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薄带被广泛地应用于电子和仪器仪表等工业。随着科技的发展,用户对薄带产品的需求量逐步增加,对其质量的要求也越来越高。因此,如何改善板形及提高尺寸精度成为钢铁企业及研究者所关心的问题。由于冷轧产品具有尺寸精确,表面光滑等优点,薄带多采用冷轧的方法来生产。但是由于现代轧制理论中的“最小可轧厚度”的限制,当薄带厚度达到某一定值后,即使增加压力,轧件也不可能再变薄。因此引入了异步轧制的新技术。在四辊轧机上,利用异步轧制的方法成功打破了“最小可轧厚度”的限制,可将轧件进一步轧薄,并且显著降低了轧制压力。在国内许多中小企业,四辊轧机上都还没有安装液压弯辊系统,因此,在轧制薄带时,工作辊的边部就会发生接触压扁,在这种情况下的轧辊的力学模型及轧件的变形都发生了很大的改变,尤其是在异步轧制的条件下。可是目前为止,对此问题还没有系统深入的研究,因此工作辊边部接触条件下的薄带冷轧成为一个新的课题。
本文利用修正的影响函数建立了工作辊边部接触条件下轧辊的力学及变形模型,计算了由于弯曲力与剪切力引起工作辊与支撑辊的变形;计算了由于工作辊与支撑辊及轧件间的弹性压扁引起变形;描述了工作辊与支撑辊、工作辊与轧件、上下工作辊之间的变形协调关系。本论文采用迭代算法计算轧辊的变形及板形。根据构建计算框图,编写C语言程序,得到模拟结果。根据模拟结果分析工作辊边部接触对轧制压力、辊间接触压力及板形的影响;轧件宽度对轧制压力、辊间接触压力及板形的影响;工作辊及轧辊间的横向摩擦系数对板形的影响;在异步轧制的情况下,上下工作辊的速度比及半径比对轧制压力、辊间压力、板凸度、搓轧区长度及工作辊边部接触长度的影响。同时,也探讨了轧件与上下工作辊的摩擦系数的比及压下率对板凸度的影响。
本文还设计了工作辊边部接触条件下的薄带的异步轧制实验。通过整理实验数据,分析了压下率和润滑条件对轧制压力及轧制力矩的影响;轧件宽度和轧制速度对轧制压力及轧制力矩的影响等。
对比模拟及实验数据,总结规律,得出各轧制参数对轧制压力及板形的影响规律,从而为优化轧制工艺参数提供依据。