【文章內(nèi)容簡介】 圍為 4%~9%，一般 7%~8%。 ΔDdp=DpBdq Bdq=Bck+2（ ） tanβ1 εdq= ΔDdq Dp x100% L3:軋輥壓縮帶長度； β1：軋輥入口角。 華新麗華股份有限公司 38 （ 11）毛管外擴(kuò)徑量 △ Dk和內(nèi)擴(kuò)徑量 △ dk 毛管外擴(kuò)徑是指毛管外徑 Dm與管坯外徑 Dp之差；內(nèi)擴(kuò)徑量是指毛管內(nèi)徑 dm與頂頭直徑 Dt之差。 ΔDk=DmDp Δdk=dmDt 2 2 華新麗華股份有限公司 39 軋 穿孔 軋輥 速度分量 首先，根據(jù)穿孔規(guī)格及鋼種，選擇軋輥轉(zhuǎn)速（電機(jī)轉(zhuǎn)速），設(shè)定軋輥轉(zhuǎn)速，則 VB=π DB NB/60 軸向速度分量 VBX=π DBNB sinα /60 切向速度分量 VBY=π DBNB cosα /60 DB— 軋輥直徑 α — 送進(jìn)角 NB— 軋輥轉(zhuǎn)速 VB VBY VBX 華新麗華股份有限公司 40 在軋制過程中，管坯靠軋輥帶動作螺旋前進(jìn)，由于兩者速度并非完全相 等，一般金屬的運(yùn)動速度小于軋輥速度，即金屬和軋輥之間產(chǎn)生滑動，可 用滑動系數(shù)來表示兩者的速度差，因此，管坯的速度分量為 軸向速度分量 VBX=η O *π DBNB sinα /60 切向速度分量 VBY= η r * π DBNB cosα /60 ηo ,η ? ,分別為軸向和切向滑動系數(shù)，一般都 小于 1. 華新麗華股份有限公司 41 在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于軋輥為兩個錐形，輥面任意一點(diǎn)的速度都會 存在差異，導(dǎo)致變形區(qū)管坯任意截面面上也會產(chǎn)生的速度差異。 軋輥軸向速度分量 =VB*sinα *cosω B=π **nB*sinα*co sω B/60 軋輥切向速度分量 =π*D *nB*（ cosα*co sω B*cosω zsinω B*sinω z） /60 管坯 軸向速度分量 =π **nB*sinα*co sω B*η 管坯 切向速度分量 =π*D *nB*（ cosα*co sω B*cosω zsinω B*sinω z） η 式中 ω B—— x點(diǎn)的軋輥中心角； ω z— x點(diǎn)的管坯中心角； η 、 η —— 分別表示任一截面軸向、切向滑移系數(shù)。 華新麗華股份有限公司 42 總體說來滑移系數(shù)在變形區(qū)各點(diǎn)都是不同的，凡是使軸向阻力增大，曳入磨擦力減小的因素，都將加大滑動，造成質(zhì)量惡化及電能消耗，簡單來說，可以從如下幾方面考慮滑動系數(shù)的影響因素 : 1）管坯直徑：滑動隨著管坯直徑的增大而增大。因?yàn)殡S著直徑增大，匹配 頂頭直徑和長度比增大，頂頭母線陡升程度增大，從而頂頭軸向阻力增大 2）軋輥磨擦系數(shù) :軋輥磨擦系數(shù)增大而減少。因?yàn)槟ゲ亮σ啡肓εc磨擦系 數(shù)成正比。 3）穿孔溫度 :穿孔溫度越高，滑動越小。因?yàn)闇囟仍礁?，穿孔阻力越小? 4）穿孔機(jī)調(diào)整參數(shù)的影響 。 :頂頭前伸量越大，滑動越大（管坯壓下量小，變形區(qū) 長度 減少，變形抗力大） 華新麗華股份有限公司 43 ：軋輥距越大，滑動越大（管坯壓下量小，變形區(qū)長度減少， 變形抗力大） ：導(dǎo)板距越大，滑動越?。ㄝS向阻力越力） ：送進(jìn)角越大，滑動越?。ㄝS向速度分量增加，曳入力增加） 5）工模具的設(shè)計因素； ：軋輥入口錐角越大，滑動越大（變形區(qū)變短，曳入力減 少） ：軋輥直徑越大，滑動越?。ń佑|面積大，曳入摩擦力越大） ：頂頭徑長比越大，滑動越大（軸向阻力越大） ：導(dǎo)板入口錐越大，滑動越?。ㄝS向阻力小） 華新麗華股份有限公司 44 a. 咬入 定義 斜軋穿孔過程存在著兩次咬入： 第一次咬入：是管坯和軋輥開始接觸瞬間上由軋輥帶動管坯運(yùn)動而 把管坯曳入變形區(qū)中 的 動 作 ，稱為一次咬入。 第二次咬入：是當(dāng)金屬進(jìn)入變形區(qū) 到 和頂頭相遇，克服頂頭的軸 向阻力繼續(xù)進(jìn)入變形區(qū)為二次咬入。 滿足第一次咬入條件并不一定能滿足第二次咬入條件，生產(chǎn)實(shí)際中， 二次咬入當(dāng)不能克服頂頭的軸向阻力時，會看到軋坯在旋轉(zhuǎn)但不能咬 入，就是最好的證明 7. 斜軋穿孔咬入條件： 華新麗華股份有限公司 45 一次咬入既要滿足管坯旋轉(zhuǎn)條件又要滿足軸向前進(jìn)條件。 管坯旋轉(zhuǎn)條件式確定： Mt≥ Mp＋ Mq＋ Mi 式中 Mt－使管坯旋轉(zhuǎn)的總力矩； Mp－由于壓力產(chǎn)生的阻止坯料旋轉(zhuǎn)力矩； Mq－由于推料機(jī)推力而在管坯后端產(chǎn)生摩擦力矩。 Mi－管坯旋轉(zhuǎn)的慣性矩 通過系列推導(dǎo)，可得出滿足旋轉(zhuǎn)條件的工式如下 式中 f— 摩擦系數(shù)（一般為 ） β 1— 軋輥入口錐 α — 送進(jìn)角 i— 管坯與軋輥的直徑比 由此可看出，對于小直徑的坯料，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)并不難，對于二輥式斜軋穿孔機(jī)來講，主要是要選取一個合適的送進(jìn)角，才能保證旋轉(zhuǎn)條件的建立。 華新麗華股份有限公司 46 為了保證管坯被曳入的可能性，首先來研究力學(xué)上的平衡，既要求曳入力與軸向阻力平衡。 Q+2(TXTP)=0 Q— 推入力 TX— 一個軋輥上提供的摩擦力在 X軸上的投影 TP— 一個軋輥在管坯上正壓力在 X軸上的投影 在生產(chǎn)實(shí)際中，并不是送進(jìn)角越大越容易滿足第一次咬入條件，甚至，在一定范圍內(nèi)完全相反。 管坯一次咬入條件式確定： c. 管坯二次咬入條件式確定： 同樣要實(shí)現(xiàn)第二次咬入，必須先滿足基本力學(xué)平衡，既要求曳入力與 軸向阻力平衡 。 2（ TXTp)PX’+Q=0 式中 Px’ —— 頂頭的軸向阻力 由些可見，第二次咬入與第一次咬入的差別，就是要多克服頂頭的軸向阻力。 華新麗華股份有限公司 47 為了保證第二次咬入，可以從以下方面考慮 1）由推鋼機(jī)構(gòu)提供一個獨(dú)立的推力 Q顯得相當(dāng)重要 2）導(dǎo)板的入口錐角度 ，在嚴(yán)格意義來講，最好是保證在實(shí)現(xiàn)第二次咬入的前提下 ，管坯不要與導(dǎo)板接觸。 3）凡是可以加大管坯在頂頭前壓下量的都更利于現(xiàn)實(shí)第二次咬入，但是，頂頭前的 壓下量與荒管的質(zhì)量是相矛盾，也就是說，要保證質(zhì)量沒更內(nèi)裂的產(chǎn)生，就要求在 頂頭前的壓下量在產(chǎn)生孔腔的臨界壓下量以內(nèi)。 在生產(chǎn)實(shí)際中，要求保證： 華新麗華股份有限公司 48 8. 斜軋穿孔孔腔形成機(jī)理： 孔腔是指旋轉(zhuǎn)橫鍛、橫軋和斜軋實(shí)心工件時產(chǎn)生的縱向內(nèi)撕裂（如下圖），更的文獻(xiàn)也稱它為旋轉(zhuǎn)橫鍛效應(yīng)。工件中心產(chǎn)生的縱向撕裂稱為中心孔腔；工件中呈環(huán)狀的縱向撕裂稱環(huán)形孔腔。二輥斜軋、橫軋和橫鍛時產(chǎn)生的多為中心孔腔，三輥斜軋時產(chǎn)生的多為環(huán)形孔腔。 斜軋時孔腔形成機(jī)理更三種觀點(diǎn)： （ 1）切應(yīng)力理論 認(rèn)為中心撕裂是管坯中心受交變的剪應(yīng)力作用的結(jié)果，屬于韌性斷裂。 （ 2）正應(yīng)力理論 認(rèn)為管坯中心撕裂是由于中心金屬拉應(yīng)力作用的結(jié)果，一般屬于脆性斷裂。 （ 3）綜合應(yīng)力理論 認(rèn)為孔腔形成是由于中心部金屬受交變的切應(yīng)力和很大的橫向拉應(yīng)力綜合作用結(jié)果。 華新麗華股份有限公司 49 人們對斜軋過程中的孔腔形成現(xiàn)象的認(rèn)識更過重大的改變。曼乃斯曼兄弟根據(jù)孔腔形成原理發(fā)明了二輥斜軋穿孔機(jī)。開始曾試圖利用孔腔形成的原理，不用頂頭進(jìn)行穿孔，但因毛管內(nèi)孔小、形狀不規(guī)整和內(nèi)壁粗糙等原因而不能實(shí)用。于是在穿孔出口變形區(qū)放置頂頭，穿孔時管坯先在入口錐內(nèi)經(jīng)受較大的直徑壓縮率，預(yù)先產(chǎn)生很大的孔腔，然后在軋輥出口錐內(nèi)用頂頭進(jìn)行減壁、擴(kuò)內(nèi)孔和平整表面而得到厚壁毛管。 預(yù)先形成孔腔是毛管出現(xiàn)內(nèi)折疊缺陷的根本原因，但仍利用孔腔形成過程中第一階段使管坯中心疏松，以減少頂頭鼻部的單位壓力，便于穿正和提高頂頭壽命。 管坯孔腔圖 孔腔導(dǎo)致荒管內(nèi)折圖 華新麗華股份有限公司 50 （ 3）軋件橢圓度 二輥斜軋穿孔中管坯的橢圓度越大，則不均勻變形程度也越大。按體積不變定律可知，橢圓度越大則縱向變形越小，橫向變形增大將導(dǎo)致管坯中心區(qū)的橫向拉應(yīng)力、切應(yīng)力以及反復(fù)應(yīng)力作用增加，促進(jìn)空腔的形成。 （ 4）加熱制度 在加熱時要保證管坯具更良好的加工組織、更較小的熱應(yīng)力以及防止過熱和過燒。適當(dāng)?shù)脑黾颖貢r間對穿孔性能更利。 （ 1）鋼的自然塑性 金屬自然塑性決定著金屬在塑性變形的過程中產(chǎn)生破裂的傾向，斜軋穿孔中常用“穿孔性能”來表示。 （ 2）頂頭前壓