2012塑性加工技术复习题..

1.轧制时的咬入条件与稳定轧制条件咬入条件 ∑Fx ≥0 β≥α，摩擦角大于咬入角；稳定轧制条件 ∑Fx ≥0 2β≥α，摩擦角的两倍大于接触角。

2.摩擦角，咬入角，中性角摩擦角：正压力N 与合力R 的夹角称为摩擦角，通常用β表示；咬入角：开始咬入时，轧件上的正压力与两轧辊中心连线的夹角通常用α表示；中性角：前滑区接触弧所对应的圆心角，通常用γ表示。

3.厚板轧制与薄板轧制的界定条件（l/），厚板轧制与薄板轧制金属的流动特点，以及利用二者表面残余应力差来消除残余应力的方法（1）厚轧件与薄轧件（按几何形状系数l/来划分）（l/>0.5~1.0）的轧件为薄轧件；（l/<0.5~1.0）为厚轧件；l/=0.5~1.0）视情况而定。

（2）流动特点：1）薄轧件：在比值l/较大时，轧件端面高度较小，变形容易深透。

表层金属所受阻力比中部大，其延伸比中部小，变形呈单鼓形（及出、入口端面向外凸肚）。

此外，因工具形状等因素的影响，是纵向滑动远大于横向滑动，所以金属的变形绝大部分趋于延伸，宽展很小。

随l/不断增加，如轧制极薄带、箔材，轧件高度更小，变形更容易深透，整个变形受接触摩擦力的影响很大。

无论在表层还是轧件中部都呈现较强的三向压缩应力状态。

而且沿断面高向的应力和变形都趋于均匀。

2）厚轧件：随着变形区状态系数l/的减小，高向压缩变形或变形很小，知识外端深入到集合变形区内部，产生“表层变形”的特点，及轧件中心层没有发生塑性变形或变形很小，只有表层金属才发生变形，沿断面高度层双鼓形。

3）表面碾压可显著减小薄板表面附加拉应力。

由于厚轧件是“表层变形”，表层产生的附加压应力可减小轧件的表层附加拉应力。

4.轧辊直径、板的宽度、压下量、摩擦对宽展的影响系（1）随加工率（即压下量）的增大、辊径的增大、摩擦系数的增大，宽展量增加；（2）在摩擦系数和加工率的条件不变时，随轧件的增大而增大，宽展增加，当轧件宽度达到一定值，轧件与辊径的接触面积增大（水平投影的长宽比减小），金属沿横向流动的阻力增大，大部分金属将向纵向流动，是宽展量不再因宽度增加而显著增加。

5.轧制压力计算轧制压力是指轧件给轧辊的合理的垂直分量。

是微分体积上轧件作用给轧辊的单位压力，与该微分体积接触表面水平投影面积相乘的总和。

如果用平均值表示为P=·AP为轧制压力；A为接触面积，即轧件与轧辊的实际接触面积的水平投影；为平均单位压力。

因此，确定轧制压力，归根到底在于解决：①轧件与轧辊的接触面积；②平均单位压力。

（1）确定A：当不考虑轧辊弹性压扁时，考虑弹性压扁时，参见Hitchcock公式。

（2）平均单位压力，7个影响因素两类影响因素：一类是影响金属本身性能（即屈服应力）的因素，即金属的化学成分和组织状态，热力学条件（“三度“）；另一类是影响金属应力状态的因素，即轧辊和轧件尺寸、外摩擦、外端及张力。

即：为应力状态影响系数；为金属的实际变形抗力。

它是指金属在当时的变形温度T、变形速度u、变形程度ε条件下的平均变形抗力。

1）实际变形抗力可按下式计算n t、n u、nε分别为变形温度、变形速度、变形程度影响系数。

为在一定温度、速度和变形程度内实验测得的平均屈服极限。

屈服极限是用单向拉伸或压缩实验测得的。

有些金属在静态机械试验中，没有明显的屈服台阶，一般采用σ0.2代替σs。

当缺少屈服极限时也可采用强度极限σb代替。

其中，热轧主要受温度、速度流程的影响；冷轧主要是加工硬化的影响。

2）应力状态影响系数的确定其中，分别值中间主应力、外摩擦及几何形状、外端、张力影响的系数。

最需注意的是外摩擦影响系数的确定。

若是采用柴里科夫公式，需要知道摩擦系数f。

摩擦系数f通常是根据具体轧制条件，根据实验资料选取。

6.电机传动力矩（四种力矩），等效力矩（1）轧制时，主电动机上输出的传动力矩式中，M为轧制力矩（变形金属对轧辊的作用合力所引起的阻力矩），i由电动机到轧辊的减速比；Mf为附加摩擦力矩（轧制时，在轧辊轴承及传动装置中所产生的摩擦力矩）；M0为空转力矩（轧机空转是在轧辊轴承及传动装置中所产生的摩擦力矩）；Md 为动力矩（为轧机加速、减速运行时的惯性力矩）。

（2）等效力矩计算校核电动机的发热和过载时，由于电动机的负荷是间断的不均匀负荷，其额定力矩（在此负荷下长期工作，温升在允许范围内的力矩）与温升和时间有关系，故需采用等效力矩：为等效力矩（N·m）；为轧制周期内各段间歇时间的总和。

M n为各轧制时间对应的总力矩；M n’为各段间歇时间对应的空转总力矩。

电动机温升条件：≤M H电动机过载条件：M≤kM HΣmax轧制周期内的最大力矩。

式中，M H为电动机的额定力矩；MΣmax7.前滑，影响前滑的因素，前滑的计算（1）定义：轧件的出口速度大于该处轧辊圆周速度的现象称为前滑。

（2）前滑值的测定与计算：前滑值大小是用轧辊出口断面上轧件与轧辊速度的相对差值来表示：式中：S h为前滑值；v h为轧件出口处速度；v为轧件圆周速度。

1)测量时，一般在轧辊上打一个小孔，然后量出轧件上两点间的距离l h，由…………………………①即可得出前滑值。

热轧时，需考虑热膨胀。

2)理论计算（考虑实际加工过程中的因素）：其中γ为中性角。

而，考虑前后张力的作用得：……………………②为单位平均压力；。

（3）影响前滑的因素：从①式中可以看出，辊径D越大，轧件厚度越小，前滑值S h越大；式②表明，当Δh相同、辊径不变时，摩擦系数f越大，前张力越大，前滑值S h越大；后张力越大，前滑值S h越小。

另外，加工率增大使延伸系数增大，前滑值S h增大；宽展量增加，前滑值S h减小。

8.块式法，带式法，连铸连轧块式法是经热轧或冷粗轧（冷通）后剪切成一定长度的板坯，在采用冷轧等工序，直至成品。

快式法投资少，生产的品种、规格灵活性大，但是生产率和成品率低，劳动强度大，是一种古老的生产方法。

带式法即成卷轧制，最后才横剪成板。

这种方法生产板材，生产率和成品高，易于实现生产过程的连续化、自动化。

连铸连轧是指金属在一条作业线上连续通过熔化、铸造、轧制、剪切及卷取等工序而获得板带坯料的生产方法。

Hazelett双钢带式连铸机用于生产有色金属带坯及扁坯。

9.连轧时，保证正常轧制的条件，秒流量秒流量：单位时间内，通过变形区一定截面积的金属体积。

连轧时，保证正常轧制的条件是轧件在轧制线上每一机架的秒流量必须保持相等。

10.轧机刚度，p-H图，轧件纵向板型控制原理（1）轧机的刚度是指轧机抵抗轧制压力引起弹性变形的能力，又称轧机模数，包括纵向刚度和横向刚度。

纵向刚度是指该轧机抵抗轧制压力引起轧机弹跳的能力。

轧机的横向刚度是指轧机抵抗榨汁压力引起的轧辊弹性弯曲和不均匀压扁的能力。

（2）p-H图又称轧制时的弹塑性曲线，是轧件的塑性曲线与轧机弹性曲线的总成，即把它们花在一个图上表示两者的相互关系的曲线。

图中两线交点的横坐标为轧件轧出厚度，纵坐标为对应的轧制压力。

应用弹塑性曲线能直观地分析轧制时的各种因素对轧出厚度的影响。

它揭示了轧制过程轧辊和轧件相互作用的内在矛盾，是厚度的控制理论基础。

（3）板厚控制的原理：轧制过程中，不管轧件的塑性曲线如何变化，也不管轧机的弹性曲线怎样变化，总要是它们交到等候轧制线上，就可以得到厚度恒定的板带产品。

11.轧件板形与横向厚差控制原理，CVC轧机，HC轧机等（1）板形通常是指板材的平直度。

板材横断面的厚度偏差称为横向厚差（板凸度）。

当坯料的横向厚差和板形较好时，板形与凸度的控制具有一致性，即板形良好、厚差也小。

反之，两者控制体现矛盾型，比保证板形好，就保证不了横向厚差小。

可见，要两者齐备，必须有较好的坯料精度。

生产中，热轧头几道次以控制横向厚差为主，因为轧件厚，刚度大，对不均匀变形造成的翘曲失稳的敏感性小，波浪很少见；冷轧特别是板带既宽又薄，对不均匀变形的敏感性特别大，微小的延伸差会引起板形的大幅度恶化，因此冷轧尤其是冷轧薄板带，主要是严格控制板形。

（2）HC（High Crown）轧机，即高性能辊型凸度控制轧机(70年代日本研制)。

该轧机是在普通4辊轧机的基础上，在支承辊和工作辊之间安装一对可轴向移动的中间辊，而成为6辊轧机，而且两中间辊的移动方向相反。

[原理：通过反向移动上下中间辊，将工作辊与支承辊的接触长度调整到与板宽接触长度相近，可以消除有害弯矩的不良影响。

]（3）CVC（Continuously Variable Crown）。

轧辊弧形由抛物线曲线变成全波正弦曲线，近似瓶形，上下辊相同，而且装置成一正一反，互为180°。

通过轴向、反向移动上下轧辊，实现轧辊凸度的连续控制。

12.真实压下量，工程压下量，延伸率，多道次轧制压下量分配原理（1）高向变形参数：真实压下量指绝对压下量（轧前厚度H与轧后厚度h的差）：Δh=H-h工程压下量指相对压下量（压下量Δh与轧前厚度H的百分比）：（2）纵向变形参数：它用轧件轧后长度Lh与轧前长度LH之比表示，成为延伸系数，也叫延伸率λ：根据体积不变原理，延伸系数也可用渣渣轧前的断面积AH与轧后的断面积Ah之比表示：若不计宽展，延伸系数也可写为：(3)热轧道次加工率的确定原则：1）开始轧制阶段，道次加工率较小，因为前几道次主要是变铸造组织为加工组织，满足咬入条件。

2）中间轧制阶段，随着金属加工性能的改善，如果设备能力允许，应尽量增大道次加工率。

3）最后阶段，一般道次加工率较小。

热轧最后两道次温度较低，变形抗力大，其压下量应在控制板凸度的基础上，保证良好的板形条件。

13.孔型轧制，过充满，欠充满，孔型系孔型轧制是相对平辊轧制而言的。

孔型轧制时，金属通过孔型形成线材。

轧件轧前宽加宽展正好是孔型宽——（正）满充。

若孔型填充不满，就会造成轧件的欠满充；若是孔型填充过满，则发生过满充，产生耳子。

将锭坯轧成所需的形状，要经过一系列由大到小由粗到细的孔型，称之为孔型系。

14.横轧，纵轧，斜轧的区别（1）横扎的特点是两辊轴心线平行，旋转方向相同，轧件作平行于轧辊轴心线并与轧辊旋转方向相反的旋转运动，进出料靠专门的装置。

（2）纵轧的特点是两辊轴心线平行，旋转方向相反，轧件作垂直于轧辊轴心线的直线运动，进出料靠轧辊运动完成。

（3）斜轧的特点是两辊轴心线交叉一个不大的角度，旋转方向相同，轧件在两个轧辊的交叉中心线上作旋转前进运动，与纵轧一样进出料靠轧辊自动完成。

15.轧管机类型，联合轧管的几个阶段自动轧管机、连续轧管机、高精度轧管机（阿塞尔轧机、狄赛尔轧机）、周期轧管机。

热轧无缝钢管的加工过程基本可分为四步：穿孔→轧管→定（减）径→扩径16.挤压死区的概念、产生原因和影响因素（1）在基本挤压阶段，位于挤压筒与模子端面交界处的金属，基本上不发生塑性变形，称为死区。