轧制定义和基本原理
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(轧制理论)轧制原理PPT
❖ 轧件端部在轧制中温度氧化铁皮对摩擦影响:端部温度温 降快,温度低使摩擦系数增大,其他部分温度较高摩擦系数小.
❖ 氧化铁皮在咬入时端部与轧辊冲击易脱落,露出金属表面使 摩擦系数增大,而其他部分摩擦系数较低.
二者作用的结果使 kx项数值较小
αy =kx*α=(1.5—1.7)α 实际生产中端部咬入出现打滑现象不能建立稳定轧制
Δh/2
式中 R ---- 轧辊半径。
h R RCos
2
h D(1 COS )
cos 1 h D
sin ＝1 h
2 2R
sin
22
h
R
上式在 100 150 适用
α
A B
D C
Δb/2
变形区任意断面高度hx
hx hx h D(1 co形的表示方法
❖ 变形程度的意义
矩形件变形前后的尺寸
1)轧制时绝对变形量（压下，延伸，宽展）表示
❖ 绝对压下量：Δh＝H－h ❖ 绝对延伸量：Δl＝l －L ❖ 绝对宽展量：Δb＝b －B
❖ 式中 h ，H —— 轧件轧后、轧前高度； l，L—— 轧件轧后、轧前长度；
b，B—— 轧件轧后、轧前宽度；
2 1
)
E1
E1
2
2q
1- E
2 2
2
西奇柯可公式
轧制过程的三阶段
一 咬入阶段
1 咬入阶段：轧件前端与轧辊接触的瞬间起到前 端达到变形区的出口断面（轧辊中心连线）称为咬入 阶段。
2 特点：
（1）轧件的前端在变形区有三个自由端（面），仅后 面有不参与变形的外端（或称刚端） （2）变形区的长度由零连续地增加到最大值。 （3）变形区内的合力作用点、力矩皆不断的变化。 （4）轧件对轧辊的压力由零值逐渐增加到该轧制条件 下的最大值。 （5）变形区内各断面的应力状态不断变化。
❖ 氧化铁皮在咬入时端部与轧辊冲击易脱落,露出金属表面使 摩擦系数增大,而其他部分摩擦系数较低.
二者作用的结果使 kx项数值较小
αy =kx*α=(1.5—1.7)α 实际生产中端部咬入出现打滑现象不能建立稳定轧制
Δh/2
式中 R ---- 轧辊半径。
h R RCos
2
h D(1 COS )
cos 1 h D
sin ＝1 h
2 2R
sin
22
h
R
上式在 100 150 适用
α
A B
D C
Δb/2
变形区任意断面高度hx
hx hx h D(1 co形的表示方法
❖ 变形程度的意义
矩形件变形前后的尺寸
1)轧制时绝对变形量（压下，延伸，宽展）表示
❖ 绝对压下量：Δh＝H－h ❖ 绝对延伸量：Δl＝l －L ❖ 绝对宽展量：Δb＝b －B
❖ 式中 h ，H —— 轧件轧后、轧前高度； l，L—— 轧件轧后、轧前长度；
b，B—— 轧件轧后、轧前宽度；
2 1
)
E1
E1
2
2q
1- E
2 2
2
西奇柯可公式
轧制过程的三阶段
一 咬入阶段
1 咬入阶段：轧件前端与轧辊接触的瞬间起到前 端达到变形区的出口断面（轧辊中心连线）称为咬入 阶段。
2 特点：
（1）轧件的前端在变形区有三个自由端（面），仅后 面有不参与变形的外端（或称刚端） （2）变形区的长度由零连续地增加到最大值。 （3）变形区内的合力作用点、力矩皆不断的变化。 （4）轧件对轧辊的压力由零值逐渐增加到该轧制条件 下的最大值。 （5）变形区内各断面的应力状态不断变化。
轧制理论)轧制原理PPT
数值模拟软件
开发专门的数值模拟软件，如MSC.Marc、ABAQUS等，可实现轧制过程的可视化模拟， 提高模拟的准确性和效率。
模拟结果验证
通过与实际轧制实验数据的对比，验证计算机模拟结果的准确性和可靠性，为实际生产 提供指导。
人工智能技术在轧制理论中的应用
神经网络模型
应用神经网络模型对轧制过程进行建模和预测，可以实现轧制参数 的优化和自适应控制，提高产品质量和生产效率。
制压力和力矩。
05 轧制过程中的温度场和应力场分析
CHAPTER
温度场分析的基本原理和方法
热传导方程
描述物体内部温度分布随时间变 化的偏微分方程，是温度场分析 的基础。
初始条件和边界条
件
确定热传导方程的解，初始条件 为物体初始时刻的温度分布，边 界条件为物体表面与周围环境之 间的热交换情况。
有限差分法
02 轧制变形基本原理
CHAPTER
轧制变形的基本概念
轧制变形
指金属坯料在两个旋转轧辊的缝 隙中受到压缩，产生塑性变形， 获得所需断面形状和尺寸的加工
方法。
轧制产品
通过轧制变形得到的产品，如板材、 带材、线材、棒材等。
轧制方向
金属在轧辊作用下变形的方向，通 常与轧辊轴线平行。
轧制变形的力学基础
利用塑性变形区的滑移线 场，通过数学解析计算轧 制压力。
上限法
基于塑性变形理论的上限 定理，通过构建速度场计 算轧制压力的上限值。
轧制力矩的计算方法
能量法
根据轧制过程中的能量守恒原理，通过计算变形 功来计算轧制力矩。
解析法
基于弹性力学和塑性力学理论，通过数学解析计 算轧制力矩。
有限元法
利用有限元分析软件，对轧制过程进行数值模拟， 从而计算轧制力矩。
开发专门的数值模拟软件，如MSC.Marc、ABAQUS等，可实现轧制过程的可视化模拟， 提高模拟的准确性和效率。
模拟结果验证
通过与实际轧制实验数据的对比，验证计算机模拟结果的准确性和可靠性，为实际生产 提供指导。
人工智能技术在轧制理论中的应用
神经网络模型
应用神经网络模型对轧制过程进行建模和预测，可以实现轧制参数 的优化和自适应控制，提高产品质量和生产效率。
制压力和力矩。
05 轧制过程中的温度场和应力场分析
CHAPTER
温度场分析的基本原理和方法
热传导方程
描述物体内部温度分布随时间变 化的偏微分方程，是温度场分析 的基础。
初始条件和边界条
件
确定热传导方程的解，初始条件 为物体初始时刻的温度分布，边 界条件为物体表面与周围环境之 间的热交换情况。
有限差分法
02 轧制变形基本原理
CHAPTER
轧制变形的基本概念
轧制变形
指金属坯料在两个旋转轧辊的缝 隙中受到压缩，产生塑性变形， 获得所需断面形状和尺寸的加工
方法。
轧制产品
通过轧制变形得到的产品，如板材、 带材、线材、棒材等。
轧制方向
金属在轧辊作用下变形的方向，通 常与轧辊轴线平行。
轧制变形的力学基础
利用塑性变形区的滑移线 场，通过数学解析计算轧 制压力。
上限法
基于塑性变形理论的上限 定理，通过构建速度场计 算轧制压力的上限值。
轧制力矩的计算方法
能量法
根据轧制过程中的能量守恒原理，通过计算变形 功来计算轧制力矩。
解析法
基于弹性力学和塑性力学理论，通过数学解析计 算轧制力矩。
有限元法
利用有限元分析软件，对轧制过程进行数值模拟， 从而计算轧制力矩。
轧制原理第一章第一讲
2) 充满变形区阶段 轧件被咬入后，随着轧辊的转动，轧件前端AB由入口断面向 出口断面运动，直至充满变形区，此阶段称为”充满变形区 阶段”，见图1(b)。
3) 稳定轧制阶段 轧件前端运行出轧辊后，一般情况下就不存在咬入问题了，
。 故此时为稳定轧制阶段,见图1(c)
a
(a)
(b)
(c)
图1 轧制过程三阶段示意
F0 1F1，F1 2 F2，F2 3 F3 ，Fn1 n Fn
而
n
F0 Fn 12 3 n
i
n p
i 1
有
p n
③ 压下率之间的关系
这里指积累压下率与道次压下率（与)之间的关系，根据定
义，积累压下率为 道次压下率为
h0 hn h0
1
h0 h0
h1
2
h1 h2 h1
n
1.1.2 变形区基本参数计算
1. 压下,宽展及延伸变形
设工件在轧制前的尺寸为及（断面积），轧制后变为及 （断面积），则变形区内的高度、宽度及长度方向的变形 参数可列为下表1-1
表1-1 各种变形参数的表示
压下
绝对变形 相对变形 变形系数 对数变形系数
h H h e1 h H H h
lnH h
2. 各参数之间的关系 ① 变形系数之间的关系：
根据体积不变条件，有 H B L h b l 1
h b l 1, 1 1, 也即 ln 1 ln ln 0
H BL
可见变形系数之间满足体积不变条件。
② 延伸系数之间的关系 这里指总延伸系数、道次延伸系数、平均延伸系数，即三者 之间的关系。根据定义，有
宽展 b b B e2 b B b B
lnb B
延伸 l l L e3 l L l L
3) 稳定轧制阶段 轧件前端运行出轧辊后，一般情况下就不存在咬入问题了，
。 故此时为稳定轧制阶段,见图1(c)
a
(a)
(b)
(c)
图1 轧制过程三阶段示意
F0 1F1，F1 2 F2，F2 3 F3 ，Fn1 n Fn
而
n
F0 Fn 12 3 n
i
n p
i 1
有
p n
③ 压下率之间的关系
这里指积累压下率与道次压下率（与)之间的关系，根据定
义，积累压下率为 道次压下率为
h0 hn h0
1
h0 h0
h1
2
h1 h2 h1
n
1.1.2 变形区基本参数计算
1. 压下,宽展及延伸变形
设工件在轧制前的尺寸为及（断面积），轧制后变为及 （断面积），则变形区内的高度、宽度及长度方向的变形 参数可列为下表1-1
表1-1 各种变形参数的表示
压下
绝对变形 相对变形 变形系数 对数变形系数
h H h e1 h H H h
lnH h
2. 各参数之间的关系 ① 变形系数之间的关系：
根据体积不变条件，有 H B L h b l 1
h b l 1, 1 1, 也即 ln 1 ln ln 0
H BL
可见变形系数之间满足体积不变条件。
② 延伸系数之间的关系 这里指总延伸系数、道次延伸系数、平均延伸系数，即三者 之间的关系。根据定义，有
宽展 b b B e2 b B b B
lnb B
延伸 l l L e3 l L l L
控制轧制与控制冷却培训
控制轧制与控制冷却培训一、轧制的基本原理和过程1. 轧制的概念和分类：介绍了轧制的定义和轧制根据加工方式和加工精度的不同可以分为粗轧和精轧。
2. 轧制的基本原理：介绍了轧制的原理，包括材料变形、变形力和摩擦力。
3. 操作技巧和注意事项：介绍了轧机的操作技巧和相关的注意事项，包括轧机的启动、停止和维护等内容。
二、控制轧制的关键参数1. 温度控制：介绍了轧制过程中温度的控制方法和关键参数。
2. 轧制力和轧制速度：介绍了轧制过程中轧辊的力和速度的控制方法和关键参数。
3. 压下量：介绍了轧制过程中的压下量的控制方法和关键参数。
三、冷却的基本原理和过程1. 冷却的概念和分类：介绍了冷却的定义和冷却方式的分类。
2. 冷却的基本原理：介绍了冷却的原理，包括热量传递和温度控制。
3. 操作技巧和注意事项：介绍了冷却设备的操作技巧和相关的注意事项，包括冷却水的供应和冷却温度的控制等内容。
四、控制冷却的关键参数1. 冷却水温度：介绍了冷却过程中冷却水温度的控制方法和关键参数。
2. 冷却水流量：介绍了冷却过程中冷却水流量的控制方法和关键参数。
3. 冷却时间：介绍了冷却过程中冷却时间的控制方法和关键参数。
五、轧制与冷却的协调控制1. 轧制和冷却的关联性：介绍了轧制和冷却之间的关联性，以及对产品性能和质量的影响。
2. 控制系统的应用：介绍了轧制和冷却中常用的控制系统，包括自动控制系统和人工控制系统等。
3. 故障处理和维护：介绍了轧制和冷却中常见的故障处理方法和设备维护技巧。
以上是本次控制轧制与控制冷却培训的主要内容概要，希望通过此次培训，能够提高操作工人对控制轧制与控制冷却的理解和技能，为公司的生产和产品质量提升贡献力量。
六、安全生产培训1. 轧制和冷却设备的安全操作规程：介绍了轧制和冷却设备的安全操作规程，包括设备启动、停止和紧急情况的处理等内容，以确保操作人员的安全。
2. 安全防护措施：介绍了轧制和冷却设备的安全防护措施，包括安全防护装置的使用和维护，以减少事故发生的可能性。
轧制的原理
轧制的原理
轧制是一种重要的金属加工方法，它通过辊轧将金属坯料压制成所需形状和尺寸的工件。
轧制的原理主要包括塑性变形、应力变形和金属流动等几个方面。
首先，塑性变形是轧制的基本原理之一。
在轧制过程中，金属坯料受到辊轧的挤压和拉伸作用，从而使其发生塑性变形。
金属坯料的晶粒在受力的作用下发生滑移和再结晶，从而改变了原来的形状和尺寸，最终形成所需的工件。
其次，应力变形也是轧制的重要原理之一。
在轧制过程中，金属坯料受到的应力会引起其内部结构和形状的变化。
通过合理控制轧制过程中的应力分布和应力状态，可以实现金属坯料的塑性变形和加工成形，从而得到符合要求的工件。
另外，金属流动也是轧制的关键原理之一。
在轧制过程中，金属坯料受到辊轧的挤压和变形，金属内部的晶粒和晶界会发生流动和重组，从而改变了金属的形状和结构。
通过合理控制金属的流动和变形，可以实现金属坯料的加工成形，从而得到满足要求的工件。
总的来说，轧制的原理是通过塑性变形、应力变形和金属流动等方式，将金属坯料加工成所需形状和尺寸的工件。
在轧制过程中，需要合理控制轧制参数和工艺流程，以确保金属的加工质量和工件的精度。
同时，还需要注意金属的热处理和表面处理，以提高工件的性能和表面质量。
通过对轧制原理的深入理解和掌握，可以更好地应用轧制技术，实现金属加工的高效、精密和可靠。
3.2 轧制解析
3．2 轧制 3．2．1 轧制过程及基本原理 • 什么是轧制？ 指金属坯体经过转动轧辊间的
缝隙，产生压缩变形，主要在长度
方向产生延伸的过程。
轧制演示
•
轧制的目的
成形 改质、提高性能
• 轧制得到广泛应用，大部分金属以轧态使用。如：
• 钢材 90% • 铝及合金 35—45% • 铜及合金 60—70%
板带材轧制
管材轧制 型材轧制
线材轧制
3．2．3
以简单理想轧制过程为例，阐述轧制过程的基本概念。 • 简单理想轧制过程：两轧辊均被驱动，
直径相等，转速相同，轧件的机械性 质及运动均匀，无外加推力或拉力作
用，靠轧辊力实现轧制的过程。
• 轧制过程如图5-23示意图所示。
变形区 — 轧件在轧辊作用下产 生变形的区域。
外区或刚端 — 变形区以外两端 不产生变形区域。
轧制力 P 可按下式计算：
P B p
0
a
a r dX dX dX cos B t sin B t sin r 0 cos cos cos
p — 作用在轧件上的单位压力 t — 单位接触摩擦力 — 变形区内任一角度
B b0 b1 2
轧件平均宽度
第一项单位压力 p 的垂直分量
3. 按轧件、轧辊的位置和相对运动关系分类
纵轧 初、板带材、型、线轧 制 转体 横轧 齿轮、车轮、车轴等回 斜轧 管材、钢球等变截面件
图5-30
4. 按轧制产品成形特点分类
一般轧制 特殊轧制 周期轧制 施压轧制 弯曲成形
5. 按轧制产品形状分类
轧辊入口-中性面之间的区间—后滑区 中性面-轧辊出口之间的区间—前滑区，对应的轧辊圆心角称为中性角
缝隙，产生压缩变形，主要在长度
方向产生延伸的过程。
轧制演示
•
轧制的目的
成形 改质、提高性能
• 轧制得到广泛应用，大部分金属以轧态使用。如：
• 钢材 90% • 铝及合金 35—45% • 铜及合金 60—70%
板带材轧制
管材轧制 型材轧制
线材轧制
3．2．3
以简单理想轧制过程为例，阐述轧制过程的基本概念。 • 简单理想轧制过程：两轧辊均被驱动，
直径相等，转速相同，轧件的机械性 质及运动均匀，无外加推力或拉力作
用，靠轧辊力实现轧制的过程。
• 轧制过程如图5-23示意图所示。
变形区 — 轧件在轧辊作用下产 生变形的区域。
外区或刚端 — 变形区以外两端 不产生变形区域。
轧制力 P 可按下式计算：
P B p
0
a
a r dX dX dX cos B t sin B t sin r 0 cos cos cos
p — 作用在轧件上的单位压力 t — 单位接触摩擦力 — 变形区内任一角度
B b0 b1 2
轧件平均宽度
第一项单位压力 p 的垂直分量
3. 按轧件、轧辊的位置和相对运动关系分类
纵轧 初、板带材、型、线轧 制 转体 横轧 齿轮、车轮、车轴等回 斜轧 管材、钢球等变截面件
图5-30
4. 按轧制产品成形特点分类
一般轧制 特殊轧制 周期轧制 施压轧制 弯曲成形
5. 按轧制产品形状分类
轧辊入口-中性面之间的区间—后滑区 中性面-轧辊出口之间的区间—前滑区，对应的轧辊圆心角称为中性角
棒材工艺轧制原理
棒材工艺轧制生产线的布局
• 热轧生产线：热轧生产线主要包括加热炉、轧机、冷却设备等 • 冷轧生产线：冷轧生产线主要包括矫直机、剪切机、冷床等 • 在线轧制生产线：在线轧制生产线主要包括连轧机、飞剪、卷取机等
棒06材工艺轧制技术的发展与展 望
棒材工艺轧制技术的 最新进展
• 棒材工艺轧制技术的最新进展 • 高性能轧制技术：通过优化轧制工艺，提高金属的力学性能和 表面质量 • 智能化轧制技术：利用计算机技术和传感器技术，实现轧制过 程的自动化和智能化 • 环保节能轧制技术：通过优化生产工艺和设备，降低能源消耗 和环境污染
棒材工艺轧制技术的未来挑战
• 技术难题：解决棒材工艺轧制过程中的技术难题，提高 产品质量和生产效率 • 市场竞争：应对市场竞争，提高棒材工艺轧制技术的竞 争力和市场份额
THANK YOU FOR WATCHING
谢谢观看
棒材工艺轧制的基本原理及其影响因素
棒材工艺轧制的基本原理
• 金属在塑性变形过程中的晶格位错和滑移 • 通过改变金属的晶粒形状和晶粒大小来实现塑性变形
棒材工艺轧制的影响因素
• 轧制温度：影响金属的塑性和流动性 • 轧制速度：影响金属的变形速度和冷却速度 • 轧制压力：影响金属的变形程度和密度 • 轧制间隙：影响金属的变形均匀性和表面质量
轧制间隙的调整
• 自动调整：通过自动控制系统实时调整轧制间隙 • 手动调整：根据轧制过程中的实际情况手动调整轧制间 隙
棒03材工艺轧制过程中的组织性 能变化
轧制过程中的微观组织演变
金属在轧制过程中的微观组织变化
• 晶粒形状和大小的变化：轧制过程中晶粒逐渐拉长，晶 粒大小减小 • 晶格位错和滑移的产生：轧制过程中晶格位错和轧制技术的发展趋势 • 高生产效率：提高轧制速度，提高生产效率，降低生产成本 • 高质量：提高金属的力学性能和表面质量，满足市场需求 • 环保节能：降低能源消耗和环境污染，实现可持续发展
• 热轧生产线：热轧生产线主要包括加热炉、轧机、冷却设备等 • 冷轧生产线：冷轧生产线主要包括矫直机、剪切机、冷床等 • 在线轧制生产线：在线轧制生产线主要包括连轧机、飞剪、卷取机等
棒06材工艺轧制技术的发展与展 望
棒材工艺轧制技术的 最新进展
• 棒材工艺轧制技术的最新进展 • 高性能轧制技术：通过优化轧制工艺，提高金属的力学性能和 表面质量 • 智能化轧制技术：利用计算机技术和传感器技术，实现轧制过 程的自动化和智能化 • 环保节能轧制技术：通过优化生产工艺和设备，降低能源消耗 和环境污染
棒材工艺轧制技术的未来挑战
• 技术难题：解决棒材工艺轧制过程中的技术难题，提高 产品质量和生产效率 • 市场竞争：应对市场竞争，提高棒材工艺轧制技术的竞 争力和市场份额
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棒材工艺轧制的基本原理及其影响因素
棒材工艺轧制的基本原理
• 金属在塑性变形过程中的晶格位错和滑移 • 通过改变金属的晶粒形状和晶粒大小来实现塑性变形
棒材工艺轧制的影响因素
• 轧制温度：影响金属的塑性和流动性 • 轧制速度：影响金属的变形速度和冷却速度 • 轧制压力：影响金属的变形程度和密度 • 轧制间隙：影响金属的变形均匀性和表面质量
轧制间隙的调整
• 自动调整：通过自动控制系统实时调整轧制间隙 • 手动调整：根据轧制过程中的实际情况手动调整轧制间 隙
棒03材工艺轧制过程中的组织性 能变化
轧制过程中的微观组织演变
金属在轧制过程中的微观组织变化
• 晶粒形状和大小的变化：轧制过程中晶粒逐渐拉长，晶 粒大小减小 • 晶格位错和滑移的产生：轧制过程中晶格位错和轧制技术的发展趋势 • 高生产效率：提高轧制速度，提高生产效率，降低生产成本 • 高质量：提高金属的力学性能和表面质量，满足市场需求 • 环保节能：降低能源消耗和环境污染，实现可持续发展
轧制的基本原理和特性分析
若压下量不变而增加压下率（减小h0和h1），则宽展的 增加要慢一些，因为变形区长度不变。
h/h0
h,mm
(a) 当Δh、h0、h1为常数，低碳钢，轧制温度为900ºC和轧制速度为1.1 m/s时， Δb与r的关系；
(a) (b) 当h0、h1为常数，低碳钢，轧制温度为900ºC和轧制速度为1.1 m/s时， (b) Δb与Δh的关系。
• 工具形状有利于延伸。
Nx
Tx
T
N
2 轧制过程中的宽展
• 轧件在宽度方向线尺寸的变化，即绝对宽展称为宽展。 bb1 b0
• 轧制中的宽展可能是希望的，也可能是不希望的，视轧制 产品的断面特点而定。当用窄坯料轧成宽成品时希望有宽 展，若是从大断面坯料轧成小断面产品时，则不希望有宽 展。无论在那种情况下，均必须掌握宽展变化规律及正确 计算它，在孔型中轧制则更为重要。
1cosh
2R
sin 1 h
2 2R h
R
sin 1(1cos)
22
sin
22
变形区长度 l
轧件与轧辊之接触弧的水平投影长度，称为变形区长度。
l2 R2(Rh)2 2
l Rh h2 4
l Rh
1.3 体积不变条件
对于消除了铸态组织的已变形金属，塑性加工时金属的密 度变化很小或者不变。
变形区中高度为hx的任意断面上的变形速度为：
ddxh/d t 1dxh2vy
dt hx
hx dt hx
平均变形速度
h0 h1 h 0
t
t R v
h R
h0 h1
v
h0
R(h0 h1)
各种轧机的平均变形速度
1.6 咬入条件
Nx Tx
h/h0
h,mm
(a) 当Δh、h0、h1为常数，低碳钢，轧制温度为900ºC和轧制速度为1.1 m/s时， Δb与r的关系；
(a) (b) 当h0、h1为常数，低碳钢，轧制温度为900ºC和轧制速度为1.1 m/s时， (b) Δb与Δh的关系。
• 工具形状有利于延伸。
Nx
Tx
T
N
2 轧制过程中的宽展
• 轧件在宽度方向线尺寸的变化，即绝对宽展称为宽展。 bb1 b0
• 轧制中的宽展可能是希望的，也可能是不希望的，视轧制 产品的断面特点而定。当用窄坯料轧成宽成品时希望有宽 展，若是从大断面坯料轧成小断面产品时，则不希望有宽 展。无论在那种情况下，均必须掌握宽展变化规律及正确 计算它，在孔型中轧制则更为重要。
1cosh
2R
sin 1 h
2 2R h
R
sin 1(1cos)
22
sin
22
变形区长度 l
轧件与轧辊之接触弧的水平投影长度，称为变形区长度。
l2 R2(Rh)2 2
l Rh h2 4
l Rh
1.3 体积不变条件
对于消除了铸态组织的已变形金属，塑性加工时金属的密 度变化很小或者不变。
变形区中高度为hx的任意断面上的变形速度为：
ddxh/d t 1dxh2vy
dt hx
hx dt hx
平均变形速度
h0 h1 h 0
t
t R v
h R
h0 h1
v
h0
R(h0 h1)
各种轧机的平均变形速度
1.6 咬入条件
Nx Tx
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1. 变形区主要参数
• R-轧辊半径 • α—咬入角 • L—变形区长度，是接触弧（α对应
的弧度）的水平投影 • h0, h1—轧件入口厚度和轧后厚度 • L0, L1 —轧件轧制前后的长度 • b0, b1 —轧件轧制前后的宽度
工艺参数的定义
hh0h12R(1co)s压 下 量
R2R2h2
4. 按轧制产品成形特点分类
一般轧制
特殊轧制 周期轧制
施压轧制 弯曲成形
5. 按轧制产品形状分类
板带材轧制 管材轧制 型材轧制 线材轧制
一、板带材轧制
(1) 板带材 板带材是板材和带材的总称。
板材指裁剪成定尺长度品的产 带材板卷成卷生产供应
板带材的几何外形特征用宽厚比B/H表征。 B/H的大小代表了生产技术的难度。
咬入条件—轧件与轧辊接触后，轧辊能把轧件拉入辊缝进行 轧制的必要条件。
1. 开始咬入的情况 轧辊与轧件的受力关系如图所示
N—施加轧件上的力 T—摩擦力 Nx , Tx分别为其水平分量
- 轧件作用力方向与出 口区间的夹角
- 轧件端部与出口的夹 角
N—施加轧件上的力 T—摩擦力 Nx ,Tx分别为其水平分量
（2）分类 ① 板带材按厚度分为三大类：
中4 ~ 20 mm
中 厚 板
厚
20
~
60 mm
薄 板
和
带材
特厚 02
60 mm ~ 4 mm
极
薄带
材
和薄
材
0 001 ~ 0 2 mm
② 按用途可分为：
造船板、锅炉、桥梁、压力容器、汽车、镀层（镀锡、锌）、电工、 屋面、深冲等。
③ 按材料类别
此时的咬入条件为：
2
① 当 = （轧制开始时），咬入条件
2
② 当 = 0 时（轧件充满变形区），则 2
4. 轧制压力 (1) 轧制压力的概念
轧制压力是轧制时轧辊施加于轧件的变形力，但通常，轧件 施加于轧辊总压力的垂直分量称为轧制压力，见图5-25
第一项单位压力 p 的垂直分量 第二、三项分别为前、后滑区单位摩擦力 t 的垂直分量，方向不同。通
轧辊入口 后滑区
中性面
前滑区 轧辊出口
由变形区力平衡和几何条件分析，可导出轧制过程变形 与几何条件的内在联系，计算得中性角
2
1
2
轧辊入口
- 中性角 - 咬入角 - 摩擦角，据库仑定律确定
后滑区
中性面
TNf tanf 摩 摩擦 擦角 系数
N—施加轧件上的力 T—摩擦力
前滑区 轧辊出口
3. 咬入条件
3. 冷带钢轧制
(1) 概要 ❖ 冷轧带钢和薄板
2. 按轧制产品分类
半成品轧 制 即轧成各种尺寸的 开坯 坯料 成品轧精 粗 制轧 轧高 小温 变、 形大压下量
3. 按轧件、轧辊的位置和相对运动关系分类
纵 轧初 、 板 带 材 、 型 、制线 轧 横 轧齿 轮 、 车 轮 、 车 轴转等体回 斜 轧管 材 、 钢 球 等 变 截 面 件
图5-30
板带钢、有色金属板带。
（3）板带材的技术要求：
尺寸精度 板形 表面粗糙度 性能
（4）板带材的生产方式
1. 中厚板轧制
• 原始材料：扁锭、初轧
板坯、连铸板坯、压铸 板坯。
• 轧制生产工艺流程图
• 轧制工艺
轧制工艺分三阶段： 成形轧制 --- 展宽轧制 --- 精轧
• 钢板生产：
板坯可达 80 110 t
由力平衡关系，有
NX TX 时，轧件咬入辊缝，则咬入的条件为：
N X TX
N
sin
T
cos
T N tan
据库仑定律：
TNf
tanf 摩 摩
擦 擦
系 角
数
则咬入条件为：
2. 咬入以后的情况
咬入后，在建立稳定的轧制过程中，轧辊对轧件的作用力方向改变。 设：作用力方向与出口区间的夹角 为，轧件端部与出口的夹角为
2) 计算：
M Pa
P
pF
p
(b0
b1) 2
a Rh
Rh
Ψ-力臂系数，一般取0.3-0.6
Mp(b0 b1)Rh 2
在简单轧制情况下，驱动两辊的轧制力矩
MM1M2
MpRh (b0b1)
3．2．2 轧制方法 1. 按轧制温度分类
热轧 变形容易、易 皮产 、生 表氧 面化 粗糙 动、 大尺 冷轧 力性好、尺寸精确高
轧制定义和基本原理
轧制
• 定义：
--金属(或非金属)材料在旋转轧辊的压力作用下，产生连 续塑性变形，获得要求的截面形状并改变其性能的方 法。
--轧制：将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形 状），因受轧辊的压缩使材料截面减小，长度增加的 压力加工方法，这是生产钢材最常用的生产方式，主 要用来生产型材、板材、管材。
Rh4h2
Rh变
形
区
压下系数
h0 h1
压下率
h h 0 100 %
延伸系数
宽展
b
b1
l1 l0
b0
2. 轧制过程的金属流动
设：轧件无宽展，垂直截面水平流动速度相同，则按体积不变条件可知， 变形区流动速度变化：
• 在轧辊入口：金属的流动速率 < 轧辊表面圆周速度 • 在轧辊出口：金属的流动速率 > 轧辊表面圆周速度 • 则在变形区存在一个金属流速 = 轧辊表面园周速度的地方→中性面 轧辊入口-中性面之间的区间—后滑区 中性面-轧辊出口之间的区间—前滑区，对应的轧辊圆心角称为中性角
常这两项比较小，工程上可以忽略，则有：
PB0 pcdoxc s osB0 pdx
取平均值形式，有：
P pF
P – 轧制压力 p – 平均单位压力 F – 接触面积（水平投影面积）
5. 轧制力矩
1) 定义：轧制压力 P 与其作用点到轧制中心线距离（力臂） a 的乘 积，是确定轧制的主电机和轧辊传动机构负荷的重要参数。
以简单理想轧制过程为例，阐述轧制过程的基本概念。
• 简单理想轧制过程：两轧辊均被驱动， 直径相等，转速相同，轧件的机械性 质及运动均匀，无外加推力或拉力作 用，靠轧辊力实现轧制的过程。
• 轧制过程如图5-23示意图所示。
❖ 变形区 — 轧件在轧辊作用下产 生变形的区域。
❖ 外区或刚端 — 变形区以外两端 不产生变形区域。
轧
速
7.5m
/s
钢
板
最Leabharlann 大长度65 m
最 大 宽 度 5 .3 m
2. 热带钢轧制
热轧带钢 1.28—8mm
600mm窄带钢 600mm宽带钢
原料：连铸板坯、初轧板坯。 轧制工艺：工艺基本与中厚板相同，但要限制展宽。
粗轧四辊大能力轧机 精轧6 8架四辊轧机
轧制钢种
普碳钢 低合金钢 不锈钢 硅钢