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(pán))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(jiàn)管坯穿孔)。1884年由德國(guó)曼內(nèi)斯曼(R．＆M．Mannesmann)兄弟發(fā)明。他們?cè)阱懙缊A坯的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，圓坯在邊旋轉(zhuǎn)邊壓縮的過(guò)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(lái)生產(chǎn)無(wú)縫管。開(kāi)始采取無(wú)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(lái)改為加頂頭斜軋獲得了成功。后人又對(duì)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(pán)的二輥斜軋穿孔、三輥斜軋穿孔、菌式穿孔機(jī)穿孔以及盤(pán)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(jiàn)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(jiàn)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(duì)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(kāi)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(zhǎng)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0.5～1mm。對(duì)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5～20mm。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(mǎn)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(duì)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。