(tài)特性的因素有外摩擦力考慮軋件寬度影響的應(yīng)力狀5.5.4平均單位壓力計(jì)算1)計(jì)算平均單位壓力的采里柯夫公式下面主要討論應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)的確定5.5.4平均單位壓力計(jì)算1)計(jì)算平均單位壓力的采里柯夫公式

(1)外摩擦影響系數(shù)的確定采里柯夫?qū)佑|表面摩擦規(guī)律按全滑動(dòng)考慮。導(dǎo)出外摩擦影響的單位壓力分布方程?？勺鳛榇_定外摩擦影響系數(shù)的理論依據(jù)。若不考慮外端的影響，則平均單位壓力的通式可寫成如下形式：推導(dǎo)采里柯夫公式有平面變形狀態(tài)假設(shè)，故有(1)外摩擦影響系數(shù)的確定采里柯夫?qū)佑|表面摩由平均單位定義代入上式得根據(jù)采里柯夫假設(shè)接觸弧方程是直線得后滑區(qū)單位壓力前滑區(qū)單位壓力上式積分簡化得由平均單位定義代入上式在中性面上，前滑區(qū)和后滑區(qū)的單位壓力分布曲線交于一點(diǎn)，單位壓力相等。由此得將上式代入公式，得為計(jì)算方便，該式可繪成圖如下在中性面上，前滑區(qū)和后滑區(qū)的單位壓力分布曲線交于一點(diǎn)，單位壓增壓下量，摩擦系數(shù)和輥徑，外摩擦影響系數(shù)增加

的關(guān)系曲線圖增壓下量，摩擦系數(shù)和輥徑，外摩擦影響系數(shù)增加的關(guān)(2)外端影響系數(shù)的確定說明：一般軋制薄板的條件下，外端影響可忽略不計(jì)。在軋制薄板時(shí)，計(jì)算平均單位壓力可取外端影響系數(shù)為1，即不考慮外端的影響。外端影響系數(shù)的確定是比較困難的，外端對單位壓力的影響復(fù)雜。薄軋件軋制(2)外端影響系數(shù)的確定說明：一般軋制薄板的條件下，外端影響厚軋件軋制外端使軋件的表面變形引起附加應(yīng)力使單位壓力增大，故對于厚件當(dāng)時(shí)，可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算外端影響系數(shù)，即厚軋件軋制外端使軋件的表面變形引起附加應(yīng)力使單位壓孔型中軋制外端對平均單位壓力的影響性質(zhì)不變，可按下圖上的實(shí)驗(yàn)曲線查得孔型中軋制外端對平均單位壓力的影響性質(zhì)不變，可按下圖上的實(shí)驗(yàn)(3)張力影響系數(shù)的確定張力軋制使平均單位壓力降低，其降低值比單位張力的平均值大，而后張力的影響比前張力影響大。不能單獨(dú)求出張力影響系數(shù)。用簡化的方法考慮張力對平均單位壓力的影響，把張力考慮到K里去，認(rèn)為張力直接降低了K值。張力降低平均單位壓力原因張力改變軋制變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)，在縱向產(chǎn)生拉應(yīng)力，降低金屬流動(dòng)阻力。張力減小軋輥的彈性壓扁。相當(dāng)于輥徑減，接觸弧長減，單位壓力降。(3)張力影響系數(shù)的確定張力軋制使平均單位壓力降低，其降低值張力影響說明簡化張力對平均單位壓力的影響方法，沒有考慮張力引起中性面位置的變化。把張力考慮到K值中去的方法是建立在中性面位置不變的基礎(chǔ)上，在單位張力相等時(shí)，或差別不大，應(yīng)用才成立。分析結(jié)論：采里柯夫公式用于熱軋薄板和冷軋薄板計(jì)算張力影響說明簡化張力對平均單位壓力的影響方法，沒有考慮張力引2）計(jì)算平均單位壓力的斯通公式

斯通公式考慮了外摩擦、張力和軋輥彈性壓扁的影響假設(shè):軋輥的彈性壓扁，軋件相當(dāng)于在兩個(gè)平板間壓縮忽略寬展的影響接觸表面摩擦規(guī)律按全滑動(dòng)考慮，根據(jù)上述條件，導(dǎo)出斯通單位壓力公式如下2）計(jì)算平均單位壓力的斯通公式斯通公式考慮了外摩擦、張力和斯通平均單位壓力公式上式經(jīng)積分后，得出斯通平均單位壓力公式:斯通平均單位壓力公式上式經(jīng)積分后，得出斯通平均單位壓力公式:3)計(jì)算平均單位壓力的R·B·西姆斯公式對下式積分后，得出西姆斯平均單位壓力公式簡化回歸公式3)計(jì)算平均單位壓力的R·B·西姆斯公式對下式積分后，得出西西姆斯簡化公式翁克索夫公式克林特里公式志田茂公式志田茂改進(jìn)公式西姆斯簡化公式翁克索夫公式軋制時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)Sims公式（熱軋）齊藤公式（軋制鋼坯及厚板）軋制時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)Sims公式（熱軋）齊藤公式（軋制鋼坯及根據(jù)上式作圖并計(jì)算相關(guān)項(xiàng)之值便可查出摩擦影響系數(shù)，進(jìn)而就可以求出平均單位壓力。從接觸表面摩擦規(guī)律可知，西姆斯公式適用于熱軋的情況。根據(jù)上式作圖并計(jì)算相關(guān)項(xiàng)之值便可查出摩擦影響系數(shù)，進(jìn)而就可以4）計(jì)算平均單位壓力的愛克倫得公式

愛克倫得公式是用于熱軋時(shí)計(jì)算平均單位壓力的半經(jīng)驗(yàn)公式。其公式為:式中m——外摩擦對單位壓力影響的系數(shù);η——粘性系數(shù);其中(l+m)是考慮外摩擦的影響，式中的第二個(gè)括號是考慮變形速度對變形抗力的影響。4）計(jì)算平均單位壓力的愛克倫得公式愛克倫得公式是用于金屬塑型加工學(xué)課件金屬塑型加工學(xué)課件5）簡化的Bland-Ford公式（冷軋）5）簡化的Bland-Ford公式（冷軋）

軋輥彈性壓扁時(shí)平均單位壓力的確定（1）用逐漸逼近法確定軋輥彈性壓扁時(shí)平均單位壓力

計(jì)算軋輥無壓扁時(shí)的接弧長度據(jù)l值，設(shè)定一個(gè)比l值大一些的壓扁弧，把所設(shè)定的壓扁弧代入平均單位壓力；根據(jù)求解出平均單位壓力代入壓扁弧公式

公式中或者用圖解求出平均單位壓力解出一個(gè)壓扁弧

軋輥彈性壓扁時(shí)平均單位壓力的確定（1）用逐漸逼近法確定軋輥（2）斯通圖解法

兩邊同乘整理后得：根