棒材轧制轧件出口断面形状预测及平均轧辊半径的新计算模型

对圆—椭圆—圆孔型轧制合金钢,提出了接触边界临界点的概念,建立了出口断面形状预测模型,推导出临界点的解和新的等效接触断面面积公式,给出了计算平均轧辊半径的新模型。为验证新模型,完成了棒材轧制试验,并且利用刚塑性有限元法对轧制过程进行了模拟。将不同模型得到的理论结果与实验值和模拟值作比较,证明新模型具有很高的精度,因此可以用于精轧孔型设计和轧制工艺参数的设定。

棒材轧制时平均轧辊半径的新计算模型

在圆-椭圆-圆孔型中轧制合金钢棒材时,提出了接触边界临界点的概念,并且推导出了临界点的解和新的等效接触断面面积公式,给出了计算平均轧辊半径的新模型。为了验证新模型,进行了棒材轧制试验并且利用三维刚塑性有限元法对轧制过程进行了模拟。把不同模型得到的理论结果与实验值和模拟值作了比较后证明新模型具有很高的精度,因此可以作为轧制理论和实践的重要参考。

合金钢棒材轧制的平均轧辊半径计算模型

在合金钢棒材生产中,轧制过程中椭圆与圆孔型对棒材成品的尺寸精度及质量缺陷起决定性作用,在计算轧制工艺规程时一般用平均轧辊半径等效代替轧槽轮廓变化的轧辊半径,因此,平均轧辊半径计算模型的可靠程度对轧制工艺(轧制速度、压下量、轧制力等)的合理选取和产品几何尺寸精度的提升具有重要作用。在现有平均轧辊半径模型基础上,考虑不同合金钢种宽展影响,利用孔型轧制表面轮廓预测模型推导得出变形轧件断面形状与轧制临界点的求解公式,提出了用出口轧件断面面积与临界平均宽度来计算等效矩形平均高度的方法,得到了椭圆与圆孔型平均轧辊半径的新计算模型,并进行了轧制试验验证。试验结果表明,与现有模型相比,新计算模型在一定程度上提高了平均轧辊半径的计算精度。同时,基于合金成分影响系数探究了不同合金钢种轧制变形后的临界点分布对应关系。考虑到孔型侧壁直线的存在,对圆孔型轧制接触状态进行了阶段划分,当合金成分系数较小(碳结钢与珠光体-马氏体钢)时,轧制临界点落于圆弧轧槽上,所有计算模型均有效;当合金成分系数超过1.33(奥氏体钢与铁素体钢)时,轧制临界点扩展至侧壁直线上,原有计算模型失效,轧制工艺参数由新计算模型求解。基于新模型的合金钢种轧制临界分布对棒材轧制钢种变换工艺参数的快速制定具有重要指导意义。