【正文】 7設(shè)均整工序。6頂頭潤滑，以降低摩擦阻力。15′）。 一般 rt=7～ 12176。4適當(dāng)?shù)膲合铝俊?采用多面孔型。2軋制溫度要準(zhǔn)確。2）克服橫向變形不均的措施1合適的寬高比。因?yàn)椋涸诳仔晚敳浚陧旑^作用下，管壁被壓縮，縱向延伸增加，管壁減薄。即（ 2）自動(dòng)軋管時(shí)的變形過程：三個(gè)階段 ① 壓扁變形：開始，四點(diǎn)接觸，塑性彎曲變形； ② 減徑變形：軸向延伸，管壁有所增加； ③ 減壁變形：頂頭參與，壁厚減薄，延伸增加。三輥均整機(jī)還可實(shí)現(xiàn)減壁 20~15%（ 1）常用孔型系統(tǒng)Rab er△ g橢圓孔型圖1）橢圓孔型 若 a ， b已知，則： 得： 令： （橢圓度系數(shù)），得：abr△ g φRρ帶圓弧側(cè)邊的圓孔型圖2）帶圓弧側(cè)邊的圓孔型 推導(dǎo)計(jì)算得側(cè)壁半徑：開口角， ≥30176。D消除壁厚不均 A目的是：（ 3） 消除孔型開口處管壁的偏厚量?；厮洼佊邢鄳?yīng)較大的孔型。工作特點(diǎn)： 上工作輥和下回送輥同步。3. 產(chǎn)品品種少，鋼管質(zhì)量較差，生產(chǎn)率低。2. 工作區(qū)：θ1— 錘頭區(qū)，孔型半徑 ↓， 壓縮變形；θ2— 定徑區(qū) /研磨區(qū)，孔型半徑不變，軋平管壁及精整；θ3— 出口區(qū)，軋輥表面逐漸平穩(wěn)地脫開鋼管優(yōu)缺點(diǎn)：1. 由錠直接軋成鋼管：省去管坯車間，減少建廠投資，降低成本。n 變斷面圓孔型橫斷面有兩個(gè)區(qū)域：1. 空軋區(qū) （ ≈軋輥開口）：張開時(shí)，翻鋼 90176?？哲垍^(qū) θx；工作區(qū) θp重復(fù)前一過程。n 過程：軋輥每轉(zhuǎn)一周，毛管某一段被輾軋，長度為送進(jìn)量 m（ ≤30mm）。n 產(chǎn)量低質(zhì)量高！n 配備 狄舍爾穿孔機(jī)來生產(chǎn)。1. 優(yōu)點(diǎn)：導(dǎo)盤 產(chǎn)生軸向拉力減少 “尾三角 ”，鋼管質(zhì)量好，偏心小，壁厚變換方便?？梢员苊獬霈F(xiàn) “尾三角 ”。n 缺點(diǎn)：只可軋 Dc/δC≤12的鋼管，當(dāng)軋更薄管子會(huì)出現(xiàn) “尾三角 ”，使軋制過程無法終結(jié)。目的在于創(chuàng)造一種帶芯棒軋制的斜軋機(jī)來代替無縫鋼管生產(chǎn)中所必須的自動(dòng)軋管機(jī)和均整機(jī)。Assel（ 1）阿塞爾三輥斜軋 ：不適合太薄、太厚、太長的鋼管生產(chǎn)。 適合生產(chǎn) 小口徑無縫鋼管? 缺點(diǎn)：。整個(gè)熱軋線可全部自動(dòng)化。交替軋制鋼管，消除穿孔螺旋壁厚不均，調(diào)質(zhì)磨光的特殊芯棒使內(nèi)外 表面平滑 。b)限動(dòng)芯棒： Multi—Stant Pipe Mill ()c)半限浮芯棒連軋管機(jī)優(yōu)點(diǎn)1. 在連續(xù)的 8－ 9機(jī)架中以大壓下量 一次完成 軋制，高效獲得 長尺 鋼管（ 33米、 240根／時(shí)）。 的連軋機(jī)軋成鋼管。a－空心管軋制； b－長芯棒軋制； c－短芯頭軋制（縱軋）n 生產(chǎn)小口徑鋼管的高效能軋機(jī)（生產(chǎn)率最高、質(zhì)量最好）。毛管軋制就是對(duì)穿孔以后的毛管進(jìn)行壁厚加工，實(shí)現(xiàn)減壁延伸，使壁厚接近或等于成品壁厚。穿制不銹鋼時(shí)用： MTZ（ MoTiZr，即鉬鈦鋯合金），預(yù)熱 850～ 950℃ ，并用玻璃粉潤滑。⑺ 頂頭材質(zhì) 更換式非水冷頂頭： 20CrNi3A；小機(jī)組水冷頂頭：20CrNi4VA、 3Cr2W8V。δt：太厚，冷卻效果不好；太薄，易炸裂。固定式 (外更換式 )水冷頂頭： L3=5～ 15 mm；更換式非水冷： L3=30～ 50 mm。所以： L2=（ ～） Zch； Zch：毛管出口錐的 1/n螺距， n為軋輥數(shù)目。直徑 D1及輪廓母線半徑 R ：母線錐角 γt通常為 12176。一般： L1↑， F接 ↑，阻力 ↑，過長還會(huì)引起軋卡； L1↓，變陡，阻力 ↑。水冷頂頭一般無鼻部，頂部用圓弧過度， r=r0=d0/2。⑵ 頂頭鼻部 鼻部直徑 d0應(yīng)等于小于定心孔直徑，或大體等于管坯中心疏松區(qū)直徑。輥身：常用 50Mn、 65Mn等，鑄鋼或鍛鋼，硬度 HB： 141～ 184，易咬入、耐磨。2 組合式：輥身與輥軸套在一起，裝配時(shí)采用 “ 紅裝 ” 加鍵，只報(bào)廢輥身，經(jīng)常采用。 。經(jīng)驗(yàn)值： β2= ～ 176。30′ 。 ，常取3176。若 β1↓ ，咬入 ↑ ，但 L1↑ ，頂前易形成孔腔，對(duì)表面質(zhì)量不利，且軋制力 ↑ 。 L1：入口錐長度，考慮壓下量 L2：出口錐長度，考慮擴(kuò)徑量L3：輾軋帶，一般 L3=0～ 20mm，或 L3=（ ～ ） L穿；當(dāng) β β2很小時(shí)， L3取零，即兩錐用大圓弧過度。β1 β2L1 L2L3DR1 R2 二輥斜軋穿孔機(jī)的軋輥一般：大型機(jī)組 (φ400)： 1/i =；中型機(jī)組 (φ250)：1/i =～ ；小型機(jī)組 (φ140)： 1/i =6～ 。2． 3． 7． 二輥斜軋穿孔機(jī)的工具設(shè)計(jì) 要求： ① 咬入條件好，穿孔過程進(jìn)行順利； ② 毛管筆直，內(nèi)外表面質(zhì)量和尺寸好； ③ 單位能耗??； ④ 工具壽命高，磨損均勻； ⑤ 機(jī)組生產(chǎn)率高。(5) 金屬塑性 :σs↑ ， P↑ 。(3) 壓下量 △ h:△ h↑ ， F接 ↑ ， P↑。 契革馬略夫?qū)嶒?yàn)式：ε ：管坯直徑總壓下率 %，（ σs 需由 μ 、 t℃ 、 ε 查表，） 入口錐單位平均壓力 :出口錐單位平均壓力 : 入口錐軋制壓力 : 出口錐軋制壓力： 總軋制力： 影響穿孔軋制力的因素 :(1) 軋制溫度 : t℃↓ ， P↑。 出口錐： ，則 。契革馬略夫簡化式 ：入口錐： ，則 。范圍內(nèi)，所得結(jié)果偏高，但不超過 8～ 10%。 （ 1）接觸區(qū)寬度的確定 數(shù)學(xué)推導(dǎo)得任一截面的接觸寬度為 ：Dx、 Rx： 輥任一截面的直徑、半徑，dx、 rx： 任一截面的管坯長軸直徑、半徑，bx： 任一截面的接觸區(qū)寬度， d： 任一截面的輥間距。 凡是增加不均勻變形的因素，凡是使金屬塑性變差的因素，都能促進(jìn)孔腔形成。(7)主動(dòng)導(dǎo)盤： 有利于縱向變形，變形不均勻性 ↓ ，孔腔 ↓ 。(5)頂前壓縮量 △ h： 若 △ h↑ ，不均勻變形 ↑ ， σy↑ ，交變 τ↑ ，孔腔 ↑ 。(4)封閉孔型的橢圓度系數(shù) ξ ： (ξ= 導(dǎo)板間距 /軋輥間距，曼： ξ 不能太小，否則不利于變形；狄： ξ 可小些，且變形好些。(2)送進(jìn)角 α: 若 α↑ ，變形區(qū) ↓ ，交變應(yīng)力 ↓ ，孔腔 ↓ 。整個(gè)過程是：切應(yīng)力的作用使中心產(chǎn)生塑性變形而微裂，微裂在軸向拉應(yīng)力的作用下形成許多未相互連接的裂縫，使中心疏松，再在橫向拉應(yīng)力作用下擴(kuò)展成不可焊合的孔腔。 2)所受應(yīng)力情況是一向壓縮，兩向拉伸。c) 綜合應(yīng)力理論 :認(rèn)為孔腔形成是由于中心金屬受交變的切應(yīng)力和很大的拉應(yīng)力共同作用的結(jié)果，屬于韌、脆性斷裂。代表人物是前蘇聯(lián)， .P P正應(yīng)力作用下的中心破裂認(rèn)為：斜軋實(shí)心圓管坯時(shí)，由于外力具有集中載荷的特征，塑性變形只發(fā)生在表面，而向中心方向的塑性變形迅速減小，中心將不產(chǎn)生塑性變形，只產(chǎn)生彈性變形，是所謂的彈性核。代表人物是德國的 E．吉貝爾 (Siebel)，目前歐美仍采用此理論。2． 3． 5 二輥斜軋穿孔時(shí)的孔腔形成理論 孔腔：旋轉(zhuǎn)橫鍛、橫軋或斜軋實(shí)心工件時(shí)，工件產(chǎn)生的縱向內(nèi)撕裂。 由于所以管坯各截面處的轉(zhuǎn)速并不相同，必然產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，這樣使坯料表面原有的裂紋、起皮、夾層等缺陷，扭轉(zhuǎn)后很容易形成外折疊。γs橫向剪切變形③ 扭轉(zhuǎn)變形： 是由于變形區(qū)中管坯各截面的角速度不同引起的。是造成毛管縱裂、折疊、分層等缺陷的原因。軋制時(shí)，外層金屬切向流動(dòng)的角速度大于內(nèi)層，使金屬纖維彎曲成 C型，減壁量越大，金屬切向流動(dòng)的角速度的差異就越大，彎曲就越大，其大小用 γ 表示 (指在管壁厚度的 的夾角 )， γ 角越大，橫向剪切變形越嚴(yán)重。減少措施： 采用主動(dòng)頂頭，或加潤滑劑等來減少。產(chǎn)生原因： 穿孔時(shí)，軋輥帶動(dòng)毛管外層金屬軸向延伸，而頂頭阻止內(nèi)層金屬軸向流動(dòng)，從而導(dǎo)致各層金屬軸向流動(dòng)的差異，產(chǎn)生了縱向剪切應(yīng)力。① 縱向剪切變形 ： 指內(nèi)外層金屬沿縱向產(chǎn)生附加相互剪切。增大軋件的變形應(yīng)力，引起毛管中產(chǎn)生缺陷的幾率增大。2． 3． 4 二輥斜軋穿孔 時(shí)的金屬變形（ 1） 基本變形：管坯穿成毛管時(shí)，軋件的體積不變。1）旋轉(zhuǎn)條件： 由于旋轉(zhuǎn)條件只是增加一項(xiàng)頂頭的慣性阻力矩，因?yàn)轫旑^是從動(dòng)的，其值相對(duì)較小，故影響不大，因而旋轉(zhuǎn)條件等同于一次咬入。 在實(shí)際生產(chǎn)中， β1≤6 ， α≤18 0， i≤ ，而，因而可實(shí)現(xiàn)一次咬入。c （旋轉(zhuǎn)阻力矩）n : 軋輥數(shù)目PTTdcP2）前進(jìn)條件：管坯軸向咬入力＞管坯軸向阻力 即： n (TX NX) ＋ P0 ≥ 0式中：TX: 摩擦力的軸向分力；NX: 正壓力的軸向分力；P0:外加頂推力，非頂推時(shí)其值為 0；n : 軋輥數(shù)目。d （旋轉(zhuǎn)摩擦力矩）MN = 189。1）旋轉(zhuǎn)條件：管坯旋轉(zhuǎn)動(dòng)力矩＞管坯旋轉(zhuǎn)阻力矩 即： n(MT MN)≥0式中：MT = 189。2． 3． 3 二輥斜軋穿孔的咬入條件斜軋穿孔過程存在兩次咬入 : (1)第一次咬入 :管坯與軋輥剛接觸，軋輥通過摩擦帶動(dòng)軋件做螺旋運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入變形區(qū)；(2)第二次咬入 :管坯在軋輥帶動(dòng)下，克服頂頭或內(nèi)變形工具的阻力而繼續(xù)進(jìn)入穿孔變形區(qū)，形成穩(wěn)定的軋制過程。 結(jié)論 ： （ 1）由于送進(jìn)角 α 的存在，可將軋件的速度分解成兩個(gè)速度分量，一個(gè)旋轉(zhuǎn)，一個(gè)前進(jìn)，從而使軋件螺旋前進(jìn)。滑動(dòng)系數(shù) 軋件的前進(jìn)速度 而軋件的旋轉(zhuǎn)速度 式中： 、 軸向、切向滑移系數(shù)，而又稱軋制效率；都小于 1。 α為送進(jìn)角。2． 3． 2 二輥斜軋運(yùn)動(dòng)學(xué)(1) 軋件螺旋運(yùn)動(dòng)的原因 Vy VVxα軋制線輥軸線 軋輥速度分量圖兩軋輥軸線交點(diǎn)處的輥圓周速度 V，則：那么，切向分量 (旋轉(zhuǎn)速度 )：軸向分量 (前進(jìn)速度 ) ：式中： Dx所討論截面的輥徑 。由于 ① 、 ③ 為不穩(wěn)定狀態(tài)，因而外徑大小會(huì)出現(xiàn)了 頭粗尾細(xì)中間均 的現(xiàn)象 (曼乃斯曼穿孔機(jī)表現(xiàn)尤為突出 )。變形特點(diǎn)：實(shí)際上是塑性彎曲變形，但由于該區(qū)較短且變形量不大，一般不與考慮。Ⅳ 轉(zhuǎn)圓區(qū) (歸圓區(qū) )，平整段后，軋輥與毛管接觸的部分。Ⅲ 輾軋區(qū) (平整區(qū) )，與頂頭平整段對(duì)應(yīng)的部分。作用：實(shí)現(xiàn)穿孔并使毛管減壁。⑶ 徑向壓縮，一部分橫向變形，一部分縱向延伸，因而管坯頭部形成一個(gè)喇叭口狀的凹陷 (即疏松區(qū) )。鼻子穿孔錐平整區(qū)反錐頂桿頂頭β 2三、變形區(qū)的構(gòu)成 (二輥斜軋穿孔 ) 穿孔變形區(qū)（ 1）變形區(qū)的組成及作用Ⅰ 穿孔準(zhǔn)備區(qū)： 從管坯開始咬入到與頂頭鼻部接觸止，即軋實(shí)心管坯。a頂頭示意圖a－更換式非水冷頂頭； b－內(nèi)外水冷頂頭； c－內(nèi)水冷頂頭L0 (鼻部 )： 對(duì)正管坯定心孔，便于穿正；L1 (穿孔錐 )： 穿孔并使毛管減壁；L2 (平整段：錐角與輥同 )： 均整毛管內(nèi)外表面；L3 (反錐 )： 甩圓并防止毛管脫出頂頭時(shí)劃傷。出口斜面： 導(dǎo)出毛管，并限制擴(kuò)徑；導(dǎo)板（ 3） 頂頭 一般為隨動(dòng)的內(nèi)變形工具，其軸向不能移動(dòng)，但可以旋轉(zhuǎn)。作用： 為管坯和毛管導(dǎo)向，使軋制線穩(wěn)定；限制毛管的橫向變形，并與軋輥一起構(gòu)成封閉的外環(huán)。形狀有桶式、菌式、盤式等，而以桶式為最常見，它通常可分成三段：Ⅰ ：入口錐： 咬入管坯，實(shí)現(xiàn)管坯穿孔；Ⅱ ：軋制帶： 起過渡帶作用； Ⅲ ：出口錐： 實(shí)現(xiàn)毛管減壁，平 整毛管表面，均勻壁厚及完成毛管歸圓。 ③ 是毛管壁厚嚴(yán)重不均。） ⑤ 生產(chǎn)率可達(dá) 2根 /分，比壓力穿孔高。 ③ 工具消耗和能耗少 （實(shí)測：單位能耗為二輥斜軋的 20%左右；頂頭平均單位軸向力僅為壓力穿孔的 50%左右，因而工具消耗較少。由瑞士人 1957年開始研究發(fā)明的， 1977年正式投產(chǎn)。 ③ 三輥穿孔時(shí)有可能出現(xiàn)毛管分層缺陷。2）缺點(diǎn)： ① 不能穿制薄壁管，通常 Dm/δm ＜ 14，否則會(huì)出現(xiàn)尾三角缺陷。 ⑤ 更換毛管規(guī)格方便。 ③ 提高了穿孔效率 (比二輥高 15～ 20%以上 )。特點(diǎn)：1）優(yōu)點(diǎn)： ① 擴(kuò)大了可穿鋼種的范圍。它與二輥斜軋穿孔區(qū)別在于：它以三個(gè)主動(dòng)軋輥和一個(gè)頂頭構(gòu)成 “ 封閉的環(huán)形孔型 ” ，三個(gè)主動(dòng)軋輥呈 120176。 2)減少了扭轉(zhuǎn)變形和橫向剪切變形，從而減少了內(nèi)外表面缺陷發(fā)生的幾率。3）軋輥呈錐形，其直徑沿穿孔變形區(qū)逐漸增大。 (3)雙支撐的菌式穿孔機(jī) 雙支撐菌式穿孔機(jī)示意圖特點(diǎn)：1）軋輥軸線除與軋制線傾斜一個(gè)送進(jìn)角 α 外， 還有一個(gè)輾軋角 φ 。 內(nèi)調(diào)節(jié) ) α15176。圖 4－ 15 100穿孔機(jī)設(shè)備布置簡圖1．受料槽； ； ； ； ；； ； ； ； 車； ； ； ； ； 15穿孔機(jī)軋輥曼乃斯曼穿