《型材生产理论》PPT课件.ppt

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1、型材生产及孔型设计 型材生产理论内内 容容 提提 要要型材轧制时的咬入条件平辊轧制时咬入条件箱型孔中轧制时咬入条件型材轧制时的金属变形轧件在二辊孔型中的变形特点轧件在二辊孔型中的高向变形表示轧件在二辊孔型中的横向变形及计算轧件在切深孔中变形特点异形断面（凸缘断面）孔型中轧制时金属的变形特点简单断面孔型中轧制时金属的前滑不均匀变形对轧件尺寸、组织和性能的影响孔型中轧制时的力能参数计算四辊孔型中的轧制理论平辊轧制时的咬入条件型材轧制的咬入条件当咬入力大于外推力时可以咬入，经推导可得：当咬入力大于外推力时可以咬入，经推导可得：箱型孔中轧制时的咬入条件型材轧制的咬入条件与平辊轧制不同，轧件最先接触的是

2、孔型侧壁与平辊轧制不同，轧件最先接触的是孔型侧壁当当孔孔型型侧侧壁壁咬咬入入后后，轧轧件件与与孔孔型型槽槽底底接接触触并并咬咬入入轧轧辊辊时时，才才进进入入稳稳定轧制定轧制u轧件进行侧壁咬入时，所受正压力为P1，其作用在轧件与孔型侧壁接触面的重心上，并垂直于孔型侧壁。所受摩擦力为T1u轧件与槽底接触时，所受正压力为P2，所受摩擦为T2u惯性力为F 箱型孔中轧制时的咬入条件若实现咬入，必须使轧辊与轧件接触时，侧面与槽底对轧件的正压力与摩擦力在轧制方向上的水平分力之和大于或等于0不考虑惯性力，且认为孔型侧壁与槽底摩擦系数相同即可导出咬入力大于推出力可表示如下箱型孔中轧制时的咬入条件将正压力写成单位

3、压力形式：实验测得，侧面单位压力为垂直单位压力的一半，即P1=P2/2箱型孔中轧制时的咬入条件式中：P1-孔型侧壁作用在轧件上单位正压力：P2-孔型槽底作用在轧件上单位正压力：q-轧件与孔型侧壁的接触面积；R-孔型槽底的轧辊半径；B轧件的宽度；轧件前端面上的压缩角 孔型侧壁斜角箱型孔中轧制时的咬入条件箱形孔中的咬入条件可写为：令则当=90或P1总=0时，即为平辊时，k=1；否则1即孔型中的咬入角恒大于平辊轧制时的咬入角即孔型中的咬入角恒大于平辊轧制时的咬入角亦即：亦即：孔型侧壁的作用改善了咬入条件孔型侧壁的作用改善了咬入条件 其他简单断面咬入角计产算可通过实验并采用修正系数法和多元回归法求得，

4、参见型钢生产理论与工艺p29-p32；或应用轧件平均高度和工作直径进行粗略计算。型材轧制时的金属变形在初轧机、三辊开坯轧机上轧制钢锭或大断面钢坯在初轧机、三辊开坯轧机上轧制钢锭或大断面钢坯，或在轧边机上轧制，或在轧边机上轧制H型钢凸型钢凸缘时，均属高件变形缘时，均属高件变形 ，具有高件变形，具有高件变形(l/H，l为变形区长度，为变形区长度，H为轧件高度为轧件高度)的一切特点，例如沿高度方向变形不均匀，形成双鼓形、中间易产生拉裂等。的一切特点，例如沿高度方向变形不均匀，形成双鼓形、中间易产生拉裂等。轧件在二辊孔型中的变形特点平辊轧圆非同时接触孔型轧制非同时接触沿高度方向压下不均匀，因此造成同一

5、断面上各点的应力状态不同，导致孔沿高度方向压下不均匀，因此造成同一断面上各点的应力状态不同，导致孔型中金属变形非常复杂。型中金属变形非常复杂。不均匀延伸，在异型断面轧制时，由于各部分金属的不均匀延伸，使轧件产生纵不均匀延伸，在异型断面轧制时，由于各部分金属的不均匀延伸，使轧件产生纵向附加拉应力或附加压应力，影响轧件的纵向变形和横向变形。向附加拉应力或附加压应力，影响轧件的纵向变形和横向变形。轧辊与轧件非同时接触轧辊与轧件非同时接触初期接触压缩小，出现局部宽展初期接触压缩小，出现局部宽展接触压缩面积增加，宽展基本不大接触压缩面积增加，宽展基本不大两侧金属受到很大压缩，侧边延伸增大，但中间有限制作

6、用，致使宽展增加两侧金属受到很大压缩，侧边延伸增大，但中间有限制作用，致使宽展增加图中所示为与轧辊轴平行的变形区内若于个横截面图中所示为与轧辊轴平行的变形区内若于个横截面轧件开始进入轧辊时，轧件尖角先接触，如轧件开始进入轧辊时，轧件尖角先接触，如IV面，此面，此时被压缩部分小，纵向延伸困难，故可能得到局时被压缩部分小，纵向延伸困难，故可能得到局随接触压缩面积增加，此时未压缩部分因受到压缩部随接触压缩面积增加，此时未压缩部分因受到压缩部分的作用而被延伸，压缩部分金属的延伸受制，但宽分的作用而被延伸，压缩部分金属的延伸受制，但宽展增加不太明显展增加不太明显在变形终了，两侧金属受到很大压缩，侧边延伸

7、增大，在变形终了，两侧金属受到很大压缩，侧边延伸增大，但中间有限制作用，致使宽展增加但中间有限制作用，致使宽展增加孔型形状的影响，在孔型中轧制时，除受到摩擦力外，还要受到侧壁压力作用菱形孔，限制宽展（侧壁正压力和侧壁摩擦力在宽展方向分力之和构成阻力）切入孔、强制宽展（侧壁正压力和侧壁摩擦力在宽展方向分力之差构成阻力）沿孔型宽度方向由于轧槽刻痕深度不同，造成各部分轧辊工作直径不同，从而造成速度差，引起金属不均匀变形由上面分析孔型中轧制变形特点可知，在孔型轧制时的宽展不再是自由宽展，而大部分成为强制或限制宽展并产生局部宽展或拉缩，因此孔型设计的任务就是正确计算宽展值型材轧制时的金属变形在轧制过程中

8、的高向变形常用绝对压下量在轧制过程中的高向变形常用绝对压下量h、相对压下量、相对压下量和压下系数和压下系数H/h表示表示对平辊轧制而言，沿轧件宽度方向的高向变形相同对平辊轧制而言，沿轧件宽度方向的高向变形相同孔型中轧制时，由于轧件与孔型形状不同，沿轧件宽度方向的高向变形不同孔型中轧制时，由于轧件与孔型形状不同，沿轧件宽度方向的高向变形不同轧件在二辊孔型中的高向变形表示轧制轧制，采用两种方法确定高向变形轧制轧制，采用两种方法确定高向变形u外形轮廓法：按轧件的最大外形轮廓尺寸计算压下量和宽展量外形轮廓法：按轧件的最大外形轮廓尺寸计算压下量和宽展量(简单，不准确简单，不准确)如图如图(a),h=H-

9、h,=h/H,=H/hu平均高度法：将孔型或轧件面积换算成等宽度的矩形面积。平均高度法：将孔型或轧件面积换算成等宽度的矩形面积。如图如图(b),轧前轧后轧件断轧前轧后轧件断面积为面积为FH和和Fh，则，则轧前平均高轧前平均高Hp=FH/B轧后平均高轧后平均高hp=Fh/bhp=Hp-hp=hp/Hp=Hp/hp 型材轧制时的金属变形轧件在孔型中的变形一般都是高件变形，变形不易渗透到轧件中心，易形成中轧件在孔型中的变形一般都是高件变形，变形不易渗透到轧件中心，易形成中心拉裂，影响钢材质量，因此要避免表面变形，应尽量使变形渗透到中心。心拉裂，影响钢材质量，因此要避免表面变形，应尽量使变形渗透到中心

10、。常用常用变形深度系数变形深度系数m衡量变形渗透情况。衡量变形渗透情况。轧件在二辊孔型中的变形深度计算计算变形深度系数有理论法和统计模型计算变形深度系数有理论法和统计模型1)B.M.克利缅柯统计模型（适用于中、低碳钢）克利缅柯统计模型（适用于中、低碳钢）2模型相关系数模型相关系数2).塔夫诺夫斯基理论模型塔夫诺夫斯基理论模型B轧件轧前宽度轧件轧前宽度(mm)l 接触弧长度接触弧长度(mm)型材轧制时的金属变形轧件在孔型中变形时，由于轧件与孔型形状的影响，其宽展多表现为强制宽展轧件在孔型中变形时，由于轧件与孔型形状的影响，其宽展多表现为强制宽展或限制宽展或限制宽展轧件在二辊孔型中的横向变形及计算

11、简单断面孔型中金属的横向变形简单断面孔型主要指箱形、方、椭、圆等孔型。简单断面孔型主要指箱形、方、椭、圆等孔型。在这些孔型中的变形均具有轧在这些孔型中的变形均具有轧件在凹形工具中变形的特点，其横向变形即宽展均属限制宽展件在凹形工具中变形的特点，其横向变形即宽展均属限制宽展在孔型中影响宽展的因素同平辊轧制时影响宽展的因素（压下量、轧制道次、在孔型中影响宽展的因素同平辊轧制时影响宽展的因素（压下量、轧制道次、轧辊直径、轧件宽度、摩擦系数及轧辊材质）轧辊直径、轧件宽度、摩擦系数及轧辊材质）高向压下的金属纵向流量大于横向流量，延伸系数较大，且限制程度越大，延高向压下的金属纵向流量大于横向流量，延伸系数

12、较大，且限制程度越大，延伸越大伸越大因此准确计算宽展是孔型设计的关键，以后的孔型设计过程就是准确计算轧件因此准确计算宽展是孔型设计的关键，以后的孔型设计过程就是准确计算轧件宽展的过程宽展的过程具体计算公式参见具体计算公式参见型钢生产理论与工艺型钢生产理论与工艺，P39-46，及教材，及教材型材轧制时的金属变形一一般般常常用用的的宽宽展展模模型型，不不管管是是经经验验的的还还是是理理论论的的，只只适适用用于于轧轧制制速速度度低低于于20m/s的的情情况况。随随轧轧制制技技术术、测测试试技技术术和和控控制制技技术术的的发发展展，轧轧制制速速度度也也日日益益提提高高，特特别别是是线线材材的的终终轧轧

13、速速度度已已高高达达140m/s。因因此此如如何何计计算算调调整整轧轧制制条条件件下下的的横横向向变变形形，截止目前为止，研究资料仍然很少。截止目前为止，研究资料仍然很少。高速轧制时轧件的横向变形以下为以下为60m/s的轧制条件下的宽展特的轧制条件下的宽展特征：征：轧制速度愈大，宽展量愈小轧制速度愈大，宽展量愈小当轧速达到当轧速达到60m/s时，其宽展量比轧时，其宽展量比轧速为速为5m/s时减小时减小15%20%在各孔型系统中，宽展量不同，但其在各孔型系统中，宽展量不同，但其随速度的变化斜率基本相同随速度的变化斜率基本相同图（a）表示三种不同钢图（b）表示三种不同孔型高速轧制时轧件的横向变形目

14、目前前还还没没有有考考虑虑高高速速轧轧制制条条件件下下适适用用的的宽宽展展公公式式。一一般般是是在在原原公公式式的的基基础础上上，根根据据实实验验数数据据乘乘以以速速度度修修正正系系数数。例例如如用用乌乌萨萨托托夫夫斯斯基基公公式式时时乘乘以以速速度度影影响响系系数数C。计计算算值值与与实实验验值值比比较较表表明明，当当v=0.417m/s时时，用用该该式式计计算误差较小，故此式适用于算误差较小，故此式适用于v15m/s时时，K值值由由外外延延部部分分确确定定，此此式式在在速速度度为为4560m/s时时，其其计计算算值值与与实实验验值值相相差差较较小小，可可考虑用此式计算宽展考虑用此式计算宽展

15、型材轧制时的金属变形切深孔切深孔：当用方形或矩形断面坯料轧制工、角、槽等轧件时，由简单断面过渡：当用方形或矩形断面坯料轧制工、角、槽等轧件时，由简单断面过渡到异型断面的孔型到异型断面的孔型作用：切出异形断面的雏形作用：切出异形断面的雏形孔型特点：孔型特点：具有大的变形量具有大的变形量具有具有严重严重的的不均匀变形不均匀变形由于切入楔作用，会产生强制宽展由于切入楔作用，会产生强制宽展一般切深孔均为局部大压下，整体小延伸一般切深孔均为局部大压下，整体小延伸闭口切深孔因孔型外侧壁的作用闭口切深孔因孔型外侧壁的作用，还具有限制，还具有限制宽展的因素宽展的因素因此，切深孔内金属的变形相当复杂，金属流动既

16、受工具压缩影响，又受严重因此，切深孔内金属的变形相当复杂，金属流动既受工具压缩影响，又受严重不均匀变形的影响，仍未有准确计算变形的方法不均匀变形的影响，仍未有准确计算变形的方法轧件在切深孔中变形特点展展拉拉角角：当当用用矩矩形形切切入入楔楔在在自自由由宽宽展展切切入入孔孔型型中中切切入入轧轧件件时时，轧轧件件凸凸缘缘内内侧侧壁壁与与垂垂线线间的夹角间的夹角轧件在切深孔中变形特点展拉角及其形成原则在在自自由由宽宽展展切切入入孔孔型型中中，如如图图所所示示的的矩矩形形切切入入楔楔切切入入轧轧件件时时，轧轧件件凸凸缘缘内内侧侧壁壁BC不不与与切切入入楔楔侧侧壁壁AC接接触触，从从而而形形成成一一个个

17、夹夹角角。夹夹角角形形成成的的主主要要原原因因：由由于于腰腰部部的的剧剧烈烈压压缩缩和和延延伸伸，不不仅仅使使凸凸缘缘内内侧侧壁壁的的金金属属有有向向腰腰部部流流动动的的可可能能，而而且且也也使使凸凸缘缘的的高高度度产产生生一一定定的的拉拉缩缩。在在腰腰部部宽宽展展的的作作用用下下，轧轧件件凸凸缘缘部部分分向向左左右右两两侧侧移移动动，使使凸凸缘缘内内侧侧壁壁BC脱脱离离切切入入楔楔壁壁AC。因因此此夹夹角角是是由由于于轧轧件件的的腰腰部部宽宽展展和和凸凸缘缘的的高高向向拉缩而形成的，它与切入楔的侧壁无关。拉缩而形成的，它与切入楔的侧壁无关。腰部压下系数腰部压下系数，b ，展拉角，展拉角 腰腰

18、与与凸凸缘缘的的宽宽度度比比c/a(表表示示强强变变形形区区与与弱弱变变形形区区的的比比值值)，楔楔宽宽度度，压压缩缩金属体积金属体积，b ，且凸缘的高向拉缩，且凸缘的高向拉缩，h1，展拉角，展拉角 b/sqrt(Rl)表示工具形状对展拉角表示工具形状对展拉角的影响。的影响。综上，其它条件相同时，腰部压下系数和切入楔宽度对展拉角的影响很大综上，其它条件相同时，腰部压下系数和切入楔宽度对展拉角的影响很大轧件在切深孔中变形特点影响展拉角大小的因素在在其其它它条条件件相相同同时时，展展拉拉角角随随腰腰部部压压下下系系数数，腰腰与与凸凸缘缘的的宽宽度度比比c/a和和切切入入楔楔宽度与单位压下量接触弧长

19、之比宽度与单位压下量接触弧长之比b/sqrt(Rl)的增加而增加的增加而增加轧制道次对展拉角的影响不大。轧制道次对展拉角的影响不大。参见参见型钢生产理论与工艺型钢生产理论与工艺，P49展拉角的计算（回归方程）轧件在切深孔中变形特点“缺肉”问题分析当当楔楔形形切切入入角角x小小于于展展拉拉角角时时，切切入入变变形形后后出出现现切切入入楔楔侧侧壁壁不不紧紧贴贴轧轧件件，而而有有一个间隙的现象，称这种现象为一个间隙的现象，称这种现象为“缺肉缺肉”展拉角展拉角：用矩形切入楔切入轧件时，轧件凸缘内侧壁与垂直线间的夹角：用矩形切入楔切入轧件时，轧件凸缘内侧壁与垂直线间的夹角切入楔侧壁斜角切入楔侧壁斜角：梯

20、形切入楔侧壁与垂直线间的夹角：梯形切入楔侧壁与垂直线间的夹角x轧轧件件凸凸缘缘内内侧侧壁壁斜斜角角：当当用用切切入入楔楔侧侧壁壁斜斜角角为为x的的梯梯形形切切入入楔楔切切入入轧轧件件时时，轧轧件凸缘内侧壁与垂直线间的夹角件凸缘内侧壁与垂直线间的夹角设计时应当使展拉角设计时应当使展拉角小于切入楔侧壁斜角小于切入楔侧壁斜角x，轧制时才不会出现，轧制时才不会出现“缺肉缺肉”现象现象如果在切深孔产生“缺肉”，除影响凸缘内侧壁加工外，还影响碾形孔腿的变形；如果“缺肉”产生在成品孔，则直接影响产品的质量异形断面（凸缘断面）孔型中轧制时金属的变形特点异异形形断断面面孔孔型型是是指指具具有有明明显显的的腿腿（

21、凸凸缘缘）和和腰腰，且且腿腿和和腰腰之之间间垂垂直直或或成成一一定定角角度度的的孔孔型型，最最典典型型的的孔孔型型如如：工工字字形形，槽槽形形，T字字形形和和钢钢轨轨形形孔孔型型。在在异异形形断断面面孔孔型型中金属变形时，除具有简单断面孔型中金属的变形特点外，还具有自己的变形特点。中金属变形时，除具有简单断面孔型中金属的变形特点外，还具有自己的变形特点。以工字钢为例进行讨论：以工字钢为例进行讨论：1.直压和侧压同时存在在孔型中轧制时，工具作用于金属的力可分解为垂直分力和水平分力。在孔型中轧制时，工具作用于金属的力可分解为垂直分力和水平分力。当当垂垂直直分分力力大大于于水水平平分分力力时时，称称

22、金金属属受受直直压压作作用用，此此时时金金属属以以垂垂直直压压缩缩为为主主要要变形方式变形方式当水平分力大于垂直分力时，称金属受侧压作用。如工字钢腿部减薄主要侧压当水平分力大于垂直分力时，称金属受侧压作用。如工字钢腿部减薄主要侧压在在工工字字钢钢成成形形孔孔型型中中，腰腰部部为为直直压压，腿腿部部为为侧侧压压。直直压压和和侧侧压压的的同同时时存存在在，改改变了金属的流动，使金属在异形孔中的变形变得非常复杂。变了金属的流动，使金属在异形孔中的变形变得非常复杂。异形断面（凸缘断面）孔型中轧制时金属的变形特点2.速度差对金属在孔型中变形的影响如图所示，工字形孔型内各点速度差异较大如图所示，工字形孔型

23、内各点速度差异较大（1）开口槽速度）开口槽速度开口槽根部开口槽根部1点速度点速度开口槽根部开口槽根部2点速度点速度根部平均速度根部平均速度开口槽端部开口槽端部3点速度点速度开口槽端部开口槽端部4点速度点速度端部平均速度端部平均速度异形断面（凸缘断面）孔型中轧制时金属的变形特点2.速度差对金属在孔型中变形的影响（2）闭口槽速度）闭口槽速度闭口槽根部闭口槽根部5、6点速度点速度闭口槽端部闭口槽端部7、8点速度点速度闭口槽平均速度闭口槽平均速度所所以以，开开口口槽槽速速度度远远大大于于闭闭口口槽槽速速度度，其其差差值值与与腰腰厚厚d和闭口槽高度和闭口槽高度hb有关，腰越厚，闭口槽越高，速差越大有关，

24、腰越厚，闭口槽越高，速差越大开口槽的平均速度开口槽的平均速度（3）腰部速度）腰部速度由此造成增长与拉缩异形断面（凸缘断面）孔型中轧制时金属的变形特点3.不均匀变形以工字钢为例，讨论异形孔中的不均匀变形对腿部变形的影响以工字钢为例，讨论异形孔中的不均匀变形对腿部变形的影响异形断面（凸缘断面）孔型中轧制时金属的变形特点4.金属在异形断面孔型中受力的不对称性在在孔孔型型形形状状和和压压缩缩条条件件完完全全对对称称情情况况下下，腿腿部部的的金金属属受受力力图如图所示：图如图所示：将将闭闭口口槽槽的的垂垂直直分分力力作作为为金金属属进进入入进进遇遇到到的的阻阻力力，则则闭闭口口槽内金属的阻力有：槽内金属

25、的阻力有：外侧壁阻力：外侧壁阻力：内侧壁阻力：内侧壁阻力：闭口槽总阻力：闭口槽总阻力：闭口槽水平方向力平衡方程：闭口槽水平方向力平衡方程：化简，得：化简，得：注：受力分析假设条件注：受力分析假设条件异形断面（凸缘断面）孔型中轧制时金属的变形特点4.金属在异形断面孔型中受力的不对称性内侧壁阻力：内侧壁阻力：闭口槽总阻力：闭口槽总阻力：开口槽水平方向力平衡方程：开口槽水平方向力平衡方程：化简，得：化简，得：由图可知开口槽的阻力有：由图可知开口槽的阻力有：外侧壁阻力：外侧壁阻力：开口槽总阻力：开口槽总阻力：异形断面（凸缘断面）孔型中轧制时金属的变形特点4.金属在异形断面孔型中受力的不对称性开口槽总阻

26、力：开口槽总阻力：则：则：由上式可得，由上式可得，1)当当f=0时，时，Cb/CK=12)当当f0时，时，Cb/CK1即即闭闭口口槽槽与与开开口口槽槽腿腿部部所所受受阻阻力力不不同同，金金属属容容易易进进入入开开口口腿腿，这这会会造造成成金金属属从从闭闭口口腿腿转转移移到到开开口口腿腿的的趋趋势势，从从而而造造成成金金属属的的不不均均匀匀流流动动，造造成成开开口口腿腿增增长，闭口腿拉缩长，闭口腿拉缩异形断面（凸缘断面）孔型中轧制时金属的变形特点5.不对称变形简单断面孔型中轧制时金属的前滑在在横横列列式式型型钢钢轧轧机机上上一一般般不不考考虑虑前前滑滑。但但在在连连轧轧生生产产中中前前滑滑是是建

27、建立立连连轧轧关关系系的的重要参数，故研究孔型中前滑的分布和计算十分重要。重要参数，故研究孔型中前滑的分布和计算十分重要。由由于于孔孔型型中中的的前前滑滑分分布布很很复复杂杂，目目前前为为止止研研究究得得较较少少，以以下下仅仅就就孔孔型型中中前前滑滑沿沿宽度的分布及平均前滑的计算做一简要介绍。宽度的分布及平均前滑的计算做一简要介绍。1.孔型中沿轧件横断面宽度方向上前滑的分布讨论孔型中轧件的前滑分布时，应特别注意轧件在孔型中轧制特点讨论孔型中轧件的前滑分布时，应特别注意轧件在孔型中轧制特点孔型宽度方向轧辊直径不同，轧件出口断面各质点的水平分速度也不等孔型宽度方向轧辊直径不同，轧件出口断面各质点的

28、水平分速度也不等轧件是一整体，因相互牵制，必以一相同速度轧出轧件是一整体，因相互牵制，必以一相同速度轧出沿宽度方向压下分布不均匀；沿宽度方向压下分布不均匀；沿宽度方向接触弧长度分布不均匀；沿宽度方向接触弧长度分布不均匀；沿宽度方向轧辊工作直径与圆周速度分布不均；沿宽度方向轧辊工作直径与圆周速度分布不均；孔型侧壁影响轧件的横变形；孔型侧壁影响轧件的横变形；由于由于H/D比值较大，引起温度分布和应用分布复杂；比值较大，引起温度分布和应用分布复杂；宽展不可忽略。宽展不可忽略。以以vbi表表示示出出口口断断面面（孔孔型型）沿沿孔孔型型宽宽度度各各点点轧轧辊辊线线速速度度，Dki表表示示孔孔型型断断面面

29、各各点点对应的轧辊工作直径，对应的轧辊工作直径，n表示轧辊转速，则表示轧辊转速，则轧件断面各点出轧辊线速度以轧件断面各点出轧辊线速度以vh表示（轧制速度），则各点的前滑值表示（轧制速度），则各点的前滑值简单断面孔型中轧制时金属的前滑方断面轧件进椭孔时临面分布图（图中方断面轧件进椭孔时临面分布图（图中KCK为临界面）为临界面）若若轧轧辊辊转转速速、孔孔型型形形状状和和尺尺寸寸、轧轧件件形形状状和和尺尺寸寸以以及及轧轧件件轧轧出出速速度度vh不不变变，则则由上式可知，由上式可知，Dki愈小，前滑愈小，前滑Shi愈大。愈大。两个重要结论：两个重要结论：由前滑公式可得，前滑与工作直径成反比由前滑公式可

30、得，前滑与工作直径成反比在出口断面有些点的前滑为负值在出口断面有些点的前滑为负值 这这是是由由于于孔孔型型中中轧轧辊辊各各点点的的速速度度不不同同，而而轧轧件件以以一一个个整整体体（即即以以某某个个平平均均速速度度）流流出出的的缘缘故故，故故滑滑移移临临界界面不是平断面而是向入口面弯曲的曲面面不是平断面而是向入口面弯曲的曲面简单断面孔型中轧制时金属的前滑2.简单断面孔型中轧制时前滑的计算在在孔孔型型中中轧轧制制时时宽宽展展较较大大，不不能能忽忽略略。考考虑虑宽宽展展时时，按按秒秒体体积积相相等等原原理理导导出出前前滑计算公式：滑计算公式：简单断面孔型中轧制时金属的前滑2.简单断面孔型中轧制时前

31、滑的计算简单断面孔型中轧制时金属的前滑如宽展较小，可忽略宽展，则如宽展较小，可忽略宽展，则孔型中计算时，应用轧件轧前、轧后平均高度，计算出平均前滑值孔型中计算时，应用轧件轧前、轧后平均高度，计算出平均前滑值Shp，则，则不均匀变形对轧件尺寸、组织和性能的影响轧件在孔型中变形不均匀对组织、性能和轧件尺寸造成以下影响：轧件在孔型中变形不均匀对组织、性能和轧件尺寸造成以下影响：产生局部断裂产生局部断裂单位变形力提高单位变形力提高塑性降低塑性降低影响轧件形状和尺寸影响轧件形状和尺寸降低产品使用性能降低产品使用性能不均匀变形会改变金属的流动规律，影响轧件的尺寸和形状。简单轧制条件下，金属纵不均匀变形会改

32、变金属的流动规律，影响轧件的尺寸和形状。简单轧制条件下，金属纵向流动量大于横向流动量，即延伸大于宽展。但不均匀变形会改变金属的流向。向流动量大于横向流动量，即延伸大于宽展。但不均匀变形会改变金属的流向。如图所示，异形轧件在平辊上轧制时，左右两端压下大，中间压下小。当两端金属占的如图所示，异形轧件在平辊上轧制时，左右两端压下大，中间压下小。当两端金属占的比例较小时，由于受整体性和外端作用，轧件基本以中部较小的延伸而延伸，左右两端压下比例较小时，由于受整体性和外端作用，轧件基本以中部较小的延伸而延伸，左右两端压下的多余金属则流向横向，使宽展量增加，形成强制宽展。的多余金属则流向横向，使宽展量增加，

33、形成强制宽展。又如工字形孔型中轧制，当腰部延伸大于腿部延伸时，腿部金属有一部分拉向纵向，使又如工字形孔型中轧制，当腰部延伸大于腿部延伸时，腿部金属有一部分拉向纵向，使腿长缩短，造成腿部虽有侧压量，但腿长仍被拉缩现象。腿长缩短，造成腿部虽有侧压量，但腿长仍被拉缩现象。不均匀变形会使轧件内部产生附加应力，若变形后温度较低，不足以消除此附加应力时，不均匀变形会使轧件内部产生附加应力，若变形后温度较低，不足以消除此附加应力时，则将残留于轧件内部形成残余应力，从而降低产品的力学性能。由于不均匀变形使轧件内各则将残留于轧件内部形成残余应力，从而降低产品的力学性能。由于不均匀变形使轧件内各部分的变形程度不同

34、，变形程度大的经再结晶后晶粒细小；变形程度小的，再细晶后晶粒粗部分的变形程度不同，变形程度大的经再结晶后晶粒细小；变形程度小的，再细晶后晶粒粗大，造成组织性能不均，影响了产品寿命。如钢轨，由于轨底加工量不足而造成轨底首先出大，造成组织性能不均，影响了产品寿命。如钢轨，由于轨底加工量不足而造成轨底首先出现裂纹。现裂纹。不均匀变形是型钢生产不可避免的现象，但在孔型设计时应当充分考虑，以将不均匀变不均匀变形是型钢生产不可避免的现象，但在孔型设计时应当充分考虑，以将不均匀变形对产品质量的影响降到最低。一般原则：形对产品质量的影响降到最低。一般原则：尽量把不均匀变形控制在温度较高、塑性较好的尽量把不均匀变形控制在温度较高、塑性较好的前几道。愈接近成品道次应使变形愈均匀。前几道。愈接近成品道次应使变形愈均匀。孔型中轧制时的力能参数计算参见：参见：王有铭主编，王有铭主编，型钢生产理论与工艺型钢生产理论与工艺，p58-70赵松筠，唐文林主编赵松筠，唐文林主编,，型钢孔型设计（第型钢孔型设计（第2版）版），p272-295四辊孔型中的轧制理论参见：参见：王有铭主编，王有铭主编，型钢生产理论与工艺型钢生产理论与工艺，p71-91