斜轧课件

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1.1 斜轧变形区(以二辊斜轧穿孔为例)
在狄舍尔（Diescher）穿孔机上，导向工具不再是导 板，而是导盘，即用主动导盘代替了固定导板，使阻 力—曳力，这是一大进步，何以见得？
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符号说明：
变形区长度 l1、l2；
导板前置量 Nb；m 值；……

过程讲解
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1.2 穿孔工艺参数（含调整参数）
1.2.1 基本概念
100% 是否合适。如对80～170管坯（低、中C钢） HP = 12～16%，小直径坯的取值靠上限。
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1.3 穿孔调整参数计算步骤 (讨论)
(5) 导板距：A = ξ · BHP 孔型椭圆度系数 取值的一般规律： 当穿合金钢及厚壁管时， 应小些； DB↑ ， ↓。 主要按经验选取 ，可参见《轧钢工艺学》p.407
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1.2 穿孔工艺参数（含调整参数）
(14) 穿孔温度 Tp（℃）： 若无特别指明，表示穿孔变形区出口毛管温度。而开 穿温度 T0 是指一次咬入开始温度。 穿孔温度与开穿温度的关系:
Tp T0 Tu Td
Tu、 Td 分别为穿孔过程的温升与温降。 穿孔机调整参数计算 问题的提出：用直径为DB 的管坯，穿制毛管DH SH， 何以实现？
斜横轧原理
The Theory of Cross Rolling
Autumn -winter course for undergraduate students majoring in Materials Forming and Control Engineering
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1.3 穿孔调整参数计算步骤 (讨论)
(1) 确定顶头直径 Dp 已知 DB 和 DH SH ，则 Dp = dH －Δde
• 穿孔调整参数计算的现代方法
• 课后习题
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1.1 斜轧变形区(以二辊斜轧穿孔为例)
1.1.1 孔型构成 (普通曼式穿孔机)
• 由二个相对轧制线倾斜布置的主动轧辊（左右放置）
、二块固定导板（上下放置）和一个位于中间的随动 顶头（轴向固定）构成一个“环形封闭”孔型，如图 1-1所示。

变形工具
• 轧辊（main roll）：属外变形工具，由入口锥、轧制
带（辗轧带）和出口锥三段构成。见图 • 顶头（piercing plug）：属内变形工具，一般随轧件 旋转。
(1) 轧制线：管坯/毛管中心的运行轨迹，亦为顶杆中心线； (2) 机器中心线：穿孔机（本身）的几何对称中心线。 所谓“下轧制线”轧制，即在安装设备时使轧制线比机器 中心线低一个Δ 值（如图 1-4 所示），以稳定穿孔过程。 小型机组：Δ＝3～ 5 mm 中型机组：Δ＝5～15 mm (3) 送进角（Feed Angle）： 对二辊卧式穿孔机而言，指轧辊 轴线与轧制线在（包含轧制线的）垂直平面上的投影的夹 角。注意：二轧辊的轴线在水平面上的投影是平行的。 其它斜轧机也有类似定义
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1.1 斜轧变形区(以二辊斜轧穿孔为例)
• 多半情况下分为四段，即：顶尖、穿孔段、辗轧段（
或称平整段）和反锥。如图1-2所示。 顶头工作条件恶劣（高温、高压、高热负荷），故属 关键性工具。
(c)
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1.3 穿孔调整参数计算步骤 (讨论)
联立式(a)、(b)、(c)即可解出：
DB tg 2 tg 1 tg 1 tg 2 BHP (1 VR ) ( D p 2S H ) 2(l p l p3 L3 ) tg 1 tg 2 tg 1 tg 2 tg 1 tg 2
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1.2 穿孔工艺参数（含调整参数）
1.2.1 基本概念
特别提示：送进角 是斜轧中最积极的工艺参数，它
不仅影响穿孔毛管的产量和质量，而且影响消耗。 (4) 辊距 BHP：二轧辊之间的最近距离，即高点（HP）间 距，见图 1-5。 (5) 导板距 A：二导板过渡带间的最远距离（示意图）。 (6) 孔型椭圆系数 ＝A／BHP。 (7) 管坯总直径压下量 DHP与直径压下率 HP：
2 FB DB L p H FH 4( DH S H )S H LB
通常p =1.3～5.3，如宝钢钢管厂140机组锥形辊穿孔
φ178 ─→φ18410.75， p = 4.25 若引入体积压缩系数 KB，则
p K B FB FH
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这里 Δde 主要与 DB （ DH ）和 SH 有关，
一般地 DB↑─ Δde↑， SH↓─ Δde↑ 。
此外，Δde 与材料塑性有关，即与钢种及温度有关。
一次性穿孔（桶形辊）时： Δde ＝（0.075－0.00135 SH）DB ， 或
DH d e 5 SH
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1.1 斜轧变形区(以二辊斜轧穿孔为例)
1.1.2 穿孔变形区


穿孔变形区由四段构成，如图1-3所示： 穿孔准备区Ⅰ (feed region) 穿孔区 Ⅱ (working region) 平整区 Ⅲ (reeling region) 归圆区 Ⅳ (rounding region)
1.2 穿孔工艺参数（含调整参数）

顶前压下量
Db DB Bb
其中 Bb 为顶头前辊距。 由几何关系（见图1-6）有：
Bb BHP 2(b 0.5L3 ) tan1
得到
VR Db DB பைடு நூலகம்100%
( 9 ) 毛管外扩径量 ΔDe＝DH－DB，（ΔDe＞0 扩径穿孔) (10) 毛管内扩径量 Δde＝dH－Dp ，（一定有Δde ＞0） (11) 顶头位置 b（即顶头前伸量）：指顶头前端到轧辊过 渡带中心面间的距离（现行工艺中 b＞0）。
• 导板（guide shoe）： 固定不动，起导向并限制轧件
横变形的作用。它亦可分为三段，即 — 入口曲面 — 过渡曲面 — 出口曲面。（见图） 三辊斜轧机无导向工具
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第一章 斜轧变形区及工艺参数
主要讲解如下几个问题 • 斜轧变形区
• 斜轧穿孔工艺参数 • 二辊斜轧穿孔调整参数计算步骤
(d)
• 此时，应按得到的BHP复核 HP = (DB BHP )/DB
(4) 确定顶头位置（生产中很重要） ①顶头前伸量 b：按前述(c)式计算 ②顶杆位置 Y： Y = ( L2 + 0.5L3 + b ) — lp
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改写为 由几何关系有
VR
DB Bb DB
(a) (b)
Bb (1 VR ) DB
Bb BHP 2(b 0.5L3 ) tan1
又因为
1 b (l p l p 3 0.5L3 ) ( Dp 2S H BHP ) 2 tan 2
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1.3 穿孔调整参数计算步骤 (讨论)
(6) 确定顶杆直径 Dbar 及进出料导槽（管）直径： 原则： ① Dbar ≤ 0.95Dp ② 考虑顶杆系统刚度要求 ③ 适度的共用性 进出料槽（管）内径：一般比轧件外径大 20%左右。 (7) 确定送进角 （对送进角可调的穿孔机而言）和轧辊 转速 nR 分析：增大 的利弊 ① 穿孔速度快，因 Vox sin，生产率高 ② 入口Vix 大，则管坯在顶头前的压缩次数减少，不易 预先形成孔腔，从而改善毛管内表面质量
• 通常Δde 多大？ • ΔdeCTP多大？
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1.3 穿孔调整参数计算步骤 (讨论)
(2) 确定顶前压下率 VR (步骤)
① 取得该钢种的临界压下率 c ；其定义参见《轧钢工 艺学》p.373 示意图
② 确定二次咬入所必须的最小顶前压下率min （待后续 分析） ③ 按 min < VR < c 的原则确定
经验公式：
DH A (1 0.75 HP ) BHP DB
有时按所要求的毛管外径 DH 来复核，即：
A 2DH BHP 2(L2 Y l p3 Nb ) tg2 2(L2 Y l p3 ) tg 2
依据：毛管与顶头脱离后其周长不再发生变化。
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1.2 穿孔工艺参数（含调整参数）
(12) 顶杆位置 Y：轧制线方向，轧辊后端面与顶头后端 面间的距离。Y 与b 的作用是相同的，但Y 更常用 (13) 穿孔延伸系数 p
生产现场通常按经验数据确定VR 。
(3) 确定轧辊距离 BHP
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1.3 穿孔调整参数计算步骤 (讨论)
(3) 确定轧辊距离 BHP 由变形区图示，已知
DHP DB BHP， HP DHP DB 100%
(8) 管坯顶前压下量 Db与顶前压下率 VR：
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