rolling kovové
Valcovanie je rozhodujúcim procesom pri výrobe priemyselných nožov. Čo sa valí? Prečo sa valiť? Skontrolujte ho nižšie.
Článok z: https://encyclopedia2.thefreedictionary.com/Rolling+(metalworking)
Valcovanie, Kov
prostriedky na tvarovanie kovov a kovových zliatin lisovaním kovov medzi rotujúcimi valcami. Valce, všeobecne valcové, sú buď hladké alebo s priehlbinami (priechodmi), ktoré tvoria dve drážky, keď sa dva valce spoja.
Vďaka nepretržitej prevádzke procesu je valcovanie najefektívnejším spôsobom dodávania požadovaných tvarov toitems. Počas valcovania kov všeobecne podlieha značnej plastickej deformačnej deformácii, ktorá zahŕňa zničenie pôvodnej liatinovej štruktúry a vytvorenie plochejšej a bližšej zrnitej štruktúry; tým sa zlepšuje kvalita kovu. Preto valcovanie slúži nielen na zmenu tvaru kovu, ale aj na zlepšenie jeho štruktúry a vlastností.
Rovnako ako iné metódy tlakového tvarovania, aj valcovanie je založené na ťažnosti kovov. Rozlišuje sa medzi horúcim, studeným a teplým valcovaním. Väčšina valcovaných výrobkov (predvalky, obchodníky a plechy, rúrky, guľky) sa vyrába valcovaním za tepla pri počiatočných teplotách 1000 ° - 1300 ° C pre oceľ, 750 ° - 850 ° C pre med, 600 ° - 800 ° C pre mosadz, 350 ° - 400 ° C pre hliník a jeho zliatiny, 950 ° - 1100 ° C pre titán a jeho zliatiny a asi 150 ° C pre zinok. Valcovanie za studena sa používa predovšetkým na výrobu plechov a pásov s hrúbkou menšou ako 1,5 - 6 mm a presných profilov a rúrok. Kov za tepla valcovaný za tepla je neskôr valcovaný za studena, aby sa získali hladké povrchy a lepšie mechanické vlastnosti. Valcovanie za studena sa používa aj kvôli ťažkostiam ohrevu a rýchleho ochladzovania predmetov. Teplé valcovanie, na rozdiel od valcovania za studena, sa vykonáva pri trochu zvýšenej teplote, aby sa znížilo kalenie (tvárnenie za studena) kovu počas deformácie.
V špeciálnych prípadoch sa kovy navíjajú vo vákuu alebo v neutrálnej atmosfére na ochranu povrchu kovu pred oxidáciou.
Tri hlavné spôsoby valcovania sú pozdĺžne, priečne a rotačné (šikmé) valcovanie. Pri pozdĺžnom valcovaní (obr. 1, a) je kov deformovaný valcami, obvykle paralelne k sebe, ktoré sa otáčajú v opačných smeroch. Trenie medzi povrchmi terolu a kovom ťahá kov cez medzeru medzi valcami tak, že kov je plasticky deformovaný. Pozdĺžne valcovanie je oveľa bežnejšie ako ostatné dva spôsoby.
Priečne valcovanie (obr. 1, b) a rotačné (šikmé) valcovanie (obr. 1, c) sa používajú len na úpravu rotačných pevných látok. V prípade priečneho valenia je kov vystavený rotačnému pohybu vzhľadom na svoju os a je teda spracovávaný v priečnom smere. Pri rotačnom valcovaní sa okrem rotačného pohybu prenáša kovovému telu pozdĺž jeho osi cez pohyb šikmého pohybu valčekov aj translačný pohyb. Ak je rýchlosť translácie kovu menšia ako obvodová rýchlosť otáčania, tak sa operácia prúdenia nazýva priečne rotačné valcovanie; ak je translačná rýchlosť väčšia, operácia sa nazýva pozdĺžny valcový valec. Priečny valec sa používa pre zuby ozubených kolies a iné časti a rotačné valcovanie sa používa pri výrobe bezšvíkových valcovaných rúr, guľôčok, náprav a iných rotačných telies (obrázok 2). Pozdĺžne rotačné valcovanie sa používa na výrobu vrtákov.
Pri pozdĺžnom valcovaní sa výška prierezu kovu zmenšuje, keď kov prechádza medzi valcami, pretože zväčšenie dĺžky a šírky (obrázok 3). Rozdiel vo výškach prierezov kovu pred a po prechode medzi valcami sa nazýva lineárna (absolútna) redukcia. Δh = h0 - h1. Pomer tejto hodnoty k pôvodnej výške h0, vyjadrený v percentách 100A / h0, sa nazýva percentuálne zníženie, ktoré je zvyčajne od 10 do 60% na priechod, ale môže byť až 90%. Zvýšenie dĺžky kovu je charakterizované redukčným pomerom - pomerom dĺžky kovu po opustení valcov k pôvodnej dĺžke. Deformácia kovu vzhľadom na šírku priečneho rezu sa nazýva rozmetanie - rozdiel medzi šírkou prierezu pred a po valcovaní. Šírenie sa zvyšuje s redukciou, priemerom valca a koeficientom trenia medzi kovovým predmetom a povrchom valcov.
Plocha medzi valcami, kde obrobok prichádza do priameho kontaktu s valcami, sa nazýva deformačná zóna; nie je to, že kov je redukovaný. Malé oblasti susediace s oboma stranami zóny deformácie sa nazývajú bezkontaktné deformačné zóny; v týchto zónach sa kov len mierne deformuje. Deformačná zóna pozostáva z dvoch hlavných úsekov: zóna oneskorenia alebo zóna sklzu na vstupnej strane, v ktorej je rýchlosť kovu menšia ako horizontálna zložka obvodovej rýchlosti valcov, a zóna posunu alebo zóna sklz na strane dodávky, v ktorej je rýchlosť kovu relatívne väčšia. Takže výstupná rýchlosť obrobku z valcov je o 2 až 6% väčšia ako obvodová rýchlosť valcov. Hranica medzi týmito zónami sa nazýva neutrálny prierez. V zóne z trecích síl z valcov pôsobiacich na obrobok sú v smere výstupu, zatiaľ čo v prednej zóne sú proti smeru výstupu.
Zachytenie kovu valcami a stabilita procesu vyplývajú z trecích síl vznikajúcich na styčných plochách medzi kovom a valcami. Pre zachytenie sa musí dotýkať tangenta uhla uhryzania α - uhla medzi polomerom radiácie od osi valca k bodom A a B (pozri obrázok 3) - nesmie prekročiť koeficient trenia: tan α ≤ μ. Ak nie je potrebný hladký povrch, pridáva sa k valcom drsnosť povrchu, aby sa zvýšil uhol uhryznutia a tým aj ťah.
V praxi sú uhly uhryznutia 20 ° - 26 ° pri valcovaní za tepla s hladkými valcami, 27 ° - 34 ° pri valcovaní za tepla s vrubovými plochami a 2 ° - 6 ° pri valcovaní za studena s mazivom.
Sila pôsobiaca na valce počas valcovania sa stanoví vynásobením plochy kontaktnej plochy strednou špecifickou silou P = F × pm. Špecifická sila je rozložená na styčných plochách nerovnomerne: maximum je blízko neutrálneho prierezu
a klesá v smeroch vstupu a výstupu. Vo valcových pásmach s pravouhlým prierezom sa kontaktná plocha vypočíta podľa vzorca 
, kde r je polomer valca. Pri valcovaní pásov za studena je oblasť skutočného kontaktu veľká kvôli pružnej kompresii valcov v miestach styku s kovom.
Stredná špecifická sila, ktorá sa tiež nazýva normálne ložiskové napätie, závisí od mnohých faktorov a môže byť vyjadrená vzorcom pm = n1n2n3σ. Kde n1 je koeficient stavu napätia kovu, ktorý závisí najmä od pomeru dĺžky oblúka uhryznutia - oblúka medzi bodmi A a B na obvode prierezu valca (obrázok 3) - až po priemerná hrúbka a šírka valcovaného pásu, koeficient trenia a rozťahovanie valcovaného kovu (pri valcovaní za studena sa široko používa napínanie); n2 je koeficient, ktorý zodpovedá účinku rýchlosti valenia; n3 je koeficient, ktorý zohľadňuje účinok spracovania kovu za studena; a σ je medza klzu (odolnosť voči deformácii) kovu pri teplote použitej v procese valcovania. Koeficient n1 je najdôležitejší a široko sa mení - od 0,8 do 8 - v závislosti od vyššie uvedených faktorov. Tento koeficient sa zvyšuje so zvyšujúcimi sa trecími silami na stykových plochách a zmenšuje sa hrúbka obrobku. Pri praktických výpočtoch sa n3 považuje za 1 pri valcovaní za tepla a n2 sa považuje za 1 valcovanie za studena.
V prípade uhlíkových ocelí je stredná špecifická sila v rozsahu 100 - 300 newtonov na m2 (10 - 30 kilogramov-sila na mm2) pri rolovaní a v rozsahu 800 - 1500 newtonov na m2 (80 - 150 kilogramov-sila na mm2) pri valcovaní za studena. Výsledné sily na valcoch za najbežnejších podmienok valcovania sú nasmerované rovnobežne s čiarou spájajúcou osi valcov, to znamená vertikálne (obrázok 4).
Vzťah medzi silou P a momentom M potrebným na otáčanie každého valca je daný vzorcom M = P (a + ρ), kde a je rameno sily P, ktorá je v rozsahu (0,35–0,5) 
a ρ je polomer trecieho obvodu valivých ložísk, rovný koeficientu trenia ložiska násobeného polomerom ložiskového kmeňa. Sila na valcoch oceľových drôtov a oceľových pásov sa pohybuje od približne 200 do 1 000 kilonewtonov (kN), to znamená 20 až 100 ton sily; sila vo valcovacích plechoch široká od 2 do 2,5 m dosahuje 30 až 60 MN (3 000 až 6 000 ton sily). Moment, ktorý je potrebný na to, aby sa obe valce otáčali v drôte z valcovanej ocele a malých úsekoch, sa pohybuje od 40 do 80 kN-m (4 až 8 ton-sila-m) a moment potrebný pre valcové dosky a široké listy dosahuje 6 000 až 9 000 kN-m (600 –900 ton-sila-m).
