栩管��马年第!’期合理的穿孔机顶头设计孙士秀∀鞍山钢铁学院#本文论述了合理的顶头设计必须与穿孔变形区的特点相适应,并考虑斜轧时的补偿角及选择合适的顶头形状,分析了主要参数的确定。∃%&∋()%∗+,−∋.)(/0∋,∃1∋).2%)+∃,∗0∗3.−45−67874∀人盯96:5∋;<5=−>??≅∋5￡>7>4>?#∋>王ΑΒ?≅>Χ7>675>6?:;>7?≅?>6:>:;<>7<5<≅Β?97Δ5<Ε>6?Φ7?;?75ΔΓ:5Β;?≅Φ≅昭Γ4,>Η<Φ?Χ7>6>6??6:;:Η>?;79>7?9<Ε全6?Β?Ε<;眺>7<5舀;?:45Β?;Φ7?;?75Δ,Γ?:5Χ67≅?>6??<ΓΦ?59:>75Δ:<Δ≅?;?Ι47;?ΒΧ6?5Η;<99;<≅≅75Δ:5Β:5:ΦΦ;<Φ;7:>?0≅4Δ96:Φ?96<4≅Βϑ?>:Κ?575><:??<45>Λ%≅9<:5:≅ΜΝ?Β�Α>6?Β?>?;Γ75:>7<5<Ε>6?;?≅?Ο:5>Γ:Π<;Φ:;:Γ?>?;9。�Λ前言所谓合理的穿孔机顶头设计,就是顶头在变形区中同导板、轧辊组成的封闭空间应在理论分析上正确且与生产实际相吻合的设计。众所周知,顶头设计主要是几何轮廓尺寸的具体确定问题。顶头设计正确与否对产品的质量、尺寸精度、产量等影响很大,而且与顶头寿命及降低产品成本也直接相关,所以引起国内外学者的普遍关注和研究探讨。辗轧区主要是辗轧壁厚,改善管壁尺寸精度和内外表面质量。转圆区是将椭圆形的毛管圆化。一妊一Θ一酬包石】Ρ宜图≅穿孔变形区的组成ΣΛ顶头设计的基本依据∋一穿孔准备区互一辗轧区∋一穿孔区丁一转圆区合理的顶头设计必须与穿孔变形区的特Τ点相适应。穿孔变形区一般由穿孔准备区、穿孔区、辗轧区、转圆区四部分组成∀见图�#。穿孔准备区主要是将实心管坯在反复交变应力下形成某些疏松但不出孔腔,为穿孔作好准备。穿孔区主要是将实心的管坯穿成空心毛管,承受主要变形一减壁、延伸。为满足穿孔变形区特点,顶头也由!部分组成∀见图Σ#。鼻部∀�,#是对正管中心及防止管坯最初形成孔腔的暴露Υ穿孔锥∀�ς#主要是穿孔延伸变形Υ辗轧锥∀�ς#主要是均匀毛管壁厚和内外表面Υ反锥∀≅Λ#主要是防止擦伤毛管内表面并保证毛管顺利铆甘Σ了脱离顶头和离开轧辊。顶头设计必演以穿孔变形区特点为基本依据来满足顶头各部分的需要。门下‘‘ΩΘ才7Ω口≅Ω∗ΞΨ网∋Ψ,一‘’丁一Ζ‘吕一了‘户磨叫仓如图Σ顶头主要参数≅,、Β。、各,—鼻部长度、直径和壁厚�ς、∃、各ς—穿孔锥长度、圆弧半径和壁厚�ς、丫、[ς—辗轧锥长度、锥度角和壁厚�‘—顶头反锥长度其中Β。、各�、∃、乙ς和丫是关键参数。Λ本文将着重论证合理的辗轧锥角∀Μ#和穿孔锥圆弧半径∀∃#等问题。图∴顶头参数8。]�ς⊥::]∃一975Μϑ]∃一?<9Μ一丫。通过%、_两点按圆的方程可得出如下方程∀≅ς⊥∃一Α75丫#Σ⊥〔∀∃一?<9Μ一∀⎯ς一丫。#〕“二∃,,Λ’∀∃一Α75Μ#Σ⊥∀∃·?<9丫#Σ将∀!#式代入∀∴#式得∀∴#二∃α∀!#鑫十∀⎯,一⎯β#“、少、,尹Σ⎯9]∀⎯。一⎯。#·?<9丫一≅ς·Α75Μ∀ΑΒ:ΣΒ。丫。二一一才一乙代入∀Α七用∃再∴Λ验证尤·马特维耶夫公式过去顶头设计历来都是将顶头辗轧锥角与轧辊出口锥角相对应设计的,即轧辊出口锥角∀:ς#]顶头辗轧锥角∀⎯#,并一直沿用尤·马特维耶夫公式求穿孔锥的圆弧半径∀∃#式得!�盖⊥∀Β。一Β。#“∃]吐〔∀Β9一Β<#Λ?<9丫一≅ςΛ975Μ〕孟⊥∀Β,一Β。#Σ∃二!〔∀Β。一Β。#?<9Μ一Σ�ς·975Μ〕∀式中参数如图∴所示。下面验证∀�#式是否正确。根据圆的方程一可写成下式∀8一8<#“十∀Μ一Μ<#Σ二∃“由图∴几何关系可得∀Σ#∀[#通过上述几何关系推证说明ς∀�#尤·马特维耶夫公式本身没有错误。∀Σ#式中穿孔锥圆弧半径∀∃#与�ς、Β。、Β。和辗轧锥角∀⎯#有关。其中Β。和Βς可确定。Λ’Λ∃‘Ε钾Λ�Σ#函数关系成立∀∴#历来的顶头设计都是顶头辗轧锥劫碑ΖΖΖΖΖ一一Ζ一尸,一χΖχ一χχΖ一χ一Ζ少χ一一一甲一一一一一分���年第!期角∀⎯#等子轧辊出口锥角∀:α#,即⎯]:ς,这种设计是一大错误。因为在日]Ι即轧制线与轧辊轴线平行时考虑的穿孔变形区封闭空间,实际是斜轧。其送进角∀日#一般在[Ζ�Σ“时生产,这就有很大出入。由于轧辊轴线倾斜,轧制线处轧摒出口锥母线发生了变化,...
