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精密钢管二辊斜轧穿孔坯料的生产

在由两个同向旋转且辊轴交叉倾斜的轧辊、两块导板(或导盘)以及顶头构成的孔型中把实心管坯穿轧成空心毛管的工序(见管坯穿孔)1884年由德国曼内斯曼(R.&MMannesmann)兄弟发明。他们在锻道圆坯的实践中发现,圆坯在边旋转边压缩的过程中,中心会出现破裂,形成不规则的小孔——孔腔(cav1ty),由此得到启发,设想用二辊斜轧法来生产无缝管。开始采取无顶头斜轧,获得的管子内孔很小且很粗糙,不能应用,后来改为加顶头斜轧获得了成功。后人又对导向工具、轧辊形状和数量等做了改进,相继出现了带导盘的二辊斜轧穿孔、三辊斜轧穿孔、菌式穿孔机穿孔以及盘式穿孔机穿孔等。

二辊斜轧穿孔机的变形区大致可分为4个区域(见图)

1区主要作用是为穿孔做准备和顺利地实现一、二次咬入(见斜轧穿孔原理)。由于轧辊入口锥表面有锥度,沿穿孔方向(轴向)前进的管坯逐渐在径向受压缩,被压缩部分的金属一部分向横向(导板方向)流动,使坯料断面由圆形变成椭圆形,而表层金属向轴向延伸,因此在坯料前端会形成一个喇叭口状的凹陷,此凹陷和定心孔一起保证了穿孔时顶头鼻部对准坯料中心,以减小毛管前端的壁厚不均。

Ⅱ区为穿孔区。主要作用是穿孔,即使实心坯变成空心的毛管。该区从金属与顶头相遇开始到与顶头圆锥带始端接触为止,主要是压缩壁厚,被压缩的金属向横向和纵向流动,但横向流动受到导板的限制,所以纵向延伸变形是主要的。在穿孔机上穿孔毛管可有很大的延伸系数, 到5以上,这是斜轧穿孔的特点。

Ⅲ区为展轧区。该区顶头母线和轧辊母线近似平行,主要作用是展轧(均整)管壁,改善管壁的尺寸精度和内外表面质量。

Ⅳ区为转圆区。该区的作用是靠轧辊旋转加工把椭圆形的轧件转圆。该区长度很短,变形属塑性弯曲变形




精密钢管超声波振动拔管

在对拔管模或芯棒或同时对两者施加超声波振动的条件下进行的管材冷拔。超声波振动拔管原理是将高频电谐振通过换能器转换成机械振动,并将振动能量通过聚能器传播到变形区中,改变金属变形的性质和应力状态,系统框图如图1。实用的振动外模的声传递系统如图2。采用这一传声系统是为了换模方便和不增加锤头长度。振动芯棒的声传递系统如图3

1超声波振动拔管系统框图

2实用声波传递系统

1一外模;2一外套;3固定点;4聚能器;5一振子

3拔制内凸筋管时超声振动芯棒系统

123-换能器;456-聚能器;7-压力轴承8-拉杆;9-芯棒;10-外模;11-管料



精密钢管冷加工方式的配置

按冷轧和冷拔使用情况,方式配置可有单一冷轧、单一冷拔和冷轧冷拔结合3种方案。

(1)单一冷轧方案。

和冷拔相比,冷轧变形时应力状态好,道次变形量大,可减少中间工序并缩短生产周期,能降低消耗和降低成本,适宜加工塑性差的高合金精密钢管和难变形的有色金属。其缺点是生产力低,生产灵活性较小。

(2)冷轧冷拔结合的方案。

是管材冷加工的合理方案,冷轧冷拔相结合可发挥冷轧变形量大和冷拔生产灵活的优点,以减少工序、缩短生产周期、提高生产力和扩大品种。采用冷轧冷拔结合方案时,通常是管料先在冷轧机上轧到定壁或定壁前的某个道次,然后进行拔制,直至成品道次。

(3)单一冷拔方案。

由于冷拔的道次变形量较小,变形道次多,中间工序多,生产周期长,金属及辅助材料消耗大,单一冷拔方案不是 方案。但拔管机结构比冷轧机简单,投资少,操作容易掌握,工具的制造和更换方便,生产灵活性大,生产力也较高。故采用单一冷拔方案来加工碳钢、低合金精密钢管和一般有色金属管在实际生产中有广泛的应用。


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