›
›

Bài giảng Nhập môn điểu khiển quá trình công nghiệp - Chương 13: Metal-rolling processes and equipment_p316

Download
Chapter 13: METAL-ROLLING PROCESSES AND EQUIPMENT_p316  
CONTENTS  
1
2
3
4
Introduction  
p.316  
p.318  
p.322  
p.325  
The Flat-rolling Process  
Flat-rolling Practice  
Rolling Mills  
5 Various Rolling Processes and Mills p.327  
Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.  
ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.  
1
Chapter 13: METAL-ROLLING PROCESSES AND EQUIPMENT_p316  
1. Introduction  
Cán là quá trình làm giảm độ  
dày hoặc thay đổi mặt cắt  
ngang của một phôi dài bởi lực  
nén áp dụng thông qua một tập  
hợp các trục  
Cán, chiếm khoảng 90 % của tất  
cả các kim loại được sản xuất.  
Các quá trình gia công kim loại ,  
đã được phát triển đầu tiên vào  
cuối năm 1500 .  
Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.  
ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.  
2
Chapter 13: METAL-ROLLING PROCESSES AND EQUIPMENT_p316  
Slab: dạng tấm  
Billet: dạng thanh  
Bloom: dạng định hình  
Figure 13.1 Schematic outline of various  
flat-rolling and shape-rolling processes.  
Source: After the American Iron and Steel  
Institute.  
Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.  
ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.  
3
Chapter 13: METAL-ROLLING PROCESSES AND EQUIPMENT_p316  
1. Introduction  
Cán nóng: Từ cấu trúc hạt thô, giòn, xốp của phôi ( hoặc các kim  
loại đúc liên tục ) được chia thành một cấu trúc có kích thước hạt  
mịn hơn và cơ tính nâng cao, làm tăng sức bền và độ cứng  
Cán nguội :Các sản phẩm cán có sức bền cao hơn, độ cứng và có  
bề mặt tốt hơn . Tuy nhiên , nó đòi hỏi nhiều năng lượng hơn ( bởi  
vì sức bền cao hơn của vật liệu ở nhiệt độ thường )  
Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.  
ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.  
4
Chapter 13: METAL-ROLLING PROCESSES AND EQUIPMENT_p316  
Các loại sản phẩm cán:  
(Dựa vào tỉ lệ giữa chiều dày và chiều  
rộng)  
Plates : chiều dày lớn hơn 6mm, dùng  
cho các công trình lớn như: cầu, máy  
móc, vỏ lò phản ứng hạt nhân... Có khi  
lớn hơn 300mm  
Sheets : chiều dày nhỏ hơn 6mm được sử dụng trong chế tạo ô tô, thân máy bay,  
dung cụ gia đình….  
Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.  
ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.  
5
Chapter 13: METAL-ROLLING PROCESSES AND EQUIPMENT_p316  
0.7 mm  
1.8 mm  
http://www.arabianaerospace.aero  
http://prettycarz.com  
1.9 mm  
0.003 mm  
http://widebodyaircraft.nl  
http://media.fredaldous.co.uk  
Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.  
ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.  
6
Chapter 13: METAL-ROLLING PROCESSES AND EQUIPMENT_p316  
13.2 The Flat-rolling Process  
Figure 13.2 (a) Schematic illustration of the flat-rolling process. (b) Friction forces acting  
on strip surfaces. (c) Roll force, F, and the torque, T, acting on the rolls. The width of the  
strip, w, usually increases during rolling, as shown later in Fig. 13.5.  
R: the roll radius  
: coefficient of friction  
h hf 2R  
0
Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.  
ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.  
7
Chapter 13: METAL-ROLLING PROCESSES AND EQUIPMENT_p316  
Reducing Roll Force  
Máy cán đứng có thể tạo ra lực  
cán lớn  
Có thể giảm lực cán bằng các phương  
pháp sau:  
- Giảm ma sát giữa trục cán và phôi.  
- Giảm đường kính trục để giảm diện tích  
tiếp xúc.  
- Giảm lượng cán cũng giảm diện tích  
tiếp xúc.  
- Cán ở nhiệt độ cao ..  
- Tạo ứng suất trong quá trình cán.  
Figure 13.3 Schematic illustration of various roll arrangements:  
(a) four-high rolling mill showing various features. The stiffness  
of the housing, the rolls, and the roll bearings are all important in  
controlling and maintaining the thickness of the rolled strip; (b)  
two-hill mill; (c) three-high mill; and (d) cluster (or Sendzimir) mill.  
Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.  
ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.  
8
Chapter 13: METAL-ROLLING PROCESSES AND EQUIPMENT_p316  
Geometric Considerations  
Trục cán sẽ bị biến dạng trong quá  
trình cán, biến dạng tại chính giữa  
lớn hơn ở hai đầu.  
Phương pháp khắc phục là mài  
trục cán có biên dạng cong, ở  
giữa lớn hơn hai đầu.  
Figure 13.4 (a) Bending of straight cylindrical rolls  
caused by roll forces. (b) Bending of rolls ground with  
camber, producing a strip with uniform thickness  
through the strip width. Deflections have been  
exaggerated for clarity.  
Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.  
ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.  
9
Chapter 13: METAL-ROLLING PROCESSES AND EQUIPMENT_p316  
Spreading  
Sẽ có sự nở rộng theo chiều ngang  
tương ứng với sự giảm độ dày.  
Có thể ngăn sự nở rộng bằng cách  
thêm trục thẳng đứng.  
Figure 13.5 Increase in strip width  
(spreading) in flat rolling. Note that similar  
spreading can be observed when dough is  
rolled with a rolling pin.  
Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.  
ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.  
10  
Chapter 13: METAL-ROLLING PROCESSES AND EQUIPMENT_p316  
13.3 Flat-rolling Practice  
Ở bước cán đầu tiên  
có thể thực hiện cán  
nóng  
- Aluminum alloys: 450°C  
- Alloy steels: 1250°C  
- Hợp kim chịu nhiệt:  
1650°C  
Figure 13.6 Changes in the grain structure of cast or of large-grain wrought metals  
during hot rolling. Hot rolling is an effective way to reduce grain size in metals for  
improved strength and ductility. Cast structures of ingots or continuous castings are  
converted to a wrought structure by hot working.  
Cấu trúc sau khi cán  
Cấu trúc đúc  
- Hạt min hơn  
- Đuôi gai  
- Nâng cao độ dẻo  
- Hạt chưa định hình  
- Giòn và xốp  
Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.  
ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.  
11  
Chapter 13: METAL-ROLLING PROCESSES AND EQUIPMENT_p316  
13.3 Flat-rolling Practice  
Cold rolling : được thực hiện ở nhiệt độ phòng, so với cán nóng.  
Dùng trong sản xuất tấm và dải với một bề mặt tốt hơn nhiều, Dung  
sai chiều dày tốt hơn, và tính chất cơ học được nâng cao .  
Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.  
ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.  
12  
Chapter 13: METAL-ROLLING PROCESSES AND EQUIPMENT_p316  
13.3 Flat-rolling Practice  
Figure 13.7 (a) A method of roller leveling to flatten rolled sheets. (b) Roller leveling  
to straighten drawn bars.  
Một tấm cuộn có thể chưa đủ phẳng khi cán trên một trục, do các yếu  
tố như sự thay đổi trong các nguyên liệu đầu vào hoặc trong các thông  
số xử lý trong quá trình cán. Để cải thiện độ phẳng , dải cán thường đi  
qua một loạt các trục .  
Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.  
ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.  
13  
Chapter 13: METAL-ROLLING PROCESSES AND EQUIPMENT_p316  
(Khuyết tật trong cán phẳng)  
Defects in Flat Rolling  
Figure 13.8 Schematic  
illustration of typical defects in  
flat rolling: (a) wavy edges;  
(b) zipper cracks in the center  
of the strip; (c) edge cracks;  
and (d) alligatoring.  
Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.  
ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.  
14  
Chapter 13: METAL-ROLLING PROCESSES AND EQUIPMENT_p316  
Dợn sóng  
Cạnh lượn sóng là kết quả của trục bị biến dạng . Các dải mỏng  
dọc theo các cạnh của nó mỏng hơn ở trung tâm; do đó , các cạnh  
dài hơn ở giữa.  
Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.  
ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.  
15  
Chapter 13: METAL-ROLLING PROCESSES AND EQUIPMENT_p316  
Xé ( nứt)  
Các vết nứt thường là kết quả của độ dẻo nguyên liệu kém ở  
nhiệt độ cán. Bởi vì chất lượng của các cạnh của tấm có thể ảnh  
hưởng đến hoạt động của các tấm kim loại tạo hình, dị tật ở  
cạnh trong tấm cuộn thường được loại bỏ bằng cách cắt và rạch  
bỏ .  
Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.  
ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.  
16  
Chapter 13: METAL-ROLLING PROCESSES AND EQUIPMENT_p316  
Xếp thành lớp  
Xếp thành lớp là một hiện tượng phức tạp, thường được gây  
ra bởi biến dạng lớn không đồng nhất của phôi trong quá trình  
cán hoặc bởi sự hiện diện của các khuyết tật trong vật liệu  
ban đầu .  
Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.  
ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.  
17  
Chapter 13: METAL-ROLLING PROCESSES AND EQUIPMENT_p316  
Other Characteristics of Rolled Metals  
1.Residual Stresses. (Ứng suất sau khi cán)  
2.Dimensional Tolerances. ( Dung sai kích thước)  
3.Surface Roughness. ( Độ nhám bề mặt)  
4.Gage Numbers ( Chỉ số độ dày)  
Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.  
ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.  
18  
Chapter 13: METAL-ROLLING PROCESSES AND EQUIPMENT_p316  
Residual Stresses  
Figure 13.9 (a) Residual  
stresses developed in  
rolling with small-diameter  
rolls or at small reductions  
in thickness per pass. (b)  
Residual stresses  
developed in rolling with  
large-diameter rolls or at  
high reductions per pass.  
Note the reversal of the  
residual stress patterns.  
(a) Đường kính trục nhỏ hoặc ít giảm độ dày trên mỗi bước cán sẽ làm biến dạng  
dẻo dễ hơn.  
(b) Tình trạng này cũng dẫn đến ứng suất dư ít hơn.  
Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.  
ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.  
19  
Chapter 13: METAL-ROLLING PROCESSES AND EQUIPMENT_p316  
Dimensional Tolerances  
. Dung sai độ dày cho tấm cán nguội trong khoảng từ ± 0,1-0,35 mm, tùy  
thuộc vào độ dày.  
. Dung sai lớn hơn khi cán nóng, do tác dụng nhiệt khi cán.  
. Dung sai độ phẳng thường nằm trong khoảng ± 15 m / m cho cán  
nguội và ± 55 m / m cho cán nóng.  
Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.  
ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.  
20  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 25 trang myanh 19440 Free
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Nhập môn điểu khiển quá trình công nghiệp - Chương 13: Metal-rolling processes and equipment_p316", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_nhap_mon_dieu_khien_qua_trinh_cong_nghiep_chuong_1.pdf