專(zhuān)利名稱(chēng)：錐形輥鋼管斜軋延伸機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為一鋼管斜軋延伸機(jī)，適用于熱軋無(wú)縫鋼管。
延伸是熱軋鋼管生產(chǎn)的主要工序之一，其目的是將穿孔后毛管的壁厚減薄，外徑減小(或擴(kuò)大)，使之接近成品管的尺寸。
延伸分斜軋延伸和縱軋延伸兩類(lèi)?，F(xiàn)有的斜軋延伸主要有以下三種方法(1)二輥曼氏斜軋延伸機(jī)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是軋輥為鼓形(桶形)，兩個(gè)軋輥的軸線與軋制中心線在垂直平面上交叉成一定的角度(稱(chēng)為前進(jìn)角)。鋼管旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)向裝置采用單弧度的固定導(dǎo)板，變形的內(nèi)支撐工具為錐形頂頭。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是附加改形嚴(yán)重，延伸后鋼管的尺寸精度低。
(2)二輥狄賽爾斜軋延伸機(jī)。軋輥為鼓形，在空間也構(gòu)成前進(jìn)角。與曼氏延伸機(jī)相比，結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是以主動(dòng)的導(dǎo)盤(pán)代替固定的導(dǎo)板，以全浮動(dòng)長(zhǎng)芯棒代替錐形頂頭。其主要優(yōu)點(diǎn)是鋼管精度較好，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，延伸系數(shù)小，附加變形嚴(yán)重。
(3)Accu－Roll軋機(jī)(精密斜軋延伸機(jī))。其特點(diǎn)是以錐形輥代替鼓形輥，兩軋輥軸線與軋制中心線在垂直平面上交叉成前進(jìn)角(α)，在水平面上交叉成輾軋角(β)，加大主動(dòng)導(dǎo)盤(pán)的直徑。芯棒采用旋轉(zhuǎn)的、運(yùn)動(dòng)速度可以調(diào)節(jié)的可控芯棒。主要優(yōu)點(diǎn)是鋼管精度高、延伸系數(shù)大、鋼管的直徑(D)與壁厚(S)之比D／S大、鋼管附加變形小。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、投資大、操作困難、一些工藝問(wèn)題(如鋼管精度、延伸系數(shù)等)有待進(jìn)一步解決，難以推廣應(yīng)用。
本實(shí)用新型在深入分析比較上述三種延伸方式的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資省、操作方便、工藝合理、推廣前景好的新型斜軋延伸機(jī)。
本實(shí)用新型為錐形輥斜軋延伸機(jī)，主要由軋輥、導(dǎo)板、芯棒組成，兩軋輥軸線和軋制中心線在垂直平面上交叉成前進(jìn)角(α)、在水平面上交叉成輾軋角(β)。軋輥ι由減徑區(qū)(ι1)、減壁區(qū)(ι2)、輾軋區(qū)(ι3)和規(guī)圓區(qū)(ι4)組成的多段錐形輥，ι1～ι4值由合理的延伸過(guò)程確定，一般取值范圍為ι1＝(0.20～0.3)ι，ι2＝(0.20～0.25)ι，ι3＝(0.2～0.25)ι，ι4＝(0.25～0.3)ι。
輥面錐角取決于α、β及鋼管的尺寸，一般取值范圍γ1＝β＋(3～4)°，γ2＝β＋(2～3)°，γ3＝β±(0～1)°，γ4＝β＝(3～4)°鋼管旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)向裝置為固定式導(dǎo)板。為既能起到導(dǎo)向作用，又能減少導(dǎo)板對(duì)鋼管旋轉(zhuǎn)的阻力，導(dǎo)板的橫斷面形狀采用雙弧形，靠近鋼管旋轉(zhuǎn)出口處的圓弧半徑R1小于鋼管旋轉(zhuǎn)入口處的半徑R2，R1／R2＝0.7～0.85。導(dǎo)板的縱向?qū)挾扰c軋輥在空間的形狀相適應(yīng)，也由多段錐構(gòu)成，這樣，就可以用軋輥和導(dǎo)板組成一個(gè)封閉形的變形區(qū)孔型。
支撐鋼管變形的工具采用圓柱形芯棒。芯棒的長(zhǎng)度L。小于軋輥的長(zhǎng)度L，而大于變形區(qū)的長(zhǎng)度。芯棒尾端用螺紋與頂桿相連，軋制時(shí)芯棒位置在軋制方向上固定不變，只被鋼管帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。軋制結(jié)束后，根據(jù)芯棒的磨損情況，通過(guò)改變頂桿的位置，調(diào)整芯棒位置，達(dá)到提高芯棒壽命的目的。
兩個(gè)軋輥?zhàn)笥也贾茫謩e由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)板上下對(duì)稱(chēng)布置。鋼管在由軋輥、導(dǎo)板與芯棒組成的變形區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)延伸變形(參見(jiàn)圖4)。
軋輥、導(dǎo)板及芯棒設(shè)計(jì)合理與否，直接影響鋼管精度、D／S和延伸系數(shù)等指標(biāo)。本實(shí)用新型工具設(shè)計(jì)的原則是首先確定由軋輥及芯棒組成的合理的孔型形狀，然后根據(jù)三維空間關(guān)系，遵循軋輥－鋼管共軛原理，由計(jì)算機(jī)對(duì)變形工具(軋輥、導(dǎo)板、芯棒)進(jìn)行綜合一體化設(shè)計(jì)，即根據(jù)預(yù)先確定的合理孔型，同時(shí)完成變形工具的設(shè)計(jì)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。本實(shí)用新型由錐形軋輥、固定導(dǎo)板、圓柱形固定芯棒組成，與近年國(guó)內(nèi)外推出的Accu－Roll軋機(jī)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的突出優(yōu)點(diǎn)，由此又帶來(lái)了操作方便、投資少、建設(shè)周期短等一系列優(yōu)點(diǎn)。
(2)工藝合理，鋼管在斜軋延伸時(shí)的變形包括主變形與附加變形，主變形是改變形狀所必要的變形，附加變形是改變形狀不需要的不均勻變形，應(yīng)盡力減少。錐形軋輥的軸向分速度沿軋制線逐漸增加，鋼管的軸向前進(jìn)速度也逐漸增加，兩者相適應(yīng)，因此，附加變形可以減少到最低程度。
(3)指標(biāo)先進(jìn)。D／S為25～30。延伸系數(shù)可達(dá)到2以上，超過(guò)自動(dòng)軋管機(jī)而接近Accu－Roll。鋼管的橫向壁厚精度好，可達(dá)到±5％。鋼管的出口速度快、生產(chǎn)效率高。工具壽命長(zhǎng)。
(4)應(yīng)用面廣。本實(shí)用新型可用于①新建鋼管機(jī)組的延伸機(jī)，實(shí)現(xiàn)穿孔→延伸→定徑的短流程生產(chǎn)新工藝。
②現(xiàn)有軋管機(jī)組的改造。在出熱軋成品管的機(jī)組中，本實(shí)用新型可以代替自動(dòng)軋管機(jī)、二次穿孔等延伸機(jī)。在出冷拔(軋)成品管的機(jī)組中，本實(shí)用新型可設(shè)在穿孔機(jī)后面，向冷拔(軋)提供壁厚精度高、外徑小的坯料，以減少冷拔(軋)道次，提高冷拔能力。


圖1為多段錐形軋輥圖2為雙弧形固定導(dǎo)板主視圖圖3為雙弧形固定導(dǎo)板的剖面圖圖4為雙弧形固定導(dǎo)板的俯視圖圖5為變形區(qū)的封閉孔型圖6為圓柱形固定芯棒。
圖5中1.軋輥2.導(dǎo)板3.芯棒4.鋼管北京科技大學(xué)壓力加工系φ40mm錐型輥鋼管斜軋延伸機(jī)。軋輥直徑195mm，前進(jìn)角選用8°，輾軋角選用5.5°。軋輥由4段圓錐組成，各段的長(zhǎng)度和錐面角分別為ι1＝34mm，γ1＝9°，ι2＝42.5mm，γ2＝7.5°，ι3＝51mm，γ3＝5.5°，ι4＝42.5mm，γ4＝2°(參見(jiàn)
圖1)。雙圓弧導(dǎo)板的圓弧半徑R1＝45mm，R2＝56mm(見(jiàn)圖2、3、4)。圓柱形固定頂頭的總長(zhǎng)度為80mm，其中圓柱部分長(zhǎng)度為60mm，用于導(dǎo)入鋼管的圓錐部分長(zhǎng)度為20mm(見(jiàn)圖6)。坯料外徑42mm，壁厚4.2mm。經(jīng)延伸變形后，鋼管外徑為40～42mm，壁厚為2.5～3.2mm，鋼管外徑與壁厚之比為20～25延伸系數(shù)達(dá)1.5～1.78，研究表明附加變形約減小40～50％。
權(quán)利要求1.本實(shí)用新型為一錐形輥鋼管斜軋延伸機(jī)，主要由軋輥、導(dǎo)板、芯棒組成，兩軋輥軸線與軋制中心線在垂直平面上交叉成前進(jìn)角(α)，在水平面上交叉成輾軋角(β)，其特征是(1)軋輥l由減徑區(qū)(l1)，減壁區(qū)(l2)，輾軋區(qū)(l3)和規(guī)圓區(qū)(l4)組成的多段錐形輥，l1～l4值由合理的延伸變形過(guò)程確定，一般取值范圍為l1=(0.20～0.30)l，l2=(0.20～0.25)l，l3=(0.20～0.25)l，l4=(0.25～0.3)l輥面錐角取決于α、β及鋼管的尺寸，一般取值范圍r1=β+(3～4)°，r2=β+(2～3)°，r3=β+(0～1)°，r4=β-(3～4)°(2)導(dǎo)板的橫斷面采用雙弧形，靠近鋼管旋轉(zhuǎn)出口處的圓弧半徑R1小于鋼管旋轉(zhuǎn)入口處的半徑R2，R1/R2=0.7～0.85R1、R2值要與鋼管的尺寸相適應(yīng)，并以減小鋼管旋轉(zhuǎn)阻力、均勻接觸與磨損、封閉孔型為準(zhǔn)則。導(dǎo)板的縱向?qū)挾扰c軋輥在空間的形狀相適應(yīng)，也由多段錐構(gòu)成，(3)芯棒采用圓柱形芯棒，芯棒的長(zhǎng)度小于軋輥的長(zhǎng)度，而大于變形區(qū)的長(zhǎng)度，芯棒尾端和頂桿采用緊連接，最好采用螺紋連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型為一鋼管斜軋延伸機(jī)，適用于熱軋無(wú)縫鋼管生產(chǎn)，采用多段錐形軋輥、雙弧形固定導(dǎo)板和圓柱體形芯棒的結(jié)構(gòu)型式。錐形軋輥l由減徑區(qū)(l
文檔編號(hào)B21B19/00GK2182005SQ9421124
公開(kāi)日1994年11月9日 申請(qǐng)日期1994年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月19日
發(fā)明者朱景清, 郭鳳浜 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)