斜轧课件.ppt
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1、School of Materials Science&Engineering斜横轧原理斜横轧原理The Theory of Cross Rolling An Autumn-Winter Coursefor undergraduate students majoring in Materials Forming and Control 课后习题课后习题课后习题课后习题 关于二次咬入条件的讨论关于二次咬入条件的讨论关于二次咬入条件的讨论关于二次咬入条件的讨论 二次咬入条件的导出二次咬入条件的导出二次咬入条件的导出二次咬入条件的导出 第二次咬入条件分析第二次咬入条件分析第二次咬入条件分析第二次咬入
2、条件分析 第一次咬入条件分析第一次咬入条件分析第一次咬入条件分析第一次咬入条件分析第四章 斜轧穿孔咬入条件分析 n主要讲解如下几个问题 概概概概 述述述述 4 斜轧穿孔咬入条件分析 4.1 概述概述特点:特点:分两次咬入分两次咬入定义:定义:F第一次咬入第一次咬入轧件接触轧辊,受摩擦力带动作螺旋运轧件接触轧辊,受摩擦力带动作螺旋运动而被曳入穿孔准备区;动而被曳入穿孔准备区;F第二次咬入第二次咬入管坯前端接触顶头,在轧辊带动下克服管坯前端接触顶头,在轧辊带动下克服顶头阻力而继续前进,充满变形区形成稳定状态。顶头阻力而继续前进,充满变形区形成稳定状态。凡斜轧,咬入必须同时满足凡斜轧,咬入必须同时满
3、足旋转条件旋转条件和和前进条件前进条件。故。故斜轧咬入的一般性条件为:斜轧咬入的一般性条件为:(4-1)(4-1)(4-2)(4-2)4 斜轧穿孔咬入条件分析 式中:式中:n n 轧辊数目;轧辊数目;MMT T 每个轧辊给管坯的旋转摩擦力矩;每个轧辊给管坯的旋转摩擦力矩;MMNN 每个轧辊给管坯的正压力对管坯旋转阻力矩每个轧辊给管坯的正压力对管坯旋转阻力矩 T Tx x、NNx x 每个轧辊给管坯的摩擦力、正压力的轴每个轧辊给管坯的摩擦力、正压力的轴 _ _ 向分量;向分量;P P0 0 外加顶推力,非顶推穿孔时外加顶推力,非顶推穿孔时P P0 0 =0=0;QQp p 顶头对轧件的轴向阻力,
4、一次咬入时顶头对轧件的轴向阻力,一次咬入时QQp p=0=0。第二次咬入是关键(因存在顶头阻力)。第二次咬入是关键(因存在顶头阻力)。管坯只有旋转时才可能前进,但旋转并不一定前进,管坯只有旋转时才可能前进,但旋转并不一定前进,故前进条件是实现咬入的主要方面。故前进条件是实现咬入的主要方面。4.2 第一次咬入条件分析 n作出一次咬入时的力分析图,轧件前端接触轧辊产生微小变形,设合力作用点为坐标O点。见图4-1 现取轧制线方向为X轴;合力作用点到轧件轴线的垂线为Z轴;轧件旋转切线方向是Y 轴。由式4-1有:MTMN,即:l式式4-24-2中:对非顶推穿孔,中:对非顶推穿孔,P P0 0 =0=0
5、;又因为一次咬入时;又因为一次咬入时顶头不阻碍管坯前进,故顶头不阻碍管坯前进,故QQp p=0=0 ,则应有,则应有 (4-3)(4-3)(4-4)(4-4)4.2 第一次咬入条件分析 这里:这里:T Tx x、T Ty y 分别是摩擦力在分别是摩擦力在 X X 和和Y Y 轴上的分量;轴上的分量;NNx x、NNy y 正压力正压力N N 在在 X X 和和Y Y 轴上的分量,已求得;轴上的分量,已求得;接触点处管坯旋转半径。接触点处管坯旋转半径。设:TN f,T 在 X,Y 方向的方向余弦分别为:cos(T,X),cos(T,Y),N 在 X,Y 方向的方向余弦分别为:cos(N,X),c
6、os(N,Y)。将式将式4-34-3、4-44-4改写成:改写成:f f cos(cos(T T,Y Y)cos()cos(NN,Y Y),f f cos(cos(T T,X X)cos()cos(NN,X X),两边平方后相对得到:两边平方后相对得到:4.2 第一次咬入条件分析 考虑到开始咬入时,接触面很小,可认为考虑到开始咬入时,接触面很小,可认为T T 在在Z Z 轴上轴上的分量近似为零,即的分量近似为零,即 cos(cos(T,ZT,Z)0)0,则有:,则有:n于是有(4-5)(4-5)4.2 第一次咬入条件分析 又由受力分析又由受力分析图图4-14-1得到:得到:即可知:即可知:因为
7、因为 1 1、都很小,作如下简化:都很小,作如下简化:忽略正弦二次小量忽略正弦二次小量 取取 1 1、的余弦为的余弦为 1 1 则其中:其中:D DRx Rx 合力作用点合力作用点OO处辊径;处辊径;D DB B 坯料直径;坯料直径;b bx x 轧件与轧辊接触宽度。轧件与轧辊接触宽度。代入式代入式4-64-6之后,再代入式之后,再代入式4-54-5便得到:便得到:(4-6)(4-6)又当送进角不大(重要前提)时,近似取:又当送进角不大(重要前提)时,近似取:(4-7)(4-7)4.2 第一次咬入条件分析 4.2 第一次咬入条件分析式4-7即为斜轧时的一次咬入条件。从式中可看出:改善咬入条件可
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