Data: 21.05.1997	LABORATORIUM OBRÓBKI PLASTYCZNEJ	Ocena:
Marcin Filipiak gr. 21M	Temat: Walcowanie.	Podpis:

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest teoretyczne i praktyczne zapoznanie się z technologią walcowania wzdłużnego oraz określenie wielkości charakterystycznych tego procesu.

2. Teoria.

Proces walcowania polega na nadawaniu metalowi żądanego kształtu na drodze odkształcenia plastycznego między obracającymi się walcami. Rozróżniamy trzy zasadnicze rodzaje walcowania: wzdłużne, poprzeczne i skośne.

Proces walcowania wzdłużnego.

W czasie walcowania wzdłużnego odkształcenie zachodzi między dwoma walcami o osiach równoległych, obracających się w przeciwnych kierunkach. Siła tarcia powoduje wciągnięcie metalu między walce, gdzie następuje odkształcenie, w wyniku którego wysokość początkowa h₀ walcowanego pasma zmniejsza się do wysokości h₁ (gniot). Szerokość powiększa się nieznacznie (poszerzenie), a długość wzrasta w wyraźny sposób (wydłużenie).

Schemat walcowania wzdłużnego.

Wskaźniki odkształcenia w procesie walcowania.

GNIOT - liniowe zmniejszenie wymiarów przedmiotu walcowanego, pod działaniem siły ściskającej w kierunku jej działania.

WYDŁUŻENIE - oznacza przyrost długości walcowanego materiału.

POSZERZENIE - przyrost szerokości pasma w czasie walcowania (w kierunku poprzecznym do kierunku walcowania).

Wyprzedzenie i opóźnienie.

Wyprzedzenie i opóźnienie przy walcowaniu określają w znacznym stopniu rozkład i wielkość naprężeń w strefie odkształcenia. Z wielkościami tymi związana jest także wielkość poszerzenia przy walcowaniu. Znajomość wyprzedzenia i opóźnienia jest istotna przy prawidłowym obliczeniu prędkości wejścia i wyjścia pasma z walców na walcowniach ciągłych, co pozwala uniknąć powstawania między klatkami nadmiernego naciągu lub pętli.

Wyprzedzenie określa wielkość różnicy między prędkością obwodową walców a prędkością pasma na wyjściu.

:

po przekształceniach otrzymujemy wzór Finka:

Wielkość wyprzedzenia jest zależna od temperatury.

Opóźnienie określa wielkość różnicy między prędkością wejściową pasma a prędkością walców.

;

po przekształceniach:

Opóźnienie jest tym większe, im większa jest średnica walców, kąt chwytu oraz im mniejsza początkowa wysokość pasma, opóźnienie maleje ze wzrostem kąta krytycznego.

Poszerzenie.

Poszerzenie to zjawisko polegające na tym, że pasmo wychodzące z walców ma szerokość większą niż pasmo wprowadzone do walców. W teorii walcowania wykorzystuje się stosunek bezwzględnego poszerzenia do bezwzględnego gniotu b/h, który nazywamy wskaźnikiem poszerzenia.

Na wielkość wskaźnika poszerzenia ma wpływ:

• średnica walców, (ponieważ ze wzrostem średnicy wskaźnik poszerzenia zwiększa się, przy założeniu, że wszystkie pozostałe parametry procesu są stałe, wzrost średnicy walców powoduje zwiększenie długości kotliny odkształcenia. W wyniku tego opór przemieszczenia się metalu wzdłuż pasma zwiększa się, rosną naprężenia wzdłużne, wydłużenie maleje, a rośnie poszerzenie),

• współczynnik tarcia (przy gniotach mniejszych od 33% ze wzrostem współczynnika tarcia f zmniejsza się poszerzenie, a przy gniotach większych od 33% poszerzenie ze wzrostem współczynnika tarcia zwiększa się),

• temperatura (maksymalny wskaźnik dla temp 900÷1000 ^oC),

• prędkość walcowania (ze wzrostem prędkości wskaźnik maleje dla wydłużonych stref odkształcenia i rósł dla stref poszerzonych),

• umocnienie materiału (ze wzrostem twardości walcowanego metalu i powierzchni walców wskaźnik zmniejsza się dla wydłużonych stref odkształcenia i zwiększa dla się dla poszerzonych).

• gniot (krzywa zależności wskaźnika poszerzenia od gniotu posiada maksimum przy gniocie wynoszącym około 50%.)

3. Wyniki pomiarów i obliczenia.

Na podstawie przeprowadzonych pomiarów geometrycznych uzyskanych wyrobów, należało wyznaczyć wpływ gniotu na wielkość poszerzenia, graniczny kąt chwytu, współczynnik tarcia, poszerzenie bezwzględne, wielkość wyprzedzenia, opóźnienia, prędkość walcowania.

Materiały konstrukcyjne użyte w trakcie doświadczenia.

Materiał	Własności mechaniczne	Właściwości technologiczne	Zastosowanie
aluminium PA6	Rm = 100÷140 MPa A10 = 10%	podatny do przeróbki plastycznej na zimno i na gorąco, dobrze spawalny.	urządzenia produkcyjne i transportowe przemysłu spożywczego i chemicznego, spawane zbiorniki dla cieczy i gazów.

według PN-60/H-92741.03

Ćwiczenie wykonane zostało na walcarce DUO-100, średnica walców D = 102mm, walcowanie odbywa się dla walców suchych, odtłuszczonych benzyną ekstrakcyjną.

Obliczenia granicznego kąta chwytu.

aluminium PA1
b0 [mm]	b1[mm]	ho [mm]	h1 [mm]	hmax [mm]	 [deg]
19.97	23,42	5,08	1,53	3.55	16.260

cosα=0,96

arccosα=16,

Obliczenia współczynnika tarcia.

μ=0,27

Obliczenia poszerzenia bezwzględnego.

aluminium PA1
lp.	b0 [mm]	b1 [mm]	ho [mm]	h1 [mm]	h [mm]	b [mm]	Δbteor[mm]
1.	20.03	24.75	5.06	1.18	3.88	4.72	6,92
2.	19.97	23.42	5.08	1.53	3.55	3.45	6,57
3.	19.95	22.66	5.11	1.93	3,.18	2.71	6,36
4.	19.96	21.46	5.09	2.65	2.44	1.50	5,54
5.	19.96	20.44	5.10	3.69	1.41	0.48	4,14

Wartość teoretyczna wg. wzoru Bachtinowa:

Obliczenia wyprzedzenia.

aluminium PA1
b0 [mm]	lo [mm]	ho [mm]	h1 [mm]	l1 [mm]	L [mm]
2.44	300	0.83	0.47	610	335

Obliczenia opóźnienia.

obliczenia prędkości walcowania.

4. Wnioski:

Wartości poszerzenia liczone według różnią się znacząco między sobą, wartość wyznaczona doświadczalnie przyjęła wartość średnią, według literatury wartości teoretyczne powinny być mniejsze niż wartości mierzone w rzeczywistości.

5

b

h

---