轧制工艺学实验指导书 实验一 咬入角和摩擦系数的测定

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1、轧制工艺学实验指导书实验一咬入角和摩擦系数的测定一、实验基本原理由轧制理论可知，轧件与轧辊接触瞬间轧辊对轧件的作用力由图可知，轧辊对制件的径向压力P，还有对轧件的切向摩擦力T。二者互相垂直，当把P、T分解于X轴方向可得四个分力Px、Py、Tx、Ty。Py、Ty是作用在轧件上之垂直力，因上下轧辊对轧件之垂直作用力大小相等、方向相反，但与轧件在X轴方向运动无关，仅能使轧件产生塑性变形。Px、Tx是作用在轧件上之水平分力，当Tx>Px时使轧件向辊缝中心运动，咬入就实现了，当Tx

2、的大小有关，同理Tx也与α角的大小有关。根据库仑干摩擦定律有T=f×P式中T：轧辊对轧件的摩擦力；P：轧辊和轧件之间的径向压力；f：轧辊和轧件之间的摩擦系数。将T、P分解成X、Y轴方向，可得Tx=T×Cosα，Px=P×Sinα。由前Tx>Px可实现咬入，将上述二式代入，并经简化可得：f×PCosα>P×Sinα∴f>Tanα令f=Tanβ则Tanβ>Tanα∴β>α（α：咬入角，β：摩擦角）利用逐渐抬辊法即可测出咬入角大小，也可算出摩擦角的大小，从而求出摩擦系数值。当轧辊进入稳定状态时，轧辊咬入时轧件受力分析对轧件径向压力合力作用点移动到1/2处，则这时的咬入条件，

3、可按上述同样方法导出为：β≥α/2利用上述基本原理可以用实验方法测咬入角，咬入角与摩擦角之间的关系，以及摩擦系数的测定。二、实验目的：用实验方法验证咬入时、稳定轧制时的基本理论。三、实验所用设备、工具、式样：实验轧机、游标卡尺、铅、铝矩形试样，铝的锲形试样。1四、实验方法及步骤：1.精确测量试样尺寸，铅、铝矩形试样的长、宽、高，测三点取其平均值。2.把轧辊压靠并把轧件送到轧辊前，然后逐渐提升上辊，这样h增加、咬入角减少，最后达到轧件开始振动，直至轧辊愈来愈激烈地咬住轧件，使轧件最后咬入，反复进行多次试验，但每次可采用不同的润滑剂及有无推力进行。3.测量轧制后轧件几何尺

4、寸（长、宽、高），并记录在表中，然后按α=arcCos(1—∆h/D),f=Tanα,求得不同条件下的咬入角、摩擦角及摩擦系数。4.将轧辊辊逢调节成小于2mm，辊面和锲形轧件表面均匀地涂上蓖麻油，将轧件轧入，待卡住时断开电机电源，将轧辊抬起测量轧后轧件变形后的变形区的尺寸，测量轧后轧件的长、宽、高，并记录与表中。5.计算出咬入、角摩擦角填于表中。测量轧后轧件H、h根据公式:α=arcCos(1—∆h/D)求出α，从而由稳定轧制过程咬入角和摩擦角的关系：β≥α/2，求得摩擦角，进而求出摩擦系数大小。讨论：1.外力对咬入过程有无影响？为什么？2.润滑剂对咬入角大小有无影响

5、？为什么？3.用最大咬入角法、锲形试件法测量摩擦系数有何不同？各有何优缺点？表：实验结果及计算表试件号材料实验条件H（mm）h（mm）∆h（mm）αf1铅干辊无推力2铅干辊有推力3铝干辊无推力4铝干辊有推力5铅机油润滑有推力6铅机油润滑无推力2实验二宽展及其影响因素一、实验原理：宽展是轧制过程中出现的一种变形形式，他反映了轧件横向变形的大小，由于轧制品种（金属性质）、轧制时压下量的大小、轧辊直径、轧件宽度、外摩擦条件、轧制道次不同，宽展的大小也是不相同的。正确的估计上述各种因素对宽展大小的影响是非常重要的，正确估计宽展量可正确确定轧制所用坯料或钢锭尺寸、降低轧后产品的

6、切边量，提高金属的成材率，降低金属消耗。二、实验目的研究平辊轧制时轧件金属性质不同、轧制时压下量大小、轧件原始宽度、轧制时外摩擦条件、轧制道次对宽展的影响并与理论计算公式计算值进行比较，得出各公试的准确程度。三、实验所用设备、工具、试样二辊冷轧机、游标卡尺、外径千分尺试样分为下述几组：1.研究轧件原始宽度对轧后宽度的影响试样尺寸H×B×L：4×5×100、4×10×100、4×20×100、4×40×100、4×75×100、4×100×1002.各种不同材质的轧件对轧后宽度的影响试样尺寸：4×100×100，材质为：铅、铝、铜。3.压下量大小、外摩擦、轧制道次对轧后

7、宽度的影响试样尺寸：10×50×100铅试样。四、实验方法1.精确测定各种试样的几何尺寸H、B、L，宽度要测量头、中、尾尺寸后取平均值。2.将轧辊辊缝调到2mm左右。3.将第一组试样一次轧成，测量其轧后H、B，测量时也应测头、中、尾尺寸后取平均值填于表中。4.将轧辊辊缝调到2mm左右。5.将4×100×100的铅、铝、铜试样一次轧成，测量其轧后H、B，测量时也应测头、中、尾尺寸后取平均值填于表2中（做本试验时应第一次轧铝试样，轧后再相应调整辊缝，最后轧铅试样，总之尽量使三种试样轧后厚相同）。6.第三组试验（1）取10×50×100铅试样三块，测定其几