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精密鋼管二輥斜軋穿孔坯料的生產(chǎn)

在由兩個(gè)同向旋轉(zhuǎn)且輥軸交叉傾斜的軋輥、兩塊導(dǎo)板(或?qū)ПP)以及頂頭構(gòu)成的孔型中把實(shí)心管坯穿軋成空心毛管的工序(見管坯穿孔)。1884年由德國曼內(nèi)斯曼(R.&MMannesmann)兄弟發(fā)明。他們在鍛道圓坯的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),圓坯在邊旋轉(zhuǎn)邊壓縮的過程中,中心會(huì)出現(xiàn)破裂,形成不規(guī)則的小孔——孔腔(cav1ty),由此得到啟發(fā),設(shè)想用二輥斜軋法來生產(chǎn)無縫管。開始采取無頂頭斜軋,獲得的管子內(nèi)孔很小且很粗糙,不能應(yīng)用,后來改為加頂頭斜軋獲得了成功。后人又對導(dǎo)向工具、軋輥形狀和數(shù)量等做了改進(jìn),相繼出現(xiàn)了帶導(dǎo)盤的二輥斜軋穿孔、三輥斜軋穿孔、菌式穿孔機(jī)穿孔以及盤式穿孔機(jī)穿孔等。

二輥斜軋穿孔機(jī)的變形區(qū)大致可分為4個(gè)區(qū)域(見圖)。

1區(qū)主要作用是為穿孔做準(zhǔn)備和順利地實(shí)現(xiàn)一、二次咬入(見斜軋穿孔原理)。由于軋輥入口錐表面有錐度,沿穿孔方向(軸向)前進(jìn)的管坯逐漸在徑向受壓縮,被壓縮部分的金屬一部分向橫向(導(dǎo)板方向)流動(dòng),使坯料斷面由圓形變成橢圓形,而表層金屬向軸向延伸,因此在坯料前端會(huì)形成一個(gè)喇叭口狀的凹陷,此凹陷和定心孔一起保證了穿孔時(shí)頂頭鼻部對準(zhǔn)坯料中心,以減小毛管前端的壁厚不均。

Ⅱ區(qū)為穿孔區(qū)。主要作用是穿孔,即使實(shí)心坯變成空心的毛管。該區(qū)從金屬與頂頭相遇開始到與頂頭圓錐帶始端接觸為止,主要是壓縮壁厚,被壓縮的金屬向橫向和縱向流動(dòng),但橫向流動(dòng)受到導(dǎo)板的限制,所以縱向延伸變形是主要的。在穿孔機(jī)上穿孔毛管可有很大的延伸系數(shù), 到5以上,這是斜軋穿孔的特點(diǎn)。

Ⅲ區(qū)為展軋區(qū)。該區(qū)頂頭母線和軋輥母線近似平行,主要作用是展軋(均整)管壁,改善管壁的尺寸精度和內(nèi)外表面質(zhì)量。

Ⅳ區(qū)為轉(zhuǎn)圓區(qū)。該區(qū)的作用是靠軋輥旋轉(zhuǎn)加工把橢圓形的軋件轉(zhuǎn)圓。該區(qū)長度很短,變形屬塑性彎曲變形




生產(chǎn)精密鋼管管料尺寸的選擇

在冷加工管材生產(chǎn)中,管料的尺寸(直徑和壁厚)決定著變形道次、成品管尺寸精度和表面質(zhì)量。在能保證成品管質(zhì)量的前提下盡可能選用接近成品尺寸的管料。管料的小壁厚應(yīng)能保證管料和成品管的壁厚差(即總減壁量)能熱軋管表面的螺紋道、劃道等表面缺陷,改善壁厚不均,以獲得尺寸公差和表面質(zhì)量都符合要求的管材。在冷拔管生產(chǎn)中,冷拔的小總減壁量一般取0.51mm。對成品管質(zhì)量(尺寸精度、表面質(zhì)量)要求高時(shí)也可以將總減壁量取大一些。在可供應(yīng)條件下,管料的直徑一般比成品管的直徑大520mm。主要是考慮減徑量與減壁量的關(guān)系,即變形時(shí)有一定的減壁量必定有相應(yīng)的減徑量,才能保證順利實(shí)現(xiàn)金屬變形。

選擇冷軋管料與冷拔的原則基本相同,但在確定管料和中間管尺寸時(shí)則要考慮滿足冷軋機(jī)孔型系統(tǒng)的要求。

道次變形量的選擇即確定每個(gè)加工道次的變形程度(斷面壓縮率、延伸系數(shù))、減徑量和減壁量。在條件允許時(shí),應(yīng)選取大的道次變形量,以減少加工道次。選擇冷軋管機(jī)道次變形量時(shí)要考慮軋機(jī)主要部件強(qiáng)度、材料塑性、對管材的質(zhì)量要求等。在實(shí)際生產(chǎn)中管材的尺寸精度、表面狀態(tài)以及工具的壽命等常成為限制道次變形量的因素。為了保證產(chǎn)量和質(zhì)量,成品道次的變形量應(yīng)取小一些。在多輥式冷軋管機(jī)上道次變形量(特別是減徑量)比二輥式冷軋管機(jī)的小。




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