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1、邱春林轧制技术及连轧自动化国家重点实验室材料成形工艺学（下）-轧制原理材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.1 4.1 轧制过程中的前滑和后滑现象轧制过程中的前滑和后滑现象前滑的概念前滑的概念：轧件出口速度：轧件出口速度v vh h大于轧辊在该处的线速度大于轧辊在该处的线速度v v，即，即v vh hv v的现象称为前滑现象。的现象称为前滑现象。100%hhvvSv前滑值前滑值：轧件出口速度：轧件出口速度vh与对应点的轧辊圆周速度的线速度之与对应点的轧辊圆周速度的线速度之差与轧辊圆周速度的线速度之比值称为前滑值差与轧辊圆周速度的线速度之比值称为前滑值 。后滑值后滑
2、值：后滑值是指轧件入口断面轧件的速度与轧辊在该点处：后滑值是指轧件入口断面轧件的速度与轧辊在该点处圆周速度的水平分量之差同轧辊圆周速度水平分量的比值圆周速度的水平分量之差同轧辊圆周速度水平分量的比值cos100%cosHHvvSv材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.1 4.1 轧制过程中的前滑和后滑现象轧制过程中的前滑和后滑现象HHhhhLLLvtvttvS热轧时热轧时：)(121ttLLhh热膨胀热膨胀系数系数材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.1 4.1 轧制过程中的前滑和后滑现象轧制过程中的前滑和后滑现象 延伸系数、前滑、后
3、滑及有关工艺参数的关系：延伸系数、前滑、后滑及有关工艺参数的关系：hhHHvFvF)1(hhSvvhHvvhhHhHvvFFv)1(hHSvv代入%100coscosvvvSHHcos)1(1cos1vSvvvShHHcos)1()1(HhSS材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.2 4.2 轧件在变形区内各轧件在变形区内各不同断面上的运动速度不同断面上的运动速度Hrhvvv轧件无宽展 体积不变条件 中性面上轧件与轧辊水平分速度相等常数hhxxHHvFvFvF1HHhhFFvvHhhHvvFF 材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.2
4、 4.2 轧件在变形区内各轧件在变形区内各不同断面上的运动速度不同断面上的运动速度如果忽略宽展如果忽略宽展 ：HhHHhhHhhHhhbhbhFFvv hhvvhhvFFvvhhxhhxhhx ；材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.3中性角中性角的确定的确定02coscossin0100bQQRdtRdtRdpxxxxxaxxaxx单位宽度上的力平衡方程式单位宽度上的力平衡方程式：材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.3 中性角中性角 的确定的确定RbfpQQf42cos12sinsin01ppx单位压力均匀分布 xxfpt库仑摩擦
5、材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.3中性角中性角的确定的确定f2cos12sinsin当当 时时 很小)21(2f当当 时时 01QQ2sin2cos1，sin，sin2材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.3中性角中性角的确定的确定0221fdd令令：4)21(2max可以求得中性角的最大值：可以求得中性角的最大值：f此时：)21(2f根据：根据：材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.4前滑的计算公式前滑的计算公式秒流量相等条件：秒流量相等条件：hhvvhvhvhh或)cos1(;cosDhhvv而
6、：而：cos)cos1(coshDhhhvvh111hhhvvvh cosD(cos)cosSvvh 11hD(cos)cosh(cos)Sh 1h(D cosh)(cos)S=h E.E.芬克前滑芬克前滑公式公式材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.4前滑的计算公式前滑的计算公式051015202530020040060080010001200020406080100120051015202530 D h 123 Sh(%)(O)(1)Sh=f(h),D=300mm,=5(1)Sh=f(h),D=300mm,=5(2)Sh=f(D),h=20mm,=5(2)Sh
7、=f(D),h=20mm,=5(3)Sh=f(),h=20mm,D=300mm(3)Sh=f(),h=20mm,D=300mm h)cos1)(hcosD(Sh 材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.4前滑的计算公式前滑的计算公式)1(22hDSh爱克伦德前滑公式：RhhDS22h2德里斯顿前滑公式：1cos，22sin2cos122当中性角很小时，可取生产实际中前滑一般在生产实际中前滑一般在210之间。之间。材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.5影响前滑的因素影响前滑的因素4.5.1压下率对前滑的影响压下率对前滑的影响前滑随压下率
8、的增加前滑随压下率的增加而增加。而增加。因为高向压缩变形增因为高向压缩变形增加，纵向和横向变形加，纵向和横向变形都增加，因而前滑值都增加，因而前滑值S Sh h增加。增加。材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.5影响前滑的因素影响前滑的因素4.5.2 轧件厚度对前滑的影响轧件厚度对前滑的影响轧后轧件厚度轧后轧件厚度h h减小，前减小，前滑增加。滑增加。由芬克公式可知，当轧由芬克公式可知，当轧辊半径和中性角不变时辊半径和中性角不变时，轧件厚度越小，则前，轧件厚度越小，则前滑值愈增大。滑值愈增大。材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.5影
9、响前滑的因素影响前滑的因素4.5.3 轧件宽度对前滑的影响轧件宽度对前滑的影响轧件宽度小于一定值（轧件宽度小于一定值（40mm40mm）时，随宽）时，随宽度增加前滑增加；但轧件宽度大于该值度增加前滑增加；但轧件宽度大于该值（40mm40mm）以后，宽度再增加时，其前滑）以后，宽度再增加时，其前滑值则为一定值。值则为一定值。因为轧件宽度小时，增加宽度其相应地横向阻因为轧件宽度小时，增加宽度其相应地横向阻力增加，所以宽展减小，相应地延伸增加，所力增加，所以宽展减小，相应地延伸增加，所以前滑也因之增加。当大于一定值时，达到平以前滑也因之增加。当大于一定值时，达到平面变形条件，轧件宽度对宽展不起作用，
10、故轧面变形条件，轧件宽度对宽展不起作用，故轧件宽度再增加，宽展为一定值，延伸也为定值件宽度再增加，宽展为一定值，延伸也为定值，所以前滑值也不变。，所以前滑值也不变。材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.5影响前滑的因素影响前滑的因素4.5.4 轧辊直径对前滑的影响轧辊直径对前滑的影响前滑值随辊径增加而增加前滑值随辊径增加而增加。辊径增加时，咬入角辊径增加时，咬入角就要降低，而就要降低，而摩擦角摩擦角保持常数，所以稳定轧制阶保持常数，所以稳定轧制阶段的段的剩余摩擦力相应增加剩余摩擦力相应增加，金属塑性，金属塑性流动速度增加，也就是前滑增加。流动速度增加，也就是前滑增
11、加。当辊径超过当辊径超过400mm400mm以后前滑增加的速以后前滑增加的速度下降，是因为轧辊线速度增加，摩度下降，是因为轧辊线速度增加，摩擦系数相应减小。擦系数相应减小。材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.5影响前滑的因素影响前滑的因素4.5.5摩擦系数对前滑的影响摩擦系数对前滑的影响摩擦系数摩擦系数f f 越大，其前滑值越大越大，其前滑值越大 摩擦系数增大引起剩余摩擦力增加，摩擦系数增大引起剩余摩擦力增加，从而前滑增大。从而前滑增大。凡是影响摩擦系数的因素：如轧辊材凡是影响摩擦系数的因素：如轧辊材质，表面状态，轧件化学成分，质，表面状态，轧件化学成分，轧制轧
12、制温度温度和轧制速度等，均能影响前滑的和轧制速度等，均能影响前滑的大小。大小。材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.5影响前滑的因素影响前滑的因素4.5.6张力对前滑的影响张力对前滑的影响前张力增加前滑，后张力减小前滑前张力增加前滑，后张力减小前滑 前张力增加时，则使金属向前流动的前张力增加时，则使金属向前流动的阻力减少，从而增加前滑区。后张力阻力减少，从而增加前滑区。后张力增加时，则后滑区增加。增加时，则后滑区增加。材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.6 连续轧制中的前滑及有关工艺参数的确定连续轧制中的前滑及有关工艺参数的确定4.
13、6.1连连轧关系和连轧常数轧关系和连轧常数nn2211VFVFVF 60,，60，60222111nnnnDVnDVnDVnnn222111nDFnDFnDF21材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.6 连续轧制中的前滑及有关工艺参数的确定连续轧制中的前滑及有关工艺参数的确定4.6.1连轧关系和连轧常数连轧关系和连轧常数nnnnCnDFCnDFCnDF，,22221111nCCC21根据体积不变定律根据体积不变定律,各机架轧各机架轧制时制时CCCCn21 材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.6 连续轧制中的前滑及有关工艺参数的确定连
14、续轧制中的前滑及有关工艺参数的确定4.6.2前滑系数和前滑值前滑系数和前滑值nnnVVSVVSVVS,，2221111,，1，11221111111nhnhhSSSSSVVVVVS前滑系数前滑系数:前滑值前滑值:2211nnVFVFVF考虑前滑时的秒流量相等条件考虑前滑时的秒流量相等条件nnnSVFSVFSVF222111材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.6 连续轧制中的前滑及有关工艺参数的确定连续轧制中的前滑及有关工艺参数的确定4.6.2前滑系数和前滑值前滑系数和前滑值nnnnSnDFSnDFSnDF22221111CSCSCSCnn2211在孔型中轧制时在
15、孔型中轧制时1hh)cos1(DcosSD)hH(Dcos)21(2h 材料成形工艺学（下）-轧制原理4.轧制过程中的纵变形前滑和后滑 4.6 连续轧制中的前滑及有关工艺参数的确定连续轧制中的前滑及有关工艺参数的确定4.6.3堆拉系数和堆拉率堆拉系数和堆拉率实际生产中，保证连轧常数比较困难，均采用拉钢或堆钢轧制。实际生产中，保证连轧常数比较困难，均采用拉钢或堆钢轧制。通常：机组间采用堆钢轧制，机组内机架间采用拉钢轧制。常用的是微通常：机组间采用堆钢轧制，机组内机架间采用拉钢轧制。常用的是微拉（微张力）操作。拉（微张力）操作。堆拉系数堆拉系数 nnnnnKSCSCKSCSCKSCSC，112332212211K1表示拉钢表示拉钢堆拉率是另外一种表示堆钢和拉钢的方法材料成形工艺学（下）-轧制原理材料成形工艺学（下）-轧制原理堆拉系数与堆拉率之间的关系：
《材料成型工艺学 下》课件：第四章 轧制原理-1
