铝合金轧制原理

• 咬入：依靠回转的轧辊与轧件之间的摩擦力，轧辊将轧件拖入轧辊之间的 咬入：依靠回转的轧辊与轧件之间的摩擦力， 现象称为咬入。 现象称为咬入。 • 用力将轧件移至轧辊前，使轧件与轧辊在 、B两点切实接触，如图 所 用力将轧件移至轧辊前，使轧件与轧辊在A、 两点切实接触 如图2.1所 两点切实接触， 此时，轧辊对轧件的作用力为径向力N及切向力 。 示。此时，轧辊对轧件的作用力为径向力 及切与垂直分量 分解成水平分量Tx与垂直分 在A点，将N分解为水平分量 与垂直分量。T分解成水平分量 与垂直分 点 分解为水平分量 与垂直分量。 分解成水平分量 方向相同， 方向相反， 量Ty。Ny、Ty方向相同，使金属产生压缩变形。而Nx、Tx方向相反，Tx 。 、 方向相同 使金属产生压缩变形。 、 方向相反 力求将轧件拖入轧辊之间， 则力求将轧件推出轧辊。 力求将轧件拖入轧辊之间，而Nx则力求将轧件推出轧辊。所以： 则力求将轧件推出轧辊 所以： Nx＞Tx，则轧辊不可能将轧件咬入，轧制过程不能实现； ＞ ，则轧辊不可能将轧件咬入，轧制过程不能实现； Nx＝Tx，则处于平衡状态； ＝ ，则处于平衡状态； Nx＜Tx，则轧辊可将轧件咬入。 ＜ ，则轧辊可将轧件咬入。 由图可看出： 由图可看出： Nx=Nsina Tx=Tcosa=Nfcosa 代入以上三种关系 当Nx＞Tx时， ＞ 时 Nsina＞Nfcosa ＞ tana＞f ＞ 因tanβ=f 即a＞β时，不能自然吸入； ＞ 时 不能自然吸入； 同理: 同理 a＜β时，自然吸入情入理 ＜ 时 a＝β时，极限吸入条件。 ＝ 时 极限吸入条件。
一、轧制基本概念
轧制时， 轧制时 ， 工作轧辊的转动 方向相同， 方向相同，轧件的纵轴线与轧 辊轴线相互平行， 辊轴线相互平行， 这种轧制方 式叫做横扎在铝合金板带材轧 制中很少使用； 制中很少使用； 轧制时， 轧制时 ， 工作轧辊的转动 方向相同， 方向相同，轧件的纵轴线与轧辊 轴线成一定的倾斜角度， 轴线成一定的倾斜角度，这种轧 制方式叫斜轧。 制方式叫斜轧。在生产铝合金管 材和某些异形产品时常用双辊或 多辊斜轧。 多辊斜轧。
二、轧制条件
当轧件被吸入逐渐充满于辊间时，轧件与轧辊的接触面积逐渐增大， 当轧件被吸入逐渐充满于辊间时，轧件与轧辊的接触面积逐渐增大，轧 辊对轧件的合压力的作用点也逐渐内移，最后固定下来为 辊对轧件的合压力的作用点也逐渐内移，最后固定下来为ф
二、轧制条件
2.3 改善咬入条件
1）增加轧辊直径D； ）增加轧辊直径 ； 2）减少压下量。 ）减少压下量。 3）改变轧件或轧辊的表面状态，以提高摩擦角膜 ）改变轧件或轧辊的表面状态， 4）合理的调节轧制速度，实现低速自然咬入。这是因为当轧制速度 ）合理的调节轧制速度，实现低速自然咬入。 降低时，摩擦系数是增大的。 降低时，摩擦系数是增大的。
一、轧制基本概念
b）用相对变形量表示：即用轧制前、后轧件尺寸的相对变化表示的变形量。 ）用相对变形量表示：即用轧制前、后轧件尺寸的相对变化表示的变形量。
c）用变形系数表示：即用轧制前、后轧件尺寸的比值表示变形程度。 ）用变形系数表示：即用轧制前、后轧件尺寸的比值表示变形程度。
二、轧制条件
• 2.1 咬入条件
四、宽展
宽展：指轧件在轧制过程中沿宽度方向上尺寸的变化，也称为横展。 宽展：指轧件在轧制过程中沿宽度方向上尺寸的变化，也称为横展。
4.1宽展的组成 宽展的组成
（1）滑动宽展：被变形金属在与轧辊的接触面上，由于产生相对滑动使轧 ）滑动宽展：被变形金属在与轧辊的接触面上， 件宽展增加的量△ 件宽展增加的量△B1 （2）翻平宽展：是由于接触摩擦力的作用，使轧件侧面的金属，在变形过 ）翻平宽展：是由于接触摩擦力的作用，使轧件侧面的金属， 程中翻到接触表面上，使轧件的宽度增加的量，以△B2表示 程中翻到接触表面上，使轧件的宽度增加的量， 表示 （3）鼓形宽展：是轧件侧面变成鼓形而造成的宽展量，用△B3 ）鼓形宽展：是轧件侧面变成鼓形而造成的宽展量，
4.2 影响宽展的因素
（1）相对压下量增加，宽展增加； ）相对压下量增加，宽展增加； （2）轧制道次愈多，宽展愈小； ）轧制道次愈多，宽展愈小； （3）轧辊直径增加，宽展增加； ）轧辊直径增加，宽展增加； （4）摩擦系数增加，宽展增加； ）摩擦系数增加，宽展增加； （5）轧件宽度增加时，宽展的变化从绝对量上来说是先增加，后来趋于不 ）轧件宽度增加时，宽展的变化从绝对量上来说是先增加， 变
（4）轧制变形的表示方法 ） a）用绝对变形量表示：即用轧制前、后轧件绝对尺寸之差表示。 ）用绝对变形量表示：即用轧制前、后轧件绝对尺寸之差表示。 绝对压下量为轧制前、后轧件厚度H、 之差 之差， 绝对压下量为轧制前、后轧件厚度 、h之差，即：△h=H-h； ； 绝对宽展量为轧制前、后轧件宽度B、 之差 之差， 绝对宽展量为轧制前、后轧件宽度 、b之差，即：△b=b-B； ； 绝对延伸量为轧制前、后轧件长度L、 之差 之差， 绝对延伸量为轧制前、后轧件长度 、l之差，即：△l=l-L。 。
轧制原理
报告人： 报告人：王俊丰
培训内容
1、 轧制基本概念 、 2、 轧制条件 、 3、 前滑与后滑 、 4、 宽展 、 5、 5、 轧制压力 6、 张力 、 7、 润滑 、 8、 喷淋装置结构介绍 、 9、 弯辊示意图 、 10、厚度控制 、 11、板形形态介绍 、 12、轧制产品常见缺陷及消除方法 、
三、前滑与后滑
前滑：在轧制过程中，轧件出口速度 大于轧辊在该处的速度 大于轧辊在该处的速度V， 前滑：在轧制过程中，轧件出口速度Vh大于轧辊在该处的速度 ，既 Vh＞V的现象称为前滑现象。 的现象称为前滑现象。 ＞ 的现象称为前滑现象 • 公式为： 公式为：
• 后滑：轧件进入轧辊的速度Vh小于轧辊在该处的线速度 的水平分量 后滑：轧件进入轧辊的速度 小于轧辊在该处的线速度 小于轧辊在该处的线速度V的水平分量 Vcosa的现象称为后滑现象。 的现象称为后滑现象。 的现象称为后滑现象 • 公式为： 公式为：
其中， ， 其中，D，R—轧辊的直径 轧辊的直径 和半径： 和半径： 压下量。 △h—压下量。 压下量
一、轧制基本概念
（3）接触弧长度（l）：轧件与轧辊相接触的圆弧的水平投影长度，如图 ）接触弧长度（ ） 轧件与轧辊相接触的圆弧的水平投影长度， 1.1中间段 ，所以通常又把 称为变形区长度。 中间段AC，所以通常又把AC称为变形区长度 称为变形区长度。 中间段 两轧辊直径相等时，变形区长度的计算： 两轧辊直径相等时，变形区长度的计算： 第二项与第一项相比小很多，因此可以忽略不计，则接触弧长度公式变为： 第二项与第一项相比小很多，因此可以忽略不计，则接触弧长度公式变为：
一、轧制基本概念
1.1变形区主要参数 变形区主要参数
（1）轧制变形区：轧件承受轧辊作用产生变形的部分称为轧制变形区， ）轧制变形区：轧件承受轧辊作用产生变形的部分称为轧制变形区， 即从轧件入辊的垂直平面到轧件同辊的垂直平面所围成的区域如图1.1中 即从轧件入辊的垂直平面到轧件同辊的垂直平面所围成的区域如图 中 AA1B1B，通常又把它称为几何变形区。 ，通常又把它称为几何变形区。 所示。 （2）咬入角：轧件与轧辊相接触的圆弧对应的圆心角，图1.1中α所示。 ）咬入角：轧件与轧辊相接触的圆弧对应的圆心角， 中 所示 压下量△h(△h=H-h)与轧辊半径 及咬入角a之间关系如下 压下量△ △ 与轧辊半径R及咬入角 之间关系如下 与轧辊半径 及咬入角
三、前滑与后滑
3.2 影响前滑的因素
（1）压下率增加，前滑增加。其原因是由于高向压缩变形增加，纵向和 ）压下率增加，前滑增加。其原因是由于高向压缩变形增加， 横向变形都增加，因而前滑值增加。 横向变形都增加，因而前滑值增加。 减小时前滑增加。 （ 2）轧制厚度 减小时前滑增加 。当轧辊半径和中性角不变时 ，轧件厚 ） 轧制厚度h减小时前滑增加 当轧辊半径和中性角不变时， 度越小，则前滑值越大。 度越小，则前滑值越大。 （3）轧辊直径增加，前滑增加。由前滑计算公式可知，前滑值是随辊径 ）轧辊直径增加，前滑增加。由前滑计算公式可知， 增加而增加的。 增加而增加的。 （4）摩擦系数越大，前滑越大。这是由于摩擦系数增大引起剩余摩擦力 ）摩擦系数越大， 前滑越大。 增加，从而前滑增大。 增加，从而前滑增大。 （5）前张力增加，则使金属向前流动的阻力减少，从而前滑增加；反之， ）前张力增加，则使金属向前流动的阻力减少，从而前滑增加；反之， 后张力增加，后滑增加。 后张力增加，后滑增加。
五、轧制压力
轧制力是轧制工艺和设备设计与控制的重要力学参数， 轧制力是轧制工艺和设备设计与控制的重要力学参数，在现代化轧 机的设计中尤为重要。确定轧制压力的目的是： 机的设计中尤为重要。确定轧制压力的目的是：计算轧辊与轧机其它部 件强度和弹性变形；校核或确定电机的功率，制定压下制度； 件强度和弹性变形；校核或确定电机的功率，制定压下制度；实现板厚 和板形控制挖掘轧机潜力，提高轧机生产率。 和板形控制挖掘轧机潜力，提高轧机生产率。 所谓轧制压力是指轧件对轧辊合力的垂直分量， 所谓轧制压力是指轧件对轧辊合力的垂直分量，即：压下螺丝所承 受的总压力。轧制金属时轧辊的作用力有两个： 受的总压力。轧制金属时轧辊的作用力有两个：一是与接触表面相切的 单位摩擦力T；另一个与接触表面相垂直的单位压力的合力N； 单位摩擦力 ；另一个与接触表面相垂直的单位压力的合力 ；轧制压力 就是这两个力在垂直轧制方向上的投影之和P 如图） 就是这两个力在垂直轧制方向上的投影之和 H（如图）。
三、前滑与后滑
3.1 前滑值的确定
实验法中比较易行的是刻痕法，即在轧辊表面上刻痕，距离为l 实验法中比较易行的是刻痕法，即在轧辊表面上刻痕，距离为l0，轧 制后，在轧件表面的压痕距离为l 则可按以下公式求出前滑值； 制后，在轧件表面的压痕距离为l1,则可按以下公式求出前滑值；
l1 − l 0 × 100% l0
六、张力
张力通常指前后卷筒给带材的拉力或机架之间的相互作用， 张力通常指前后卷筒给带材的拉力或机架之间的相互作用，使带材承受的 拉力。 拉力。 张力在控制过程中的作用： 张力在控制过程中的作用： 1.能降低轧制压力，调整主电机负荷，张力使弯形抗力减小，轧制压力降 能降低轧制压力，调整主电机负荷，张力使弯形抗力减小， 能降低轧制压力 低，能耗下降 2.控制带材厚度，张力能够降低轧制压力，使轧辊的弹性压扁与轧机弹跳 控制带材厚度，张力能够降低轧制压力， 控制带材厚度 减小，在不调压情况下，可将轧件进一步压薄。 减小，在不调压情况下，可将轧件进一步压薄。 3.调整张力，可控制板形 调整张力， 调整张力 张力能够改变轧制压力，影响轧辊的弹性弯曲，从而改变辊缝形状， 张力能够改变轧制压力，影响轧辊的弹性弯曲，从而改变辊缝形状，因此 通过张力的大小，控制辊型，实现板形的控制， 通过张力的大小，控制辊型，实现板形的控制，此外张力能促使金属沿横 向延伸均匀，以获得良好的板形。 向延伸均匀，以获得良好的板形。 4.防止带材跑偏，以获得良好板形 防止带材跑偏， 防止带材跑偏 5.张力为增大卷重，提高轧制速度，实现轧制过程机械化，以及计算机控 张力为增大卷重，提高轧制速度，实现轧制过程机械化， 张力为增大卷重 制创造了条件。 制创造了条件。