Лабораторная работа №2
«Определение технологических параметров процесса прокатки металлов»
Цель работы: изучить технологический процесс прокатки, устройство лабораторного прокатного стана и методики определения основных технологических параметров процесса.
1. Указания по подготовке к работе
Перед проведением работы следует ознакомиться с устройством и принципом работы прокатного стана, материалами, используемыми для листового и сортового проката и требованиями, предъявляемыми к ним.
Необходимо ознакомиться с геометрическими параметрами и физическими характеристиками процесса продольной прокатки, особенностями пластического деформирования металлов при прокатке, настройкой стана и определением его жесткости, со способами повышения гибкости прокатного стана. Произвести расчет основных технологических параметров процесса прокатки.
Для успешного выполнения необходимо ознакомиться с рекомендованной литературой по этой работе [1, 2, 3, 4], изучить данную инструкцию и проанализировать технологический процесс получения изделия листового проката. Рекомендуется ответить на вопросы для самопроверки.
2. ОсновНые положеНиЯ
Известны три основных способа прокатки: продольная, поперечная и поперечно-винтовая. Наиболее распространенная продольная прокатка, которой получают до 90 % всей прокатной продукции, в т.ч. весь сортовой и листовой прокат.
Как и все способы обработки металлов давлением, прокатка основана на использовании пластичности металла. При прокатке металл, как правило, подвергается значительной пластической деформацией сжатия, в связи с чем разрушается его первичная литая структура и формируется более плотная и мелкозернистая структура, что обуславливает повышение качества металла.
Различают горячую и холодную прокатку. Крупный сорт, толстый лист производят методом горячей продольной прокатки; тонкий лист (толщиной менее 4 мм), ленту, мелкий профиль точных размеров – методом холодной продольной прокатки. Горячая прокатка более производительна и экономически выгодна, холодная прокатка обеспечивает более высокую точность и часто является чистовой операцией.
При продольной прокатке (рис. 2.1) заготовка или слиток (полоса) толщиной hо под действием сил трения втягивается в зазор Sо между валками, вращающимися в противоположных направлениях, перемещается перпендикулярно осям валков и деформируется по высоте, длине и ширине.
Рисунок 2.1 – Процесс прокатки в цилиндрических валках
При прокатке зона деформации, образующаяся за счет контактного трения, ограничивается в геометрической области АБВГ (очаг деформации).
Основные геометрические параметры процесса прокатки (рис. 2.1):
АБ – дуга захвата;
α – угол захвата – центральный угол, соответствующий дуге захвата;
D
– диаметр валков (
);
h0, h1 – толщины полосы до и после пропуска между валками;
F0, F1 – площади поперечных сечений полосы до и после пропуска между валками;
l0, l1 – длины полосы до и после пропуска между валками;
b0, b1 – ширина полосы до и после пропуска между валками.
Основные величины, характеризующие процесс прокатки:
1. абсолютное обжатие
(2.1)
2. относительное обжатие
(2.2)
3. абсолютное уширение
(2.3)
4. коэффициент уширения
(2.4)
5. коэффициент вытяжки
. (2.5)