【正文】 表dz= ,Sz=, L=，經(jīng)計算后得：Lo=12743（mm） Dtz=（mm） △=（mm）已知軋后鋼管尺寸Dz、dz和Sz等，則：Dtz=dz－△dm=Dtz+△mDm=dm+2Sm△=（dzSz）式中：Dtz—軋管機芯棒直徑（mm）；dz、Sz—軋后鋼管內(nèi)徑及壁厚（mm）；dm、Dm—毛管內(nèi)徑及外徑（mm）；△ 、△m—軋后鋼管內(nèi)徑與芯棒間隙及毛管內(nèi)徑與芯棒間隙（mm）一般 取△m =8～20；查軋制表Sm=，Sz=，帶入上式，經(jīng)計算得：Dtz=（mm）dm=（mm）Dm=（mm）、輾軋角及軋管轉(zhuǎn)速確定軋輥轉(zhuǎn)速和送進(jìn)角要根據(jù)馬大負(fù)荷、鋼管在軋制過程中的穩(wěn)定性以及防止尾三角缺陷得要求來定。采用大送進(jìn)角可以提高產(chǎn)量，因此在馬達(dá)允許和不至于出現(xiàn)尾三角缺陷及不影響鋼管穩(wěn)定性的條件下，應(yīng)盡量采用大的送進(jìn)角。參考包鋼以建小型Ф120機組，一般取送進(jìn)角α為0176。～12176。，輾軋角φ為0176。～6176?，F(xiàn)代軋機都可實現(xiàn)無級自動調(diào)速。為提高產(chǎn)量，應(yīng)盡量采用大的軋輥轉(zhuǎn)速，包鋼Ф120機組正常軋制速度為，軋輥轉(zhuǎn)速同送進(jìn)角和輾軋角一樣，可以實現(xiàn)無級自動調(diào)速。軋管轉(zhuǎn)速Dg、送進(jìn)角α及軋制速度Vx之間有一定的關(guān)系，如下式所示： Vx=（π247。60）DzDgsinα式中Dz為軋輥直徑；所以在設(shè)計選取有關(guān)參數(shù)時需滿足上式。第七章 穿孔機工具設(shè)計及其調(diào)整參數(shù)**11500穿孔機工具設(shè)計工具設(shè)計主要內(nèi)容是確定工具形狀和主要尺寸，并選擇工具材質(zhì)及技術(shù)要求。工具設(shè)計的要求是：（1）咬入條件好，過程進(jìn)行順利；（2）穿后毛管筆直，表面質(zhì)量好，幾何尺寸符合要求；（3）單位耗能小，軋機負(fù)荷在允許范圍內(nèi)；（4）工具壽命高，磨損均勻；（5）機組生產(chǎn)率高。輥徑首先咬入條件和提高穿孔機效率的要求為出發(fā)點來選擇，然后在復(fù)核強度。根據(jù)對現(xiàn)有穿孔機的分析：D=Dp247。i (22—67)式中：Dp—管坯直徑（mm）1/i—小型機組，i=6～；取i=7，查軋制表Dp=，取Dp=80，將i=7，Dp=80帶入上式，經(jīng)計算得：D=560（mm） 輥徑尺寸是指輥徑的外徑和長度。輥徑的選擇與軋機采用的軸承類型和工作載荷有關(guān)并應(yīng)綜合考慮軋輥輥徑的強度和軋輥軸承的壽命。本機組采用滾動軸承，輥徑尺寸不能太大，可近似由下式確定： 參考課本壓力加工設(shè)備，輥頭選擇梅花接頭，輥頭和輥徑尺寸按下式確定： d=（～)D l=(～)d將D=560帶入上式得： d=308mm) l=256(mm) 輥頭尺寸根據(jù)連接軸的形式而定。本機組采用梅花連接軸。可由下式確定： d1=d－(10～15)將d=308帶入得： d1=298(mm)輥身長度以滿足工藝桂冠皮直徑壓下量和毛管外擴徑量的要求為依據(jù)來確定。確定依據(jù)如下： L=L1+L2+L3 (22—68)L3=(0～20) △=Dp－ (22—1)△Dk=Dm－Dp (22—4)式中：△—該穿孔機的管坯直徑壓下量最大值（mm）；(△Dk+△Dp)max—該穿孔機的出口毛管外擴勁量最大值(mm）；RR2—端面圓角半徑軋(mm），一般取15～25；L3—軋制帶長度(mm)；Dp—管坯直徑（mm）；Dm—毛管直徑（mm）；Bck—輥距（mm）；β1—入口錐角，176?！?76。；β2—出口錐角，176?！?76。；取R1=R2=15，L3=10，Dp=80，Dm=，β1=3，β2=3，Bck=，將有關(guān)數(shù)據(jù)代入后計算得：L=312(mm)軋輥個尺寸如圖所示：圖四 軋輥形狀及主要尺寸穿孔軋輥大多采用輥身與輥身套組合式，倆者熱壓或用鍵配合。輥軸多用40Cr或45Cr綜合性能較好的材料。輥身套用550Mn、65Mn等材質(zhì)的鍛鋼或鑄鋼。本機組輥軸用40Cr，輥身套用50Mnn的鍛鋼。 頂頭直徑由軋制表確定：Dt=dm－△dk (2269)△dk=Dm247。(5)式中：dm、Sm—毛管內(nèi)徑、壁厚（mm）；△dk、Dp—毛滾內(nèi)徑擴徑量、管坯直徑（mm）；查軋制表Dm=，dm=71，Sm=，Dp=80代入上式，經(jīng)計算后得：Dt=(mm)；、圓角及圓角半徑確定公式如下：do=(～)Dp (2270)ro=do (22—70)lo=(～)do (22—71)式中：do—鼻部直徑，不宜太大，一般小于35mm；為簡化規(guī)格，一組管坯直徑采用同一尺寸； ro—鼻部圓角半徑(mm)；lo—鼻部長度（mm）；查軋制表Dp=80，將其帶入上式，經(jīng)計算后得：do=16(mm)ro=8(mm)lo=(mm)、穿孔錐直徑及穿孔錐輪廓母線半徑其具體確定方法如下： Dl=Dt－2l2tanβ2 (2272) l1=Dt(1～)式中：Dt—頂頭直徑(mm)； l1—穿孔錐長度(mm)； Dl—穿孔錐直徑(mm)； R—輪廓線母線半徑(mm)；由以上知Dt=，β2=3，do=16，帶入數(shù)據(jù)，經(jīng)計算后得： Dl=(mm) R=(mm) l1=(mm) 平整段長度應(yīng)保證毛管任意點金屬在變形區(qū)平整段至少受到一次以上加工，確保達(dá)到均比的效果?？紤]到工藝因素的影響，?。? l2=(～)Zch 　(2274) Zch=(πDm247。n)tanα(Sx247。Sy) 　(2222) Sx=[lnα+(Dm247。Dt)εdq]f(2227) f=K1K2(－t) (2228)式中：Zch—毛管出口1/n轉(zhuǎn)螺距(mm)；n—軋輥數(shù)；α—送進(jìn)角(176。)；Dt—頂頭直徑(mm)；Dm—毛管直徑(mm)；εdq—頂頭壓下率(%)；Sx、Sy—軸向滑動系數(shù)和切向滑動系數(shù)，Sy≈1；f—金屬與軋輥之間的摩擦系數(shù)；K1—考慮軋輥圓周線速度的系數(shù)，其值如圖圖一所示。取軋制速度V=,帶入Vx=（π/60）DzDgsinα中，由圖可知K1=圖五 速度對K1的影響K2—考慮軋件化學(xué)成分對摩擦系數(shù)的影響，見表四。表五 幾種鋼號K2值鋼號A32040T10Y12Y20Y40Mn30CrMnSiCr18Ni980Mn14Ni3GCr15K查表知K2=將n=2, α=10, Dt=, Dm=, εdq=5, Sy≈1, K1=, K2=,代入上式，計算后得： l2=(mm)反錐長度隨頂頭種類而定。固定式水冷或非水冷頂頭，一般取：l3=5～15(mm)更換式頂頭由于要利用反追其平衡作用,一般?。簂3=30～50(mm)水冷頂頭的壁厚應(yīng)兼顧水冷和強度倆者。壁太厚冷卻效果不好，壁太薄強度不夠，易炸裂。通常：St=（～）Dt式中：Dt—頂頭直徑（mm）；為提高頂頭壽命，本機組采用水冷式頂頭，并取l3=40mm。帶入Dt=，經(jīng)計算后得；St=(mm)l3=40(mm)頂頭各尺寸如下圖所示：圖六 穿孔機頂頭形狀及主要尺寸由于頂頭在工作時承受很大的壓力和高的熱負(fù)荷，因此需采用良好的高溫強度、導(dǎo)熱性并耐急冷急熱的材料制造。目前穿孔機的材料多種多樣，有熱膜具鋼、低碳高述剛和含鉻結(jié)構(gòu)鋼。本頂頭采用熱膜具鋼。 導(dǎo)板是固定不動的外變形工具，它不僅起到為毛管導(dǎo)向，并使軋制線穩(wěn)定的作用，更重要的是封閉孔型外環(huán)，限制毛管得橫變形。 由穿孔變形區(qū)幾何關(guān)系知： Ld=Bck/2+R－－(10～15)式中：Bck—軋輥間距(mm)； Lck—導(dǎo)板間距(mm)； R—軋輥半徑(mm)；將Bck=，Lck=，R=560代入上式，經(jīng)計算后得： Ld=(mm)導(dǎo)板長度無需過長，能滿足最大變形區(qū)長度要求即可?？偟淖冃螀^(qū)長度為285mm，取Ld=295mm。導(dǎo)板縱斷面尺寸包括入口、出口斜面傾角，導(dǎo)板工作面凹坑深、邊寬及進(jìn)出口工作面圓弧半徑。具體可按下時計算：式中： dp—管坯外徑(mm)； a—導(dǎo)板間距(mm)； d—軋輥間距(mm)； N—頂頭前伸量(mm)； φ1—軋輥入口錐角(mm)； dch—毛管外徑(mm)； hch—毛管壁厚(mm)； dr、ld—分別為頂頭外徑、頂頭長度(mm)；將dp=80，a=，d=，N=，φ1=3，dch=，hch=，dr=，ld= ，zx=，經(jīng)計算后得：ω1=18(176。)ω2=(176。)導(dǎo)板工作面凹坑深、邊寬及進(jìn)出口工作面圓弧半徑分別用下式確定：C=5～30,取C=20(mm)t=6～15，取t=10(mm) r1=r2=(～1)* dch=(mm)**11500穿孔機調(diào)整 穿孔機調(diào)整的要求在工具設(shè)計中以強調(diào)過。其任務(wù)主要是根據(jù)管坯尺寸和材質(zhì)以及毛管尺寸，選定頂頭規(guī)格、確定輥距和導(dǎo)板距離及頂頭前伸量，并選定軋輥送進(jìn)角α和軋輥轉(zhuǎn)速ng。 徑根據(jù)已知的毛管尺寸選定頂頭直徑，見以上工具設(shè)計。根據(jù)管坯尺寸和材質(zhì)及軋制特點選定εdq值。了解所穿制鋼種的臨界壓下率εli值。根據(jù)生產(chǎn)實踐確定咬入所需的頂頭前壓下率最小值εlim，在適當(dāng)考慮頂頭頂干的剛度等因素，按εlimεdqεli的原則選擇合適的εdq值，一些現(xiàn)場采用的值見下表。表六 一些廠采用的εdq值和ε值鋼種管坯直徑εdq，%ε，%低、中碳鋼80~1705~812~16180~2704~68~12高合金鋼80~1703~510~12180~2702~47~10考慮到本機組采用的為中碳微合金剛，故選定εdq=5。式中：Bck—軋輥輥距(mm)； εdq—頂頭前壓下量(%)；Dp—管坯直徑(mm)；Dt—頂頭直徑(mm)；Sm—毛管壁厚(mm)；Lt—頂頭長度(mm)；L3—軋制帶長度(mm)；β1—入口錐角，176。～176。；β2—出口錐角，176。～176。；l3—頂頭反錐長度(mm)；查軋制表Sm=，Dp=80，將Sm=，Dp=80，L3=15，Dt=，εdq=5，β1=3，β2=3，l3=40，Lt=：Bck=(mm) (22—76)Y=(L2+L3+C)－Lt (22—77)式中：C—頂頭前伸量(mm)；Y—頂桿位置(mm)；Dt—頂頭直徑(mm)；Lt—頂頭長度(mm)；Sm—毛管壁厚(mm)；Bck—軋輥輥距(mm)；L3—軋制帶長度(mm)；L2—軋輥出口錐長度(mm)；l3—頂頭反錐長度(mm)； β2—出口錐角，176?！?76。，當(dāng)大送進(jìn)角時，176。～176。；將Lt=，L3=10，Dt=，l3=40，Sm =，Bck=，L2=177，β2=3帶入上式，經(jīng)計算后得：C=(mm)Y=21(mm) Lck=[1+ε(Dm247。Dp)]Bck (22—78)式中：Lck—導(dǎo)板距離(mm)；Dp—管坯直徑(mm)；Dm—毛管直徑(mm)；Bck—軋輥間距(mm)；ε—管坯直徑總壓下率(%)；將Dp=80，Dm=，Bck=，ε=，經(jīng)計算后得：Lck=(mm) 頂桿直徑應(yīng)盡量大以提高頂桿的剛度，減少縱向彎曲。通常是在保證頂桿從毛管中抽出的前提下，選擇直徑盡可能大的頂桿，一般至少比頂桿直徑小5%。進(jìn)出料導(dǎo)管內(nèi)徑一般比軋件外徑大20%左右。所以Dga=94%Dt=(mm)，Djc=Dm=(mm)生產(chǎn)中，應(yīng)以充分發(fā)揮設(shè)備潛力為原則來確定穿制各種管坯所采用的送進(jìn)角α和軋輥轉(zhuǎn)速ng的大小。一般規(guī)律是：同一穿孔機中大直徑管坯采用小的送進(jìn)角和低的軋管轉(zhuǎn)速。對于朔性低和變形抗力高的合金鋼，最理想的是采用低速大送進(jìn)角。參考包鋼120機組及國內(nèi)以建鋼管車間，一般車間穿孔機送進(jìn)角取0176?！?2176。，最大軋輥轉(zhuǎn)速為110 r/min。穿孔機初調(diào)時主要應(yīng)注意各軋輥的平行和對