《斜横轧理论》复习题-2014.doc

安徽工业大学 斜横轧理论复习题斜横轧理论复习题临界压下率：指斜轧时管坯开始出现撕裂时的直径压下率。开穿温度：一次咬入开始温度。穿出温度：即穿孔温度，表示变形区出口毛管温度。二辊斜轧穿孔机的轧制线：管坯-毛管中心的运行轨迹，亦为顶杆中心线。送进角：对二辊卧式穿孔机而言，指轧辊轴线与轧制线垂直平面上的投影的夹角。轧辊距离：二轧辊之间的最近距离即高点距离。导板距：二导板过渡带工作面之间的最远距离。管坯直径总压下率：管坯总直径压下量比管坯直径。孔型椭圆系数：导板距比辊距。顶前压下率：管坯顶前压下量比管坯直径。顶头前伸量：指顶头前端到轧辊过渡带中心面间的距离。顶杆位置：轧制线方向，轧辊后端面与顶头后端面间的距离。毛管外扩径量：毛管外径减去管坯直径。毛管内扩径量：毛管内径减顶头直径。单位压下量（率）：轧件每转1/N转的半径压下量，或减壁量又称单位压下量，其相对值称为单位压下率。1/N螺距Zx：轧件每1/N转的螺距，以Zx表示。接触迹线：在斜轧变形区长度范围内的任意截面X处，轧辊与轧件都有一个旋转出口点，则所有旋转出口点的集合构成接触迹线。轧辊开度：沿斜轧变形区长度方向X=t截面处，轧件与轧辊的旋转出口点到轧直线的距离，称为截面X=t处的轧辊开度。临界压下率：指斜轧时管坯开始出现撕裂时的直径压下率。切向滑动系数：在变形区接触面上任意横截面上轧辊切向速度与轧件金属质点的切向分速度之比称为切向滑动系数。轴向滑动系数：在变形区接触面上任意截面上轧辊轴向速度与轧件金属质点的轴向速度之比称之为轴向滑动系数1 用文字说明二辊斜轧穿孔机的孔型构成；是由两个相对于轧制线倾斜布置的主动轧辊，两个固定不动的导板（或随动导辊）和一个位于中间的随动顶头构成一个“环行封闭孔型”。2 画出二辊斜轧穿孔机的轧辊形状，并说明各段的功用：采用二段入口锥有何优点？答：分为入口锥，出口锥和轧制带三段 入口锥：曳入管坯并实现管坯穿孔 出口锥：实现毛管减壁，平整毛管表面，均匀厚度和完成毛管归圆 轧制带：起到从入口锥到出口锥之间的过渡带作用，采用二段入口锥是为了改善咬入条件3 画出二辊斜轧穿孔机的顶头形状，并说明各段的功用；平头顶头有何优点？画出二辊斜轧穿孔机的顶头形状:顶尖,穿孔锥,平整锥和反锥等四段构成.顶尖的作用是在穿孔时对准管坯定心孔,便于穿正,同时对管坯中心施加一个轴向力,有一定程度上利于防止预先形成的孔腔.穿孔锥担负管坯穿孔和毛管减壁的任务.平整段的锥角起到毛管均壁和平整毛管内外表面的作用.反锥的作用是防止毛管脱出顶头时产生内划伤,更换式顶头的反锥还起到平整的作用.平头顶尖优点：1.贴合更好2.不易形成折叠4 画出二辊斜轧穿孔的变形区并说明各段要完成的任务；穿孔准备区作用：，1实现一次咬入。2为管坯二次咬入积累足够的剩余摩擦力。3附带的作用促使管坯前端形成一个漏斗凹穴和产生一定艺名应力状态便于顶头对准管坯中央并减小顶头轴向阻力。穿孔区的主要任务：进行管坯穿孔和毛管减壁。平整区起平整毛管内外表面和均匀毛管壁厚的作用。归圆区的作用是靠轧辊将椭圆形的毛管旋转加工成圆形。5 斜轧的运动学特点是什么，斜轧时轧件作螺旋运动的条件是什么？特点：轧件以螺旋运动的形式通过变形区。条件：1轧辊轴线相对轧制线倾斜一个非0角度（送进角）。2轧辊同向旋转。6 何谓斜轧穿孔的一次咬入和二次要咬入？咬入必须同时满足哪二个条件？写出二次咬入条件的基本表达式；一次咬入是轧件接触轧辊，由轧辊带动作螺旋运动而拽入变形区。二次咬入：管坯接触顶头，管坯在轧辊带动下克服顶头阻力而继续拽入变形区，形成稳定过程。咬入必须满足：旋转条件和前进条件。7.斜轧时，轧件与轧辊接触面上的摩擦力方向如何确定？试推导方向角的计算公式；8.有几种解释圆坯斜轧过程中心孔腔形成的理论？综合应力理论是如何解释孔腔形成机理的？有三种：切应力理论，正应力理论、综合应力理论；解释：认为中心破裂或孔型形成是由于中心部位的金属受交变的切应力和很大的拉应力作用的结果。大都属于韧性断裂。9斜轧穿孔过程的力参数有哪些？10现代斜轧穿孔工艺中，为防止孔腔预先形成，穿孔机调整应遵循什么原则？11斜轧穿孔基本变形量的表示方法；12斜轧穿孔有哪几种附加变形？怎样表示？附加变形对穿孔过程有何影响？如何控制？13为什么斜轧穿孔时（入口侧压下螺丝受力与出口侧的不等）？由于有顶头轴向应力Q和导板轴向阻力Ex的作用，以及压制力P的作用不对成等原因，如口侧压下螺丝的压力Pr大于出口侧压下螺丝的压力Pch，一般Pr+Pch=P，Pr/Pch=1.12.3P主要集中在穿孔准备区和穿孔区14狄舍尔（Diescher）穿孔有何优点？（1）圆导盘的圆周线速度大于毛管出口速度，圆导盘对变形区金属施加一个轴向拉力。，可使穿孔效率从0.7提高到0.8以上（2）在送进角小于15度的范围内，采用导盘可以使金属的可穿性比不用导板时的高百分之20以上（3）轧辊上下放置并采用双传动机构，较好的解决了大送进角穿孔机的主传动布置问题，使万向连接始终在小倾角条件下工作，既运动平稳，又不容易磨损。（4）高穿孔效率（5）导盘寿命比导板高4倍（6）提高顶头寿命（7）高穿孔速度和顶头及寿命的提高。（8）导盘造价低15狄舍尔导盘的线速度Ud和直径D d 根据什么原则确定？导盘直径与轧辊直径之比（Dd/Dg）=1.52.0，导盘速度与轧件速度之比，Vd/Vx=1.53.0.16三辊斜轧穿孔的变形与工艺特点；（1）扩大了可靠钢种（或合金）范围（2）改善了毛管内外表面质量（3提高穿孔效率（4）减少单位消耗（5）更换毛管规格方便（6）毛管尺寸比较稳定（7）不是全后滑，有前滑无导向工具（8）顶头轴向压力大（9）不可能出现中心穿孔工艺：二辊能穿薄壁，三辊穿不出薄壁管，主要穿厚板，易出现尾三角17基本概念解释下列术语：1）临界压下率、开穿温度、穿出温度；2）二辊斜轧穿孔机的轧制线、送进角、轧辊距离、导板距、管坯直径总压下率、孔型椭圆系数；3）顶前压下率、顶头前伸量、顶杆位置、毛管外扩径量、毛管内扩径量；4）单位压下量（或单位压下率）、1/n螺距Zx、轴向滑动系数hox、切向滑动系数hoy；5）轧件与轧辊的接触迹线、轧辊半开度。18已知管坯长度LB、直径DB、毛管外径及壁厚DHSH，问LH应为多少？列式说明之；延伸系数Vcr=Fp/Fm=Dp2/4(Dm-Sm)Sm=Lm/LpLm=Dp2*Lp/4(Dm-Sm)*Sm19管坯加热温度如何确定？穿出温度、开穿温度和加热温度三者有何关系？列式说明之？答:决定管坯加热温度的基本依据是:保证毛管穿出温度在该钢号塑性最好的温度范围内.穿出温度(tch),开穿温度(tr),加热温度(tjx)的关系:tjr=tch+tj-tshtR=tjr-tj=tch-tshtj:管坯从出炉至开穿期间的温降;tsh:穿孔时金属的温升20学画二辊斜轧穿孔机轧辊速度分解图、一次咬入时力分解图、计算轧制力矩的力分解图；21了解二辊斜轧穿孔时的Zx、ZH、VHx、VHy、及的计算方法；22二辊斜轧穿孔机调整参数计算的基本步骤（见作业）；23为什么说送进角是斜轧穿孔过程中积极的工艺参数？答：采用大送进角穿孔可以提高穿孔效率，减少纯穿孔时间，提高临界压下率和改善毛管质量，不仅影响穿孔毛管的产量和质量，而且还影响能耗。24、穿制薄壁管与穿制厚壁管在导向工具距离上有何区别，为什么？答：穿厚壁管时导向工具距离应小些，轧制厚管壁轧制压力大，厚管塑性差，对交应变敏感，减少导向工具的距离，可以减小横变形，利于提高毛管质量Lck大反复塑性弯曲现象越明显，Lck大容易出现纵向裂纹，塑性弯曲大，厚管采用小椭圆度24穿制薄壁管与穿制厚壁管在导向工具距离上有何区别，为什么？25斜轧穿孔时，毛管长度受哪些因素的限制？1、长毛管需长顶杆，顶杆易失稳，影响穿孔稳定性。2、长毛管前后温差大，变形抗拉不均，轧机负荷前后变化大，毛管质量受影响3、长毛管穿孔时，顶头停留在穿孔区时间长，易损坏26顶头前伸量变化时，对穿孔毛管质量和穿孔过程有何影响？1、影响穿孔稳定性，2、有利于提高内表面质量3、防止孔腔预先形成4、对穿孔毛管壁厚精确不利5，不利于二次咬入27按你计算的穿孔机调整参数能否得到所要求的毛管横截面尺寸，何故？1、得不到原因：1使用的是简化式2、轧机弹跳3、在按轧制表规定的参数调整好穿孔机后，应在正式生产前用1-3支管坯进行调整试车检查，根据试穿孔情况及毛管几何尺寸检验穿孔机调整是否正确，在穿孔过程中会出现1、穿孔过程跳动，不稳定2前卡或后卡3、毛管尺寸不合4毛管出现内折2轧机调整参数较多，影响因素也复杂，又是靠单一的调整解决不了问题，往往还需要考虑综合的影响因素28穿孔机顶杆直径是如何确定的？答：原则：1、Dgan=0.95Dt;2,考虑顶杆系统刚度要求3公用性好顶杆直径应在保证顶杆从毛管中抽出方便的前提下尽量大,以提高顶杆刚度,减少纵向弯曲29简述变形工具设计的基本原则和要求；30简述穿孔轧辊材质的选择理由；有一定的摩擦系数F，便于咬入，又有一定的耐磨性。31何谓锥形辊穿孔机轧辊入口锥（或出口锥）的工作锥角？与辊面锥角是何关系？32为什么穿孔机轧辊入口锥往往要刻纹（痕）或喷砂，而出口锥不作此种处理？33简述穿孔顶头材质的选择理由；由于顶头在工作时要承受很大的压力和高的热负荷，因此必须采用良好的高温，强度，导热性并耐急冷急热的材料制造34简述影响穿孔顶头寿命的主要因素，穿孔顶头消耗与哪些因素有关？影响顶头寿命的主要因素：（1）材质（2）润滑条件（3）穿孔效率与穿孔速度及热负荷时间（4）所穿的钢种（5）顶头加工精度（6）工作条件， 穿孔顶头消耗:(1）工作条件：穿孔温度，速度，压力（2）热应力（3）所穿钢种材质有关（4）顶头制造与加工材质？35. 斜轧毛管壁厚不均有哪几种形态？产生壁厚不均的因素有哪些？毛管壁厚不均的形态：（1）横向壁厚不均匀（2）纵向壁厚不均匀产生壁厚不均的因素：（1）管坯偏心（2）管坯温度不均（3）顶杆强度不够（4）轧机调整的对称性和同心度不良（5）变形工具精度不高36钢管表面缺陷主要有哪些？采用哪些措施来确保产品的表面质量？内表面缺陷主要有：内折叠保证钢管表面质量主要靠：（1）提高管坯质量和对管坯表面缺陷进行严格清理（2）采用合理的加热制度，合理分配变形系数和正确调整轧机（3）采用耐磨的工具，精确加工孔型并保持工具工作面光洁。37欲进一步提高斜轧穿孔毛管尺寸精度，你有何良方？（1）工具设计精确（2）加热均匀（管坯）（3）调整参数合理（4）顶头加工精确高38如何提高穿孔效率和管坯咬入的可靠性？（1）采用大的送进角（2）小的入口锥角（3）增加曳入力和减小顶头阻力（4）采用导盘作导向工具（5）增大摩擦（6）对带导板的采用小S3839穿孔毛管的横向壁厚不均是怎样产生的，有何危害？怎样才能提高毛管的横向壁厚精度？原因：器具设计不精确。危害：毛管内壁产生螺旋状成偏小无管。措施：提高工具设计加工的精度。（1）工具设计平整段要有足够的长度，锥角合适（2）顶杆与持系统刚度足够大，减小纵向弯曲（3）降低温度不均40请画出狄舍尔穿孔机导盘外环的形状，标出其结构尺寸，并说明为什么要设计成这类形状？41画出平头对心顶头的形状，并说明各段的功用；42斜轧穿孔时，送进角和轧辊转速n的确定依据是什么？同一穿孔机：大Dp采用小艾而发及n同一管坯直径Dp；穿厚壁厚管取艾而发；n的下限而薄壁管则取上限合金钢采用低n，在设备允许的条件下可能采取大艾而发。43何谓“下轧制线轧制”？存在于何种斜轧机上？其目的是什么？会存在什么问题？44何谓伏米切夫（Fomichev）顶头？为什么说现在用Fomichev顶头是有意义的？45穿孔顶头平整段锥角如何设计？46斜轧穿孔过程中，当管坯及总直径压下率一定时，顶前压下率的大小是否为判定二次咬入能否完成的决定性因素？为什么？47防止中心孔腔预先形成的途径有哪些？48锥形辊穿孔效率比桶形辊高吗？49如何理解穿孔过程中温升，对穿孔过程和毛管质量有何影响？为何合金钢穿孔时的温升往往很高？50如何理解穿孔过程的变形均匀性和变形速率的数量级，可能会带来什么后果？51轧辊局部送进角L和局部角速度wL是如何定义的，有何意义？52为何斜轧穿孔机穿出的毛管从头至尾直径不等？壁厚相等吗？53为什么说“陈惠波轧辊曲面”未得到实际应用？54与纵轧定径相比，斜轧定径有何优点？斜轧定径技术为何未得到广泛应用？ 55研究斜轧运动学有何意义？56第 5 页 共 5 页