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1. 穿孔的發(fā)展過程是什么?
今天在無縫鋼管生產(chǎn)過程中,穿孔工藝被廣泛應(yīng)用而且是非常經(jīng)濟(jì)的。1886年德國(guó)的曼內(nèi)斯曼兄弟申請(qǐng)了用斜輥穿孔機(jī)生產(chǎn)管狀斷面產(chǎn)品的專利。專利中描述了金屬變形時(shí)內(nèi)部力的作用和使用兩個(gè)或多個(gè)呈錐形的軋輥進(jìn)行穿孔，因此被稱作曼內(nèi)斯曼穿孔過程。
由R.C 斯蒂菲爾發(fā)明的導(dǎo)板使得穿孔后的毛管長(zhǎng)度得到增加。后來S.狄舍爾發(fā)明了導(dǎo)盤，使穿孔效率得到更大提高。在1981年出現(xiàn)了雙支撐的錐形輥穿孔機(jī)（單支撐的錐形輥穿孔機(jī)由R.C 斯蒂菲爾發(fā)明于1899年發(fā)明），它比以前的穿孔機(jī)在金屬的變形上有明顯的改進(jìn)。
德國(guó)和美國(guó)在20世紀(jì)上半葉將穿孔進(jìn)行了很大改進(jìn)， 后半葉德國(guó)、俄羅斯和日本又將穿孔機(jī)向前推進(jìn)了一步，近一段時(shí)間中國(guó)也取得了很大成績(jī)。
當(dāng)今無縫鋼管生產(chǎn)中穿孔工藝更加合理和穿孔過程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。常見的穿孔機(jī)有錐形輥穿孔機(jī)和桶形輥穿孔機(jī)。
2. 穿孔工序在現(xiàn)代鋼管生產(chǎn)中的作用?
在無縫鋼管生產(chǎn)中,穿孔工序的作用是將實(shí)心的管坯穿成空心的毛管。整個(gè) 生產(chǎn)過程一般包括穿孔、軋管和定減徑工序。穿孔作為金屬變形的第一道工序，穿出的管子壁厚較厚、長(zhǎng)度較短、內(nèi)外表面質(zhì)量較差，因此叫做毛管。如果在毛管上存在一些缺陷，經(jīng)過后面的工序也很難消除或減輕。所以在現(xiàn)代鋼管生產(chǎn)中穿孔工序的起著重要作用。
3. 管坯穿孔的方式有幾種?
管坯的穿孔方式有壓力穿孔，推軋穿孔和斜軋穿孔。
（1）壓力穿孔
壓力穿孔是在壓力機(jī)上穿孔，這種穿孔方式所用的原料是方坯和多邊形鋼錠。工作原理是首先將加熱好的方坯或鋼錠裝入圓形模中 （此圓形模帶有很小的錐度），然后壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)帶有沖頭的沖桿將管坯中心沖出一個(gè)圓孔。這種穿孔方式變形量很小，一般中心被沖擠開的金屬正好填滿方坯和圓形模的間隙,從而得到幾乎無延伸的圓形毛管,延伸系數(shù)最大不超過1.1。
（2）推軋穿孔
推軋穿孔是在推軋穿孔機(jī)上穿孔,這種穿孔方式是壓力穿孔的改進(jìn)。把固定的圓錐形模改成帶圓孔型的一對(duì)軋輥。這對(duì)軋輥由電機(jī)帶動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)（兩個(gè)軋輥的旋轉(zhuǎn)方向相反），旋轉(zhuǎn)著的軋輥將管坯咬入軋輥的孔型，而固定在孔型中的沖頭便將管坯中心沖出一個(gè)圓孔。為了便于實(shí)現(xiàn)軋制，在坯料的尾端加上一個(gè)后推力（液壓缸），因此，叫做推軋穿孔。
這種穿孔方式使用方坯，穿出的毛管較短，變形量很小，延伸系數(shù)一般不大于1.1。推軋穿孔的優(yōu)點(diǎn)如下：
1）坯料中心處于壓應(yīng)力狀態(tài)，過程是沖孔和縱軋相結(jié)合，不會(huì)產(chǎn)生二輥斜軋的內(nèi)折缺陷，毛管內(nèi)表面質(zhì)量好，對(duì)坯料質(zhì)量要求較低；
2）沖頭上的平均單位壓力比壓力穿孔小50％左右，因而工具消耗較小；
3）穿孔過程中主要是坯料的中心部分金屬變形，使中心粗大而疏松的組織很好的加工而致密化，同時(shí)在壓應(yīng)力作用下，毛管內(nèi)外表面不易產(chǎn)生裂紋。
4）生產(chǎn)率比壓力穿孔高，可達(dá)每分鐘兩支；
以上兩種穿孔多生產(chǎn)特殊鋼種的無縫鋼管，現(xiàn)存的機(jī)組很少，因變形量很小，毛管短且厚，因而在熱軋無縫鋼管機(jī)組中要設(shè)置斜軋延伸機(jī)，將毛管的外徑和壁厚減小并使管子延長(zhǎng)。另外容易產(chǎn)生較大的壁厚不均。
（3）斜軋穿孔
這種穿孔方式被廣泛的應(yīng)用于無縫鋼管生產(chǎn)中，一般使用圓管坯，靠金屬的塑性變形加工來形成內(nèi)孔，因而沒有金屬的損耗。
4. 斜軋穿孔機(jī)的分類?
斜軋穿孔機(jī)按照軋輥的形狀可分為錐形輥穿孔機(jī)、盤式穿孔機(jī)和桶形輥穿孔機(jī)。按照軋輥的數(shù)目分又可分為二輥斜軋穿孔機(jī)和三輥斜軋穿孔機(jī)。
斜軋穿孔機(jī)不管軋輥的形狀如何不同，為了保證管坯曳入和穿孔過程的實(shí)現(xiàn)，都由以下三部分組成：穿孔錐（軋輥入口錐），輾軋錐（軋輥出口錐）和軋輥壓縮帶——由入口錐到出口錐之過渡部分。
5. 二輥式穿孔機(jī)和三輥式穿孔機(jī)的特點(diǎn)?
二輥式穿孔機(jī)主要有帶導(dǎo)輥的穿孔機(jī)、帶導(dǎo)板的穿孔機(jī)和帶導(dǎo)盤的穿孔機(jī)，帶導(dǎo)輥的穿孔機(jī)一般不常用，只用于穿孔軟而粘的有色金屬，如銅管、鈦管等。帶導(dǎo)板的穿孔機(jī)具有孔型封閉好、接觸變形區(qū)長(zhǎng)、穿出的毛管壁厚可以更薄的特點(diǎn)而仍然得到重視；帶導(dǎo)盤的穿孔機(jī)越來越得到發(fā)展，它的特點(diǎn)是：
1）生產(chǎn)率高，這是由于主動(dòng)導(dǎo)盤對(duì)軋件產(chǎn)生軸向拉力作用，導(dǎo)致毛管軸向速度增加。最快可以達(dá)到3～4支／分；
2）由于導(dǎo)盤的軸向力作用，使管坯咬入容易一些，減少了形成管端內(nèi)折的可能性，也可以提高壁厚的精度；
3）導(dǎo)盤比導(dǎo)板有較高的耐磨性，從而減少了換工具的時(shí)間并提高了工具壽命；
三輥式穿孔機(jī)的特點(diǎn)是：
i. 由于三個(gè)輥呈等邊三角形布置，因而在變形中管坯橫斷面的橢圓度小；
ii. 由于三個(gè)輥都是驅(qū)動(dòng)的，僅存在頂頭上的軸向力，因而穿孔速度較快，但頂頭上的軸向阻力比二輥式大；
iii. 在軋制實(shí)心管坯時(shí)，由于管坯始終受到三個(gè)方向的壓縮，加上橢圓度小，一般在管坯中心不會(huì)產(chǎn)生破裂，即形成孔腔，從而保證了毛管內(nèi)表面質(zhì)量。這種變形方式更適合穿孔高合金鋼管。三個(gè)軋輥穿孔時(shí)坯料和頂頭容易保正對(duì)中，因此毛管幾何尺寸精度高，即毛管橫斷面壁厚偏差小。
iv. 因穿孔薄壁毛管時(shí)容易形成尾三角，使毛管尾端卡在軋輥輥縫中，更適合穿孔中厚壁毛管。d/s比不超過8。
6. 導(dǎo)板和導(dǎo)盤的比較
導(dǎo)板和導(dǎo)盤是穿孔機(jī)常用的導(dǎo)位裝置，導(dǎo)輥是一種老式的導(dǎo)位裝置，現(xiàn)在幾乎不用了。導(dǎo)板和導(dǎo)盤的區(qū)別為：
1) 導(dǎo)板對(duì)孔型的封閉好，可以根據(jù)變形區(qū)的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)導(dǎo)板的長(zhǎng)度，而導(dǎo)盤在變形呈弧形分布，接觸長(zhǎng)度較短，軋輥和導(dǎo)盤的間隙逐漸增大，金屬容易進(jìn)入輥縫而產(chǎn)生鏈帶；
2) 因?qū)ПP的主動(dòng)旋轉(zhuǎn)，可以提高穿孔效率，管坯也容易咬入。導(dǎo)板則次之
3) 使用導(dǎo)板的穿孔機(jī)的延伸系數(shù)（即可以生產(chǎn)的毛管最小壁厚）比使用導(dǎo)盤的穿孔機(jī)要大。
基于以上特點(diǎn)，帶導(dǎo)板的穿孔機(jī)仍然是一種主流機(jī)組。
7. 穿孔機(jī)的孔型由什么組成?
穿孔機(jī)的孔型由軋輥、導(dǎo)盤（或?qū)О澹┖晚旑^組成。見下圖
注：Roll—軋輥；plug---頂頭；diescher Disc—狄舍爾導(dǎo)盤
8. 錐形輥穿孔機(jī)和桶形輥穿孔機(jī)的比較?
這兩種穿孔機(jī)是當(dāng)今廣泛使用的主要機(jī)組，錐形輥穿孔機(jī)的歷史較短，具有更多優(yōu)點(diǎn)。比較如下：
1）桶形輥穿孔機(jī)和錐形輥穿孔機(jī)的軋輥均可以上下和左右布置；
2）桶形輥穿孔機(jī)的軋輥由兩個(gè)錐形組成，錐形輥穿孔機(jī)的軋輥由一個(gè)錐形組成；
3）桶形輥穿孔機(jī)的軋件速度變化為小－大－小，錐形輥穿孔機(jī)的軋件速度隨軋輥直徑的增加從小逐步增大；
4）毛管在孔型中的寬展，錐形輥穿孔機(jī)要小些，更有利金屬軸向延伸變形,附加變形小,毛管內(nèi)表面質(zhì)量好，壁厚精度較桶形輥穿孔機(jī)高；
5）錐形輥穿孔機(jī)的延伸系數(shù)比桶形輥穿孔機(jī)大，更適合穿孔薄壁毛管，使得軋管機(jī)組的機(jī)架數(shù)目可以減少；d/s比不超過27，使用中不超過20為最佳。
二輥式斜軋穿孔機(jī)的設(shè)備組成
9. 斜軋穿孔機(jī)的設(shè)備由哪幾部分組成?
穿孔機(jī)設(shè)備由主傳動(dòng)、前臺(tái)、機(jī)架和后臺(tái)四大部分組成。
主傳動(dòng)一般由主電機(jī)或主電極+變速箱組成。
前臺(tái)設(shè)備一般包括受料槽、導(dǎo)管和推鋼機(jī)組成。
機(jī)架中包括軋輥和導(dǎo)向設(shè)備（導(dǎo)盤或?qū)О澹?/p>
后臺(tái)設(shè)備主要包括定心輥、毛管回送輥道、頂桿小車、頂桿小車的止推座及將毛管從穿孔機(jī)組運(yùn)送到軋輥機(jī)組的運(yùn)輸設(shè)備，常見的運(yùn)輸設(shè)備有傳送鏈、回轉(zhuǎn)臂和電動(dòng)車。
10. 主傳動(dòng)的方式及特點(diǎn)?
穿孔機(jī)的主傳動(dòng)電機(jī)可以使用直流電機(jī)或交流電機(jī)。直流電機(jī)一般通過傳動(dòng)軸直接與軋輥連接，而交流電機(jī)則通過減速機(jī)和傳動(dòng)軸與軋輥連接。
一個(gè)機(jī)組可以使用一個(gè)電機(jī)，即一個(gè)電機(jī)連接減速機(jī)，減速機(jī)輸出兩個(gè)輸出軸用來驅(qū)動(dòng)軋輥。也可以每個(gè)軋輥使用一個(gè)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。
穿孔機(jī)使用的接軸有萬向接軸和十字頭接軸。十字頭接軸具有良好的調(diào)節(jié)性能，無論在水平面和垂直平面內(nèi)都可以產(chǎn)生相對(duì)的角位移。
11. 穿孔機(jī)傳動(dòng)軸與軋輥的連接方式?
主要連接方式有兩種.一種是螺栓連接,這種方式普遍使用,不足之處是拆卸時(shí)間較長(zhǎng)且在生產(chǎn)中容易松動(dòng).兩一種方式是扁軸連接,拆卸十分容易,越來越多被采用.
12. 管坯定心機(jī)的組成結(jié)構(gòu)?
定心方法有兩種，即熱定心和冷定心。熱定心是用壓縮空氣或液壓在熱狀態(tài)下沖孔。特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，設(shè)備簡(jiǎn)單，同時(shí)由于沖頭形狀與頂頭鼻部形狀相適應(yīng)，能獲得良好的定心孔形狀。從近些年的發(fā)展來看，熱定心工序有逐步被取消的趨勢(shì)。
冷定心是在離線狀態(tài)下在機(jī)床上鉆孔，冷定心僅在高合金或重要用途鋼管的生產(chǎn)中采用。
13. 推鋼機(jī)的作用及形式?
為了將管坯推入軋輥之間，在穿孔機(jī)的前臺(tái)安置推鋼機(jī)。老式的推鋼機(jī)采用氣動(dòng)，另外還有鏈?zhǔn)酵其摍C(jī)和液壓推鋼機(jī)。推鋼機(jī)的前端裝有可以轉(zhuǎn)動(dòng)的推鋼頭。現(xiàn)代的推鋼機(jī)速度可以設(shè)定即靠近軋輥前高速推進(jìn)以節(jié)省時(shí)間，靠近軋輥時(shí)降速以適應(yīng)管坯的咬入狀況。
14. 穿孔機(jī)機(jī)座（牌坊）有哪幾部分組成?
穿孔機(jī)的機(jī)座大多由包括以下幾部分:
1) 轉(zhuǎn)鼓,又稱作軋輥箱。作用是放置軋輥，軋輥在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)滑動(dòng)或與轉(zhuǎn)鼓緊固在一起。
2) 軋輥傾角調(diào)整裝置，常用的驅(qū)動(dòng)設(shè)備是電機(jī)+蝸輪蝸桿+定位器（編碼器），作用在轉(zhuǎn)鼓上。一般放置的位置在牌坊的側(cè)面。由于立式穿孔機(jī)的下轉(zhuǎn)鼓在水平面以下，冷卻水及氧化鐵皮的長(zhǎng)時(shí)間沖刷，工作環(huán)境惡劣，給電機(jī)的維護(hù)帶來困難，用液壓馬達(dá)替代電極可以解決此問題。
3) 軋輥傾角調(diào)整的平衡裝置
與軋輥傾角調(diào)整裝置組合，消除穿孔過程中產(chǎn)生的間隙和沖擊。根據(jù)轉(zhuǎn)鼓的形狀不同，安裝的位置可以與傾角調(diào)整裝置在一側(cè)或另外一側(cè)。常使用液壓缸實(shí)現(xiàn)此功能。
4) 軋輥的平衡裝置
作用是消除穿孔過程中對(duì)軋輥的瞬間沖擊。
5) 導(dǎo)向裝置
導(dǎo)向裝置主要指導(dǎo)板和導(dǎo)盤的驅(qū)動(dòng)和調(diào)整裝置。
6) 機(jī)蓋
機(jī)蓋上一般安裝軋輥間距的調(diào)整裝置。
15. 機(jī)架蓋的打開方式?
常見的機(jī)架蓋打開方式有以下幾種：
1) 整體拆卸的機(jī)架蓋，多見于老式的小機(jī)組，如76機(jī)組和100的臥式穿孔機(jī)；
2) 機(jī)架蓋側(cè)翻式，利用液壓缸將機(jī)架蓋側(cè)翻起來并放置在機(jī)架牌坊的一側(cè)，不足的地方是增加了廠房的高度；
3) 側(cè)移式，現(xiàn)代的穿孔機(jī)多采用此種方式，可以將機(jī)架蓋移到一側(cè)或者將機(jī)架蓋一分為二分別移到兩側(cè)。
4) 無機(jī)蓋式，壓下裝置裝在牌坊的內(nèi)側(cè)，軋輥拆裝很方便。
16. 常用的軋輥平衡裝置有哪幾種?
軋輥平衡機(jī)構(gòu)的作用是使軋輥或轉(zhuǎn)鼓緊緊壓在壓下絲杠的端部，以消除絲杠和軋輥之間的間隙，使軋輥或轉(zhuǎn)鼓能隨壓下螺絲一起進(jìn)退。軋輥的平衡裝置主要通過液壓缸完成（老式穿孔機(jī)采用彈簧），作用的位置視轉(zhuǎn)鼓的樣式而定，常用的有兩種。若轉(zhuǎn)鼓與軋輥固定在一起，則平衡缸的位置一般放在機(jī)架內(nèi)，液壓缸直接作用在轉(zhuǎn)鼓上，此種方式常見于錐形輥穿孔機(jī)；另一種方式是液壓缸放在機(jī)架蓋上通過T形裝置作用于軋輥，此種方式常見于桶形輥穿孔機(jī)。
17. 軋輥間距的調(diào)整方式有哪幾種?
軋輥間距的調(diào)整方式一般都是通過渦輪、渦桿來實(shí)現(xiàn)的，臥式穿孔機(jī)的調(diào)整機(jī)構(gòu)放機(jī)架的側(cè)面，立式穿孔機(jī)放置在在機(jī)蓋上。通過一個(gè)電機(jī)帶動(dòng)兩套渦輪、渦桿分別作用在軋輥或者轉(zhuǎn)鼓上，作用點(diǎn)在軋輥的入口側(cè)和出口側(cè)。也有一臺(tái)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)一套渦輪、渦桿單獨(dú)的調(diào)整方式，二者比較，后一種調(diào)整方式生產(chǎn)時(shí)更加方便，可以依據(jù)軋輥的磨損情況或者根據(jù)對(duì)毛管直徑的要求單獨(dú)調(diào)整一個(gè)壓下裝置。
18. 導(dǎo)盤驅(qū)動(dòng)的方式及特點(diǎn)?
導(dǎo)盤的驅(qū)動(dòng)方式主要有液壓驅(qū)動(dòng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)，因?qū)ПP本身的重量大加之穿孔時(shí)作用在導(dǎo)盤上的扭矩較大，所以驅(qū)動(dòng)的裝置的功率就得較大。采用液壓驅(qū)動(dòng)一般需要一個(gè)單獨(dú)的液壓站，投資大，維護(hù)困難；采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式一般用于中小機(jī)組。
19. 導(dǎo)盤調(diào)整方式有哪幾種?
導(dǎo)盤調(diào)整主要指導(dǎo)盤的間距調(diào)整、高度調(diào)整和軸向調(diào)整。
導(dǎo)盤的間距調(diào)整，一般由電機(jī)、蝸輪蝸桿組成，驅(qū)動(dòng)導(dǎo)盤裝置的底座并配以消除間隙的平衡裝置；
導(dǎo)盤的高度調(diào)整，因孔型封閉的要求，左右導(dǎo)盤的高度不同，調(diào)整的方式有墊片調(diào)整即直接在導(dǎo)盤下面加墊片和楔塊調(diào)整調(diào)整即通過楔塊并配以平衡裝置。
導(dǎo)盤的軸向調(diào)整，這種方式不常用。因?qū)ПP在穿孔時(shí)的接觸長(zhǎng)度比導(dǎo)板短，為了減小毛管尾部的橢圓度，在穿孔機(jī)的設(shè)計(jì)階段就將導(dǎo)盤的中心線向后移動(dòng)一些距離。后移的距離使機(jī)組大小而定，一般在30毫米以內(nèi)。
20. 導(dǎo)板更換裝置的結(jié)構(gòu)?
因?qū)О弩w積小且容易磨損需要頻繁更換的特點(diǎn)，要求調(diào)整裝置滿足：
1) 既要是導(dǎo)板固定可靠，又要更換方便；
2) 導(dǎo)板間距調(diào)整靈活
臥式穿孔機(jī)導(dǎo)板上下布置，立式穿孔機(jī)的導(dǎo)板左右布置，導(dǎo)板的鎖緊固定由液壓缸完成，一個(gè)更換裝置上有兩個(gè)固定鎖緊機(jī)構(gòu)，導(dǎo)板可以在線外更換，當(dāng)一個(gè)導(dǎo)板需要更換時(shí)，只需將調(diào)整裝置從機(jī)架內(nèi)用液壓缸拉出并旋轉(zhuǎn)1800就可將新導(dǎo)板推入機(jī)架內(nèi)。
21. 三輥定心的作用和結(jié)構(gòu)?
由于頂桿很長(zhǎng)且直徑較小，因此頂桿的剛度較差。為了增加頂桿剛度和防止頂桿在穿孔過程中的抖動(dòng)，在穿孔機(jī)的后臺(tái)設(shè)置定心輥裝置。老式穿孔機(jī)因毛管較短，定心輥的數(shù)目一般為3～4架，隨著毛管長(zhǎng)度的增加現(xiàn)代的穿孔機(jī)定心輥數(shù)目為6～7架。
每一臺(tái)定心輥裝置有三個(gè)互為1200布置定心輥組成，1個(gè)上定心輥和2個(gè)下定心輥。
在軋制過程中定心輥的另外作用是：
1) 當(dāng)毛管未接近定心輥時(shí)，三個(gè)定心棍將頂桿抱住，并隨頂桿而轉(zhuǎn)動(dòng)。作用是使頂桿軸線始終保持在軋制線上，不至于因彎曲而產(chǎn)生甩動(dòng)；
2) 當(dāng)毛管接近定心輥時(shí)，上下定心輥同時(shí)打開一定距離（小打開位置），使毛管進(jìn)入三個(gè)定心輥之間，毛管就在三個(gè)定心輥中旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，起導(dǎo)向的作用；
3) 當(dāng)一只毛管完全穿透之后，上定心輥向上抬起一個(gè)較大的距離（大打開位置），布置在定心輥之間的升降輥同時(shí)將毛管托住。
定心輥的驅(qū)動(dòng)最早是由氣缸完成的，使用在小機(jī)組上。后來被液壓缸代替。
定心輥小打開的間距需要根據(jù)毛管直徑的變化而調(diào)整，調(diào)整距離指導(dǎo)向毛管時(shí)三個(gè)輥的距離，距離的大小為毛管直徑加毛管跳動(dòng)量，毛管的跳動(dòng)量一般為8～12毫米左右，薄壁管可以取上限，厚壁管取下限。
小打開位置調(diào)整一般通過調(diào)整絲杠來限制液壓缸的行程，最新型的液壓缸缸體內(nèi)帶有位置檢測(cè)裝置，調(diào)整行程只需在調(diào)整終端上修改數(shù)值即可，具有簡(jiǎn)單、安全、快捷的優(yōu)點(diǎn)。
第一架三輥定心輥的位置大多放置在機(jī)架以外，為了減小頂桿的懸臂長(zhǎng)度及毛管頭部的壁厚不均，最新的設(shè)計(jì)機(jī)組將第一架三輥定心輥伸入到機(jī)架內(nèi)或者在機(jī)架內(nèi)設(shè)立四輥或三輥式的定心裝置。
22. 后臺(tái)升降輥道的作用和結(jié)構(gòu)形式?
升降輥的作用是穿孔前支持頂桿的前行到軋制等待位，穿孔結(jié)束后將頂桿上的毛管往后輸送，同時(shí)也起支持頂桿和毛管的作用。一個(gè)穿孔過程中有三個(gè)位置即頂桿位、毛管位和下降位。升降輥道最多有6～7個(gè)輥組成，間隔的布置在三輥定心裝置之間。
為了提高短毛管從機(jī)架內(nèi)脫出的速度，很多機(jī)組在出口第一個(gè)升降輥的上方安裝一個(gè)夾送輥，增加了軸向力，加快了毛管脫出速度。
升降輥的驅(qū)動(dòng)有電機(jī)集中傳動(dòng)的，也有電機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)的，而升降輥的上升和下降更多采用液壓缸的動(dòng)作并依靠調(diào)整絲杠的限制來達(dá)到不同位置的目的。最新的驅(qū)動(dòng)方式是采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)并靠有位置傳感器定位的液壓缸進(jìn)行升降位置調(diào)節(jié)。
23. 頂桿小車的作用和驅(qū)動(dòng)方式?
頂桿小車的作用是將頂頭送到穿孔機(jī)軋輥之間的適當(dāng)位置，在穿孔時(shí)承受頂頭傳來的軸向力。
穿孔時(shí)頂桿和頂頭與管坯一起轉(zhuǎn)動(dòng)。由于穿孔機(jī)軋輥直徑一般要比管坯直徑大3～5倍，故管坯的轉(zhuǎn)速要比軋輥的轉(zhuǎn)速高3～5倍（精確計(jì)算時(shí)要考慮滑移系數(shù)）。作用在頂桿小車上的力一般約為軋制力的30～40％，頂頭和管坯接觸的瞬間還產(chǎn)生沖擊載荷。這些力全部作用在頂桿小車上。
頂桿小車的前后移動(dòng)的方式有液壓缸驅(qū)動(dòng)、有電機(jī)+滾筒+鋼絲繩驅(qū)動(dòng)、有電機(jī)+齒條驅(qū)動(dòng)的。特點(diǎn)分別是：液壓缸驅(qū)動(dòng)的行程較短，一般在3米左右，適合于頂桿循環(huán)的機(jī)組；另外兩種驅(qū)動(dòng)方式適用于行程較長(zhǎng)，一般行程在10～15米左右，非頂桿循環(huán)的機(jī)組。
24. 頂桿小車止推座的結(jié)構(gòu)?
為了使頂頭位置在穿孔過程中能夠保持不變，頂桿小車要有固定裝置，這個(gè)固定裝置叫做止推座。止推座一般為框架結(jié)構(gòu)，頂桿小車到位后框架上液壓缸（或氣缸）帶動(dòng)楔塊將小車鎖死，另外一個(gè)液壓缸帶動(dòng)楔塊消除間隙。
穿孔時(shí)，頂頭對(duì)應(yīng)軋輥的位置是否正確，直接影響毛管的質(zhì)量，因此頂頭的位置需要時(shí)常調(diào)整。頂頭位置是由頂桿小車位置決定的。為此，在止推座上裝有頂桿小車前后位置調(diào)整機(jī)構(gòu)。結(jié)構(gòu)一般由電機(jī)、蝸輪蝸桿組成并配以平衡液壓缸消除間隙。
25. 頂桿的冷卻形式有哪些?
頂桿的循環(huán)方式主要有兩種。
1) 一種為頂桿不循環(huán)，此種方式頂桿一般為內(nèi)水冷式，而頂頭為外水冷式，每穿孔一次更換一個(gè)頂頭或者直到一個(gè)頂頭損壞才更換；
2) 另一種方式為頂桿循環(huán)使用，此種頂桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，每組一般需要6～12支才能循環(huán)使用。
26. 頂頭的使用方式有幾種？
頂頭的使用方式主要有以下幾種：
1) 頂頭與頂桿連接在一起一同進(jìn)行循環(huán)的。頂頭損壞后需要離線進(jìn)行更換，一般情況下，一組頂桿6～7 支，冷卻站在軋線之外，占地面積較大，設(shè)備較復(fù)雜。
2) 頂頭在線循環(huán)。即使用一支頂桿，每穿孔一次，頂頭更換一次，一般情況下使用三個(gè)頂頭，頂頭循環(huán)的次序是1，2，3，再1，2，3。這種方式只更換頂頭，使用方便，生產(chǎn)節(jié)奏快。但要求頂頭的定位精確，工具加工精度高，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，否則的話，容易發(fā)生頂頭與頂桿連接不牢，頂頭脫落的情況。
3) 一個(gè)頂頭／頂桿單獨(dú)使用。當(dāng)頂頭損壞后，須在線更換頂頭頂桿，降低了機(jī)組作業(yè)率。
斜軋穿孔機(jī)的工具
27. 穿孔機(jī)有哪些工具?對(duì)他們有什么要求?
穿孔機(jī)工具主要包括：軋輥、頂頭和導(dǎo)板（導(dǎo)盤）。這些工具是直接參與金屬變形的。除此之外，還包括頂桿、毛管定位叉、導(dǎo)管、導(dǎo)槽等部件。
工具尺寸和形狀要求合理，這樣才能保證穿出高質(zhì)量的毛管，保證穿孔過程的穩(wěn)定、生產(chǎn)率高、低能耗、工具耐磨性高、使用壽命長(zhǎng)的要求。
工具除了要具有正確的尺寸和形狀之外，還要合理的使用材質(zhì)，加工工藝及熱處理制度。
28. 穿孔機(jī)軋輥形狀有哪些?
穿孔機(jī)軋輥形狀主要有盤式輥、桶形輥和錐形輥，盤式輥現(xiàn)很少使用，常用的是桶形輥和錐形輥。
從大體的形狀來看，桶形輥和錐形輥度一般是由兩個(gè)錐形段組成的，即入口錐和出口錐。如果細(xì)分的話，入口錐又可以分為一段式和兩段式，兩段式是為了改善咬入條件和減少?gòu)能嚧螖?shù)。根據(jù)毛管擴(kuò)徑量的需求，出口錐也可以分為一段式和兩段式，兩段式用于大擴(kuò)徑量的機(jī)組。
另外，有的軋輥在入口錐和出口錐之間采用過渡帶即軋制帶，有的則沒有。軋制帶的作用是防止兩錐相接處形成尖銳棱角，這種棱角在穿孔時(shí)會(huì)使毛管外表面產(chǎn)生劃傷。
29. 軋輥的特征尺寸指哪些?
軋輥的特征尺寸指軋輥?zhàn)畲笾睆胶洼伾黹L(zhǎng)，軋輥?zhàn)畲笾睆胶洼伾黹L(zhǎng)度是根據(jù)軋輥長(zhǎng)度、軋制速度、咬入條件、軋制產(chǎn)品規(guī)格、電能消耗、軋輥重車次數(shù)等因素確定。
軋輥直徑增加，則咬入條件改善、軋制速度提高、軋輥重車次數(shù)增加、軋輥的利用率高，但同時(shí)也增加了軋制壓力和電能消耗。另外，隨著軋制毛管規(guī)格的加大，軋輥直徑也相應(yīng)增加。
30. 如何確定桶形軋輥的入口錐角和出口錐角?
軋輥入口錐的角度大小決定管坯能否順利咬入和積累足夠的力以克服頂頭阻力使管坯穿成毛管。相關(guān)的文獻(xiàn)指出，入口錐角在2～40之間，一般情況下將軋輥的入口錐設(shè)計(jì)成兩段，第一段的角度在1～30之間，為的是保證管坯的咬入，第二段的角度在3～60之間，為的是防止形成孔腔。
軋輥的出口錐角在3～40之間，這取決于管坯的擴(kuò)徑量，擴(kuò)徑量越大，角度越大。
31. 如何確定軋輥的入口錐和出口錐長(zhǎng)？
確定軋輥入口錐和出口錐的長(zhǎng)度首先為了校核軋輥的長(zhǎng)度是否滿足毛管咬入和擴(kuò)徑的要求，其次為在生產(chǎn)中合理使用軋輥。
軋輥入口錐長(zhǎng)的計(jì)算公式為：
軋輥出口錐長(zhǎng)的計(jì)算公式為：
注：DB－管坯直徑；
E－軋輥距離；
DR－毛管直徑；
αe—軋輥入口錐段的空間角，可以近似等于軋輥入口錐角；
αa—軋輥出口錐段的空間角，可以近似等于軋輥出口錐角。
32. 導(dǎo)盤的設(shè)計(jì)要素有哪些?
導(dǎo)盤設(shè)計(jì)要素主要有：接觸弧半徑和厚度。
導(dǎo)盤的輪廓一般是由兩個(gè)半徑：入口半徑R2、出口半徑R1組成，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)我們可以確定其值的大小：
入口半徑： R2＝（0.66～0.70）*DB
出口半徑： R1＝（0.8～0.87）*DB
導(dǎo)盤厚度由最小軋輥距離和導(dǎo)盤與軋輥的最小間隙決定。大小為：
B＝（0.8～1.0）* DB
注：DB－管坯直徑
33. 導(dǎo)板的設(shè)計(jì)要素有些?
導(dǎo)板的設(shè)計(jì)原則是：一種管坯需要設(shè)計(jì)一種導(dǎo)板,如果是用一種管坯生產(chǎn)不同尺寸的毛管,可以只設(shè)計(jì)一種導(dǎo)板。
導(dǎo)板的縱剖面形狀應(yīng)與軋輥輥形相對(duì)應(yīng)，也有入口錐、壓縮帶和出口錐組成。導(dǎo)板入口錐主要起到引導(dǎo)管坯的作用，使管坯中心線對(duì)準(zhǔn)穿孔中心線。當(dāng)管坯與上、下導(dǎo)板接觸時(shí)，它起著限制管坯橢圓度的作用。限制橢圓度是為了避免過早形成孔腔，同時(shí)促進(jìn)金屬的縱向延伸。導(dǎo)板的出口錐起限制毛管橫變形，并控制毛管軋后外徑的作用。
壓縮帶是過渡帶，它不在導(dǎo)板的中間，而是向入口方向移動(dòng)，移動(dòng)值一般在20～30mm,也有到50mm的。移動(dòng)的目的是：可以減小管坯在頂頭上開始輾軋時(shí)的橢圓度和減小導(dǎo)板的軸向阻力，提高穿孔速度。
導(dǎo)板的入口錐角一般等于軋輥入口錐角或比軋輥入口錐角大10～20，出口錐角一般等于軋輥的出口錐角或比軋輥的出口錐角小0.50～10。
導(dǎo)板的橫斷面形狀是個(gè)圓弧形凹槽，這是為了便于管坯和毛管旋轉(zhuǎn)。凹槽的圓弧可做成單半徑或雙半徑的。
導(dǎo)板的長(zhǎng)度由變形區(qū)長(zhǎng)度決定，壓縮帶寬度一般為10～20mm.
導(dǎo)板的厚度根據(jù)軋輥距離來確定，以薄壁毛管為設(shè)計(jì)對(duì)象。適應(yīng)薄壁管的導(dǎo)板一定適應(yīng)厚壁管的生產(chǎn)。
34. 頂頭的種類有些？
頂頭按冷卻方式來分，有內(nèi)水冷、內(nèi)外水冷、不水冷頂頭（穿孔過程和待軋時(shí)間內(nèi)都不冷卻，主要指生產(chǎn)合金鋼用的鉬基頂頭）:
按頂頭和頂桿的連接方式來分，有自由連接和用連接頭連接頂頭。
按水冷內(nèi)孔來分，有階梯形、錐形和弧形內(nèi)孔頂頭。內(nèi)孔與外表面之間的壁厚有等壁和不等壁兩種。
按頂頭材質(zhì)分，有碳鋼、合金鋼和鉬基頂頭。
從擴(kuò)徑段分:有2段式、3段式、4段式。擴(kuò)徑率小于20％用2段式頂頭，大于20％用3或4段式頂頭。
35. 頂頭的使用壽命與哪些因素有關(guān)？
為延長(zhǎng)頂頭的使用壽命，應(yīng)通過加強(qiáng)冷卻水的壓力來提高頂頭在孔型中頂頭的冷卻，尤其是頂頭的前部。使用內(nèi)水冷主要是為了降低頂頭內(nèi)部溫度，應(yīng)盡可能降到最低水平，冷卻水壓應(yīng)保證在10～15 bar。
影響頂頭壽命的因素：
1) 管坯材質(zhì)，合金含量越高，變形抗力越大，頂頭壽命越低；
2) 頂頭化分和熱處理工藝，熱處理工藝決定頂頭壽命。
3) 頂頭直徑，一般情況下直徑越大壽命越高。
4) 穿孔時(shí)間和管坯長(zhǎng)度，穿孔時(shí)間越長(zhǎng)，頂頭溫度越高，頂頭越容易變形和損壞。
在穿軋?zhí)间摵偷秃辖痄摃r(shí)頂頭的壽命為 ～400支，用普通頂頭穿孔合金鋼管坯的壽命在10支以內(nèi)。
36. 頂頭更換的標(biāo)準(zhǔn)是什么？
在穿孔過程中，頂頭承受著交變熱應(yīng)力、摩擦力及機(jī)械力，力的大小影響頂頭的壽命。頂頭過分磨損會(huì)劃傷毛管內(nèi)表面，粘鋼后產(chǎn)生內(nèi)折。
頂頭一般是軋制的、鍛造的或者是鑄鋼的。搬運(yùn)頂頭時(shí)應(yīng)保護(hù)表面的氧化層，避免脫落，否則影響使用壽命。
更換標(biāo)準(zhǔn)是：
1) 頂頭頭部磨損，磨損帶長(zhǎng)度超過5mm，破損面積超過30cm2.
2) 穿孔段出現(xiàn)裂紋；裂紋長(zhǎng)度超過60mm,寬度在1.0mm左右。
3) 粘鋼，有粘鋼就該更換。
剔廢的頂頭原則上不能重復(fù)使用，若重車，需要再次熱處理。
37. 頂頭設(shè)計(jì)步驟是什么？
通常2段頂頭的工作段由穿孔段LR（曲線部分）和平滑段LGT2組成。兩部分連接處相切。見下圖。
設(shè)計(jì)頂頭的前提是，下列參數(shù)已知：
—管坯直徑： DB
—毛管直徑： DH
—毛管壁厚： SH
—軋輥喂入角：γ
計(jì)算如下：
1) 確定穿孔段 ：計(jì)算公式為：
穿孔段長(zhǎng)度LR：
穿孔段圓弧半徑：
2) 確定平滑段LGT2
平滑段的作用是均勻壁厚，它的長(zhǎng)度至少保證1.5個(gè)毛管螺距并加上安全系數(shù)。計(jì)算公式為：
平滑端直徑即頂頭直徑的確定公式是：
式中：SF—系數(shù)，1.2～1.5
CH—毛管內(nèi)徑與頂頭的間隙量。
38. 毛管內(nèi)表面防氧化用什么？
毛管內(nèi)表面抗氧化劑用于去除和避免毛管內(nèi)表面的氧化、并用氮?dú)鈬娝⒚軆?nèi)部。抗氧化劑的組成（重量百分比）為：
----硼酸鈉（Na2B4O7） 30～35％
----鈉和鉀脂肪酸 10～15％
----硫酸鈉
對(duì)抗氧化劑顆粒和尺寸的技術(shù)要是：抗氧化劑是成分相互混合均勻的粉狀物，90％的粉狀物必須能通過一個(gè)16目的篩子。應(yīng)保存在一個(gè)通風(fēng)的房間內(nèi)，包裝袋要密封。抗氧化劑最少在兩個(gè)月內(nèi)不結(jié)塊或粘結(jié)。
基本理論部分
39. 穿孔過程的三個(gè)階段指的是什么?
斜軋穿孔整個(gè)過程可以分成三個(gè)階段：
第一個(gè)不穩(wěn)定過程—為管坯前端金屬逐步充滿變形區(qū)，即從管坯同軋輥開始接觸（一次咬入）到前端金屬出變形區(qū)，這個(gè)階段中存在著一次咬入和二次咬入。
穩(wěn)定過程—這是穿孔過程的主要階段，從管坯前端金屬充滿變形區(qū)到管坯尾端金屬開始離開變形區(qū)為止。
第二個(gè)不穩(wěn)定過程—為管坯尾端金屬逐漸離開變形區(qū)到金屬全部離開軋輥為止。
穩(wěn)定過程和不穩(wěn)定過程有著明顯的差別，在生產(chǎn)中可以很容易看到毛管頭尾尺寸和中間部分尺寸有差別，一般是毛管前端直徑大、尾端橢圓度大，而中間部分尺寸是一致的。造成頭部直徑大的原因是：前端金屬在逐漸充滿變形區(qū)，金屬同軋輥接觸面上的曳入摩擦力是逐漸增加的，到完全充滿變形區(qū)才達(dá)到最大值，特別是管坯前端與頂頭相遇時(shí)，由于受到頂頭的軸向阻力，金屬向軸向延伸受到阻力，使得軸向延伸變形減少，橫向變形增加，加上沒有外端限制，從而導(dǎo)致前端直徑大。
雖然三個(gè)過程有所區(qū)別，但他們是在同一變形區(qū)中完成的，規(guī)律是相同的。
40. 穿孔變形過程的四個(gè)區(qū)段是什么?
穿孔變形區(qū)大致可分為四個(gè)區(qū)段，如下圖所示 。
穿孔變形區(qū)中四個(gè)區(qū)段
Ⅰ區(qū)稱之為穿孔準(zhǔn)備區(qū)，（軋制實(shí)心圓管坯區(qū)）。Ⅰ區(qū)的主要作用是為穿孔作準(zhǔn)備和順利實(shí)現(xiàn)二次咬入。這個(gè)區(qū)段的變形特點(diǎn)是：由于軋輥入口錐表面有錐度，沿穿孔方向前進(jìn)的管坯逐漸在直徑上受到壓縮，被壓縮的部分金屬一部分向橫向流動(dòng)，其坯料波面有圓形變成橢圓形，一部分金屬軸向延伸，主要使表層金屬發(fā)生形變，因此在坯料前端形成一個(gè)“喇叭口”狀的凹陷。此凹陷和定心孔保證了頂頭鼻部對(duì)準(zhǔn)坯料的中心，從而可減小毛管前端的壁厚不均。
該段的變形參數(shù)一般用 d/D表示。
Ⅱ區(qū)稱為穿孔區(qū)，該區(qū)的作用是穿孔，即由實(shí)心坯變成空心的毛管，該區(qū)的長(zhǎng)度為從金屬與頂頭相遇開始到頂頭圓錐帶為止。這個(gè)區(qū)段變形特點(diǎn)主要是壁厚壓下,由于軋輥表面與頂頭表面之間距離是逐漸減小的,因此毛管壁厚是一邊旋轉(zhuǎn),一邊壓下，因此是連軋過程,這個(gè)區(qū)段的變形參數(shù)以Ⅰ壁厚相對(duì)壓下量來表示,壁厚上被壓下的金屬,同樣可向橫向流動(dòng)(擴(kuò)徑)和縱向流動(dòng)(延伸)但橫向變形受到導(dǎo)盤的阻止作用,縱向延伸變形是主要的。導(dǎo)盤的作用不僅可以限制橫向變形而且還可以拉動(dòng)金屬向軸向延伸,由于橫向變形的結(jié)果,橫截面呈橢圓形。
Ⅲ區(qū)稱為碾軋區(qū),該區(qū)的作用是碾軋均整、改善管壁尺寸精度和內(nèi)外表面質(zhì)量，由于頂頭母線與軋輥母線近似平行，所以壓下量是很小的，主要起均整作用。軋件橫截面在此區(qū)段也是橢圓形，并逐漸減小。
Ⅳ區(qū)稱為歸圓區(qū)。該區(qū)的作用是把橢圓形的毛管，靠旋轉(zhuǎn)的軋輥逐漸減小直徑上的壓下量到零，而把毛管轉(zhuǎn)圓，該區(qū)長(zhǎng)度很短，在這個(gè)區(qū)變形實(shí)際上是無頂頭空心毛管塑性彎曲變形，變形力也很小。
變形過程中四個(gè)區(qū)段是相互聯(lián)系的，而且是同時(shí)進(jìn)行的，金屬橫截面變形過程是由圓變橢圓再歸圓的過程。
41. 穿孔機(jī)的變形參數(shù)有哪些？
現(xiàn)代的穿孔機(jī)在整個(gè)機(jī)組中承擔(dān)的變形量愈來愈大。表示穿孔變形的參數(shù)有：直徑擴(kuò)徑率、延伸系數(shù)、軋制帶處的壓下量、頂頭前壓下量。
1) 直徑擴(kuò)徑率
一般在3～40％的范圍內(nèi)，錐形輥穿孔機(jī)的擴(kuò)徑率明顯高于桶形輥穿孔機(jī)。擴(kuò)徑率大，容易產(chǎn)生內(nèi)外表面缺陷或惡化壁厚不均，因此最好采用等徑或小擴(kuò)徑穿孔。
2) 延伸系數(shù)
延伸系數(shù)大意味著毛管壁厚薄。管坯直徑愈大，在同一壁厚下，延伸系數(shù)愈大。隨著錐形輥穿孔機(jī)的的廣泛使用，以180機(jī)組為例，穿孔毛管的最小壁厚可以達(dá)到8mm。
3) 軋制帶處的壓下量
它表示管坯直徑在軋制帶處的變化量，取值范圍在9～12％，穿孔薄壁管取大值，厚壁管取小值。
4) 頂頭前壓下量
它表示管坯直徑從一次咬入點(diǎn)到二次咬入點(diǎn)的變化量，它的大小決定管坯的二次咬入效果，過大又容易形成鋼管內(nèi)折缺陷。
42. 穿孔調(diào)整參數(shù)有哪些？
穿孔機(jī)主要的調(diào)整參數(shù)有軋輥距離、頂頭前伸量、導(dǎo)板（導(dǎo)盤）距離、喂入角的大小和軋輥轉(zhuǎn)速（導(dǎo)盤速度）。
43. 調(diào)整的基本原則和方法是什么?
調(diào)整的基本原則是毛管幾何尺寸滿足軋管機(jī)組的要求，壁厚均勻且內(nèi)外表面良好。
調(diào)整的方法可以參考下表（表中沒有涉及到喂入角的調(diào)整）：
原因 | 輥距 | 導(dǎo)距 | 頂前量 |
壁厚稍微厚 | 減小 | － | － |
壁厚稍微薄 | 增加 | － | － |
壁厚太厚 | 減小 | － | 增加 |
壁厚太薄 | 增加 | － | 減小 |
外徑太大 | 增加 | －（減小） | 增加 |
外徑太小 | 減小 | －（增加） | 減小 |
外徑稍微大 | － | 減小 | － |
外徑稍微小 | － | 增加 | － |
外徑、壁厚都太大 | －（增加或減小） | － | 多增加 |
外徑、壁厚都太小 | －（增加或減小） | － | 多減小 |
外徑太大、壁厚太小 | 多增加 | － | （增加） |
外徑太小、壁厚太大 | 多減小 | － | （減小） |
44. 如何確定軋輥距離?
軋輥距離指的是兩個(gè)軋輥的軋制帶之間的距離，它是重要的調(diào)整參數(shù)之一。確定軋輥距離（E）的前提條件是應(yīng)明確：
——管坯材質(zhì)
——管坯直徑
——毛管壁厚
下列數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)：
碳鋼： E＝（0.84～0.90）*DB 通常為（0.86～0.89）*DB
低合金鋼： E＝（0.85～0.90）*DB 通常為（0.87～0.90）*DB
高合金鋼： E＝（0.88～0.91）*DB 通常為（0.88～0.90）*DB
一般情況下，厚壁管上限值為0.93*DB，薄壁管取下限。
DB：管坯直徑。
45. 如何確定導(dǎo)盤距離？
導(dǎo)盤距離與軋輥距離的比值決定著軋件在變形區(qū)中的橢圓度，而橢圓度又影響毛管質(zhì)量、咬入條件、軸向滑移、穿孔速度、擴(kuò)徑量、軋卡及毛管尺寸控制等。特別是對(duì)毛管質(zhì)量（穿孔合金鋼管）影響更為明顯，橢圓度越大，毛管內(nèi)表面出現(xiàn)裂紋的可能性越大，過早形成空腔的可能性越大。
生產(chǎn)中，導(dǎo)盤距離總是大于軋輥距離，二者比值即橢圓度系數(shù)，一般在1.07～1.15之間，穿孔厚壁管和合金管時(shí)取小值。
確定導(dǎo)盤距離可按橢圓度系數(shù)推導(dǎo)：
A＝（1.07～1.15）*E
注：A—導(dǎo)盤距離；E—軋輥距離
46. 如何確定頂頭前伸量？
頂頭前伸量的測(cè)量方法是，將頂頭／頂桿深入到軋輥之間，測(cè)量頂頭頭部到軋輥軋制帶之間的距離。
確定頂頭前伸量的步驟如下：
Ld1=Le-X
X=π*DB*tan(β)*FE
注：Ld1—頂頭前伸量
Le—軋輥入口錐長(zhǎng)
β—喂入角
FE—系數(shù)，取值范圍在1～1.5之間
頂頭前伸量和軋輥距離有著密切的聯(lián)系，頂頭前伸量增加，頂頭前壓下量減小，相反頂頭前伸量減小，頂頭前壓下量增加。
頂頭前伸量調(diào)整在生產(chǎn)中有著重要意義。因?yàn)轫旑^前伸量的大小和毛管質(zhì)量、咬入條件、軸向滑移、穿孔速度、軋卡以及毛管尺寸控制等都有關(guān)。
47. 什么是擴(kuò)展值？如何確定頂頭與毛管的間隙量？
毛管內(nèi)徑與頂頭之差叫做擴(kuò)展值，計(jì)算擴(kuò)展值是選擇頂頭直徑的重要依據(jù)，不同壁厚毛管的擴(kuò)展值是不同的，不同形式的穿孔機(jī)擴(kuò)展值變化的規(guī)律也不一樣。影響擴(kuò)展值的因素還有：變形區(qū)橢圓度、穿孔溫度、鋼種等。
擴(kuò)展值用CH表示，大小為：
CH＝DH-2*SH-Dd
使用錐形輥穿孔機(jī)的擴(kuò)展值CH值與桶形輥穿孔機(jī)的擴(kuò)展值CH關(guān)系是：
CHctp=1.5*CH
CH的經(jīng)驗(yàn)值計(jì)算方法是：
CH＝（0.09+0.076*DB）-（0.007+0.0013*DB）*SH
注：DB—毛管外徑
SH—毛管壁厚
Dd—頂頭直徑
48. 如何計(jì)算穿孔的軋制時(shí)間?
穿孔軋制時(shí)間的多少往往表示一個(gè)機(jī)組的能力大小，斜軋穿孔機(jī)的工作時(shí)間由下面公式計(jì)算：
式中 Dw—軋輥的工作直徑；
L1－變形區(qū)長(zhǎng)；
L0－毛管長(zhǎng)；
n—軋輥轉(zhuǎn)速；
η0－軸向滑移系數(shù)；
β－喂入角（軋輥傾角）
49. 如何選擇軋輥的喂入角？
喂入角及軋輥軸線與軋制線在水平面內(nèi)的夾角。選擇的范圍在8～150之間，常用的角度為10～120。。喂入角的選擇影響以下幾方面：
1) 喂入角越大，毛管的出口速度越大，軋制時(shí)間相應(yīng)減少，可以提高機(jī)組的節(jié)奏，還可以降低工具消耗；
2) 喂入角越小，管坯咬入條件越好，原因是管坯與軋輥的接觸面積增大，摩擦力增大的緣故。
3) 喂入角的大小決定軋制力的大小，角度越大，軋機(jī)負(fù)載越大。若在一個(gè)軋輥上使用不同直徑的管坯（不同孔型），角度隨管坯直徑增加而減小。
50. 采用頂頭預(yù)旋轉(zhuǎn)的作用是什么？
有一些穿孔機(jī)組采用頂頭預(yù)旋轉(zhuǎn)裝置，在管坯咬入前，頂桿／頂頭以預(yù)定速度旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)速度約等于管坯轉(zhuǎn)速的70％左右。選擇預(yù)旋轉(zhuǎn)的原因有：
采用主動(dòng)驅(qū)動(dòng)的頂頭穿孔時(shí)，頂頭圓周速度可以在整個(gè)頂頭作用的變形區(qū)內(nèi)都大于金屬流動(dòng)速度，這種運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系將導(dǎo)致前進(jìn)效率有所提高，主要是對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有好的影響。
采用主動(dòng)驅(qū)動(dòng)的頂頭，等于增加了一個(gè)使管坯旋轉(zhuǎn)的附加力矩，從而有力于旋轉(zhuǎn)條件的建立，從生產(chǎn)實(shí)踐中可以證明，主動(dòng)旋轉(zhuǎn)的頂頭提高了穿孔速度，這是由于增加了管坯旋轉(zhuǎn)力矩，而使軸向滑移減少。
51. 什么是孔腔？影響空腔形成的因素有哪些？
斜軋實(shí)心管坯時(shí)，在頂頭接觸管坯前常易出現(xiàn)金屬中心破裂現(xiàn)象，當(dāng)大量裂口發(fā)展成相互連接，擴(kuò)大成片以后，金屬連續(xù)性破壞，形成中心空洞即孔腔。在頂頭前過早形成孔腔，會(huì)造成大量的內(nèi)折缺陷，惡化鋼管內(nèi)表面質(zhì)量，甚至形成廢品，因此在穿孔工藝中力求避免過早形成孔腔。
影響孔腔形成的主要因素有：
1) 變形的不均勻性（頂頭前壓縮量）
不均勻變形程度主要決定于坯料每半轉(zhuǎn)的壓縮量（稱為單位壓縮量），生產(chǎn)中指頂頭前壓縮量。頂頭前壓縮量愈大則變形不均勻程度也愈大，導(dǎo)致管坯中心區(qū)的切應(yīng)力和拉應(yīng)力增加，從而容易促進(jìn)孔腔的形成。一般用臨界壓縮量來表示最大壓縮量值的限制，壓縮量小于臨界壓縮量則不容易或不形成孔腔。
2) 橢圓度的影響
穿孔過程中在管坯橫斷面上存在著很大的不均勻變形，橢圓度愈大，則不均勻變形也愈大。按照體積不變定律可知，橫向變形愈大則縱向變形愈小，將導(dǎo)致管坯中心的橫向拉應(yīng)力、切應(yīng)力以及反復(fù)應(yīng)力增加，加劇了孔腔的形成趨勢(shì)
3) 單位壓縮次數(shù)的影響
在生產(chǎn)中主要指管坯從一次咬入到二次咬入過程中管坯的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，次數(shù)的增多就容易形成孔腔。
4) 鋼的自然塑性
鋼的自然塑性由鋼的化學(xué)成分、金屬冶煉質(zhì)量以及金屬組織狀態(tài)所決定，而組織狀態(tài)又由管坯加熱溫度和時(shí)間所影響。一般來說塑性低的金屬，穿孔性能差，容易產(chǎn)生孔腔。
52. 什么是穿孔性能？用什么方法測(cè)定一種材料的穿孔性能？
穿孔性能—表示穿孔時(shí)管坯中心產(chǎn)生破壞的傾向，穿孔性能好的鋼種表示在穿孔過程中不易發(fā)生中心破裂。穿孔性能和鋼的塑性有關(guān)，一般情況下，塑性愈好則穿孔性能也愈好。
確定穿孔性能的方法有熱扭轉(zhuǎn)法和實(shí)際穿孔法。
熱扭轉(zhuǎn)法是確定不同溫度下，金屬樣品扭轉(zhuǎn)斷裂前的扭轉(zhuǎn)數(shù)（表示金屬塑性—穿孔性）及最大扭力或扭矩（表示金屬的變形抗力）。
實(shí)際穿孔法更反映斜軋穿孔的實(shí)際情況，從而這種方法有足夠的可靠性，用這種方法不但可以確定合理的穿孔溫度，而且可以確定臨界壓下率。一般在小型試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。
53. 毛管為什么能夠一邊旋轉(zhuǎn)一邊前進(jìn)？
穿孔機(jī)軋輥是同一方向旋轉(zhuǎn)，并且軋輥軸對(duì)軋線相傾斜，交叉一個(gè)角度β，稱喂入角。當(dāng)管坯被推入軋輥中，靠金屬和軋輥之間摩擦力作用，軋輥帶動(dòng)管坯—毛管反向旋轉(zhuǎn)，由于軋輥軸線對(duì)軋制線的傾斜，管坯—毛管在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)向軸向移動(dòng)。因此管坯—毛管表面上的每一點(diǎn)都是螺旋運(yùn)動(dòng)，即一面旋轉(zhuǎn)，一面前進(jìn)。
54. 管坯的咬入條件是什么？
斜軋穿孔過程存在著兩次咬入，第一次咬入是管坯和軋輥開始接觸瞬間，由軋輥帶動(dòng)管坯運(yùn)動(dòng)而把管坯曳入變形區(qū)中，稱為一次咬入。當(dāng)金屬進(jìn)入變形區(qū)到和頂頭相遇，克服頂頭的軸向阻力繼續(xù)進(jìn)入變形區(qū)為二次咬入。
一般滿足了一次咬入的條件并不見得就能滿足二次咬入條件。在生產(chǎn)中我們常常看到，二次咬入時(shí)由于軸向阻力作用，前進(jìn)運(yùn)動(dòng)停止而旋轉(zhuǎn)繼續(xù)著即打滑。
1) 一次咬入條件
一次咬入既要滿足管坯旋轉(zhuǎn)條件又要滿足軸向前進(jìn)條件。
管坯旋轉(zhuǎn)條件下式確定：
Mt≥Mp+Mq+Mi
式中Mt-使管坯旋轉(zhuǎn)的總力矩;
Mp—由于壓力產(chǎn)生的阻止坯料旋轉(zhuǎn)力矩
Mq—由于推料機(jī)推力而在管坯后端產(chǎn)生的摩擦力矩
Mi—管坯旋轉(zhuǎn)的慣性矩
如果忽略Mq、 Mi（值很小）則一般的表達(dá)式為：
n(Mt + Mp)≥0 (n—軋輥數(shù)) (6)
前進(jìn)咬入條件是指管坯軸向力平衡條件，也就是，曳入管坯的軸向力應(yīng)大于或等于軸向阻力，其表達(dá)式為：
n(Tx-Px)+P′ ≥0 (7)
式中: Tx—每個(gè)軋輥?zhàn)饔迷诠芘魃系妮S向摩擦力
Px--每個(gè)軋輥?zhàn)饔迷诠芘魃险龎毫S向分量
P′—后推力 (一般為零)
2) 二次咬入條件
二次咬入中旋轉(zhuǎn)條件比一次咬入增加了一項(xiàng)頂頭／頂桿系統(tǒng)的慣性阻力矩,其值很小。因此二次咬入旋轉(zhuǎn)條件,基本和一次咬入相同。二次咬入的關(guān)鍵是前進(jìn)條件。
二次咬入時(shí)軸向力的平衡條件：
n(Tx-Px)-Q′≥0
式中：Q′—頂頭鼻部的軸向阻力
55. 表示管坯／毛管作螺旋運(yùn)動(dòng)的基本參數(shù)是什么？
表示螺旋運(yùn)動(dòng)的基本參數(shù)是：切向運(yùn)動(dòng)速度、軸向運(yùn)動(dòng)速度和每半轉(zhuǎn)的位移量（即螺距）。
首先來討論軋輥上任意一點(diǎn)的速度，如果軋輥圓周速度為W，則可以分解為兩個(gè)分量（切向分量和軸向分量）。
VB=WCOSβ=πD Nb/60×COSβ------切向旋轉(zhuǎn)速度 （1）
UB＝Wsinβ=πD Nb/60×sinβ-----軸向速度 （2）
式中D----所討論截面的軋輥直徑，mm;
Nb----軋輥轉(zhuǎn)速， rpm;
β----咬入角。
在軋制過程中由于坯料靠軋輥帶動(dòng)，軋輥將相應(yīng)的速度傳遞給管坯，則管坯速度為：
VP=πD Nb/60×COSβ= VB 即VP= VB （3）
但實(shí)際上軋輥速度和金屬速度并非完全相等。一般金屬運(yùn)動(dòng)速度小于軋輥速度，即兩者之間產(chǎn)生滑移，可用滑移系數(shù)來表示兩者速度，這樣
VP=πD Nb/60×COSβ×ητ (4)
UP＝πD Nb/60×sinβ×η0 (5)
式中ητ ---切向滑移系數(shù),
η0 ---軸向滑移系數(shù),兩者小于1。
在生產(chǎn)中最有實(shí)際意義的是毛管離開軋輥時(shí)的一點(diǎn)速度，眾所周知，出口速度愈大，即生產(chǎn)率也愈高。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，一般假設(shè)軋輥出口速度等于UP，實(shí)際誤差包含在滑移系數(shù)中。
毛管離開軋輥一點(diǎn)的軸向滑移系數(shù)可用公式(2)求出軸向速度,除以毛管長(zhǎng)度得出理論的穿孔時(shí)間,再和實(shí)測(cè)時(shí)間相比,即η0=T理/T實(shí).這樣確定η0后,則可計(jì)算出毛管離開軋輥的軸向速度。
螺距在變形中是個(gè)可變值，并且隨著管坯進(jìn)入變形區(qū)程度增加而增加，這是由于管坯-毛管斷面積不斷減小而軸向流動(dòng)速度不斷增加所致。
毛管離開軋輥一點(diǎn)的螺距值計(jì)算公式為:
T=π/2×η0/ητ×DB×tgβ
56. 導(dǎo)盤速度與軋輥軸向速度的配比關(guān)系是多少？
帶導(dǎo)盤的穿孔機(jī)有時(shí)會(huì)發(fā)生導(dǎo)盤上粘鋼的質(zhì)量事故，它會(huì)導(dǎo)致鋼管上產(chǎn)生外折缺陷。分析產(chǎn)生的原因是導(dǎo)盤軸向速度與軋輥軸向速度匹配不合理所致，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)證明：當(dāng)導(dǎo)盤軸向速度與軋輥軸向速度的比值大于2.0時(shí)，就可以避免粘鋼的產(chǎn)生。即Vd/Va>2.0。
Vd＝D*π*n/60
式中D、n分別表示軋輥、導(dǎo)盤的直徑和轉(zhuǎn)速，γ－喂入角
57. 穿孔機(jī)的調(diào)整方法簡(jiǎn)介
穿孔機(jī)有兩種調(diào)整方法，一種是孔型固定型，主要在桶形輥穿孔機(jī)上使用；一種是孔型變化型，主要在錐形穿孔機(jī)上使用。
所謂孔型固定，是指對(duì)于同一種管坯所生產(chǎn)的不同壁厚毛管，軋輥距離、導(dǎo)盤距離、喂入角和頂頭前伸量都不變，通過改變頂頭的直徑就可以生產(chǎn)不同壁厚的毛管。他的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)整簡(jiǎn)單，生產(chǎn)時(shí)除實(shí)際校核軋制參數(shù)外再需測(cè)量管坯咬入點(diǎn)和毛管拋鋼點(diǎn)處的軋輥間距，此處軋輥間距值就等于管坯和毛管的熱態(tài)直徑。因設(shè)定參數(shù)不變,所以不同壁厚毛管的直徑壓下率和頂頭前壓下率也都相同，軋輥的磨損點(diǎn)相同，咬入點(diǎn)處磨損就集中，當(dāng)軋輥使用后期要想提高咬入效果只能靠改變喂入角。另一種調(diào)整方法叫做孔型變化型，即同一孔型中，生產(chǎn)不同壁厚的毛管，不僅頂頭直徑變化而且其他設(shè)定參數(shù)同樣變化。變化規(guī)律是，薄壁毛管采用大前伸量、大的直徑壓下率；厚壁毛管則采用小的前伸量、小的直徑壓下率，兩者之間導(dǎo)盤距離變化范圍在1毫米左右。這樣設(shè)定是考慮到隨著壁厚的增加，管坯咬入會(huì)越來越容易，需要小一些的直徑壓下率，又因壁厚增加毛管的內(nèi)擴(kuò)量逐漸減小，故而在保證咬入的情況下，將頂頭前伸量變小，這樣就保證了毛管外徑。這樣調(diào)整的根據(jù)是：管坯的變形量不同（壁厚不同），管坯的直徑壓下率就應(yīng)不同。另外因管坯咬入點(diǎn)隨壁厚的增大逐步向軋制帶靠近，軋輥的磨損也比較均勻，在一個(gè)使用周期內(nèi)發(fā)生不咬入的現(xiàn)象也較少。比較而言后者更具合理性。用錐形輥穿孔機(jī)生產(chǎn)的毛管壁厚最小可以達(dá)到8毫米，壁厚精度絕對(duì)值在1毫米以內(nèi)。
58. 如何計(jì)算斜軋穿孔的變形抗力？
變形抗力的計(jì)算可以通過下列公式得到：
式中：A1-毛管橫截面積
Va-出口速度
P－功率
D0－毛管外徑
S1—毛管壁厚
59. 什么是滑移系數(shù)？
穿孔過程中毛管的運(yùn)動(dòng)速度與軋輥的速度分量不相等。軸向兩個(gè)速度之比稱為軸向滑移系數(shù)η0。切向兩個(gè)速度之比稱為切向滑移系數(shù)ηT 。
軸向滑移系數(shù)η0也可以理論穿孔時(shí)間除以實(shí)測(cè)穿孔時(shí)間，即首先達(dá)到理論時(shí)間。理論時(shí)間可用公式（UP＝πD Nb/60×sinβ×η0 ）求出軸向速度，除以毛管長(zhǎng)度得到 ，再和實(shí)測(cè)時(shí)間之比。就可以得到軸向滑移系數(shù)η0：
下面是一些鋼種軸向滑移系數(shù)的參考值：:
碳鋼： 0.8-1.0
非合金鋼： 0.7-0.8
高合金鋼： 0.5-0.7
60. 什么工藝因素對(duì)滑移系數(shù)有影響？
各種工藝因素對(duì)滑移的影響如下：
1) 軋制速度和延伸系數(shù)的影響
對(duì)于軋制速度的影響要做具體分析，提高穿孔速度，一個(gè)辦法是提高軋輥轉(zhuǎn)速，一個(gè)辦法是增大喂入角。增大軋輥轉(zhuǎn)速將導(dǎo)致滑移增加，也就是軸向速度效率降低，相反，電機(jī)容量卻顯著增加，因此最好的辦法是增加喂入角，這是提高穿孔速度有效的措施之一。
2) 管坯直徑影響
隨著管坯直徑愈大，則軸向滑移增加。這是由于D輥／D坯比值減小，即接觸面積減小導(dǎo)致軋輥曳入力減小造成的。
3) 穿孔溫度影響
穿孔時(shí)稍許降低管坯溫度可以提高摩擦系數(shù)，使得軸向滑移減小，但實(shí)際上提高穿孔溫度反而會(huì)減小滑移，這是因?yàn)轫旑^阻力增大的緣故。
4) 工具設(shè)計(jì)的影響
一般采取小的軋輥錐面角，可以減小滑移，這是由于變形區(qū)加長(zhǎng)，增加了軋輥曳入力和咬入條件變好的原因造成的。
5) 軋機(jī)調(diào)整的影響
頂頭位置過前，則滑移增加，反之，則相反。
適當(dāng)增加壓下量可以減小滑移，因?yàn)橐啡肓υ黾印?采用主動(dòng)導(dǎo)盤，可以減小滑移。
此外，鋼種、毛管尺寸對(duì)軸向滑移系數(shù)也都有影響。
61. 什么是延伸系數(shù)，如何計(jì)算？
延伸系數(shù)是指毛管長(zhǎng)度與管坯長(zhǎng)度之比,或管坯斷面積與毛管斷面積之比,即:
μ= L毛/ L坯=F坯/F毛
計(jì)算延伸系數(shù)的公式為：
μ=K*D2坯/4*（D毛-S毛）* S毛
注：K—燒損系數(shù)，一般取0.97～0.99，環(huán)形爐的燒損系數(shù)一般為0.98～0.99
D坯、D毛、S毛 —管坯直徑、毛管直徑和壁厚
延伸系數(shù)大，表明穿出的毛管壁厚薄，一般小型穿孔機(jī)穿出毛管壁厚為3～5mm，140以上機(jī)組毛管最小壁厚可以達(dá)到8mm。
62. 什么是擴(kuò)徑率？
擴(kuò)徑率表示管坯直徑與毛管直徑的關(guān)系，用下式表示：
擴(kuò)徑率＝（D毛－D坯）/D坯*100％
一般，擴(kuò)徑率在大于3％的穿孔叫擴(kuò)徑穿孔，桶形輥穿孔機(jī)的最大擴(kuò)徑率可以達(dá)到22％，錐形輥穿孔機(jī)可以達(dá)到40％；擴(kuò)徑率為零的穿孔叫等徑穿孔；而擴(kuò)徑率為負(fù)值的穿孔叫減徑穿孔，一般很少采用，天津鋼管公司曾經(jīng)因管坯緊缺，采用Φ230mm管坯替代Φ210mm管坯來生產(chǎn)Φ220mm毛管，生產(chǎn)證明，軋制力矩比擴(kuò)徑穿孔要大，工具消耗也增加。擴(kuò)徑率大則穿孔過程中的橫向變形增大，橢圓度越大則擴(kuò)徑率越大。要獲得好的幾何尺寸，采用微擴(kuò)徑（擴(kuò)徑率≤10%）穿孔為好。
63. 如何確定穿孔機(jī)的溫升？
在穿孔過程中，一般毛管通過變形區(qū)后，溫度會(huì)高于穿孔前的管坯溫度，即在穿孔過程中存在著溫升。溫升產(chǎn)生的原因是熱效應(yīng)作用的結(jié)果，即一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能。
因此，在確定管坯穿孔溫度時(shí)，要考慮到溫升值，生產(chǎn)中碳鋼的溫升約在200C左右，可以不計(jì)；低合金鋼的溫升在30～400C左右；高合金鋼的穿孔溫升在50～700C左右，尤其是生產(chǎn)高合金鋼時(shí)，在制定加熱爐出爐溫度的制度時(shí)，一定要考慮穿孔溫升對(duì)變形金屬內(nèi)部組織的影響，如生產(chǎn)0Cr18Ni9時(shí)，毛管的溫度超過1290～13000C時(shí)就會(huì)產(chǎn)生γ相，塑性降低。使穿孔過程困難或影響成品性能。溫升值的大小取決于變形量和變形速度。管坯在加熱爐中的出爐溫度和穿孔前溫度有如下關(guān)系：
T＝Tg-ΔTg+ΔT0
注：T—管坯出爐溫度
Tg—穿孔前溫度
ΔTg—穿孔溫升
ΔT0—從環(huán)形爐到穿孔機(jī)運(yùn)輸中的溫降
64. 如何確定穿孔溫度？
正確選擇穿孔溫度不僅可以有效降低變形抗力而且還可以保證毛管的內(nèi)外表面質(zhì)量及性能，下表的數(shù)值可以作為參考：
碳鋼：
0,1 % C | 1230 – 1260 |
0,2 % C | 1230 – 1260 |
0,5 % C | 1200 – 1230 |
0,7 % C | 1170 – 1190 |
低合金鋼：
100 Cr 6 | 1080 – 1120 |
15 Mo 3 | 1230 – 1260 |
13 CrMo 44 | 1200 – 1230 |
10 CrMo 9.10 | 1190 – 1210 |
鐵素體鋼；
X 10 CrAl 7 | 1040 – 1080 |
X 10 CrAl 13 | 1040 – 1080 |
X 10 CrAl 18 | 1040 – 1080 |
X 10 CrAl 24 | 1040 – 1080 |
奧氏體鋼；
X 2 CrNi 18.10 | 1140 - 1200 |
X 2 CrNiMo 17.13 | 1140 – 1200 |
X 10 CrNiMoNb 18.12 | 1140 – 1200 |
X 8 CrNiTi 18.10 | 1140 – 1200 |
X 5 CrNiMo 18.10 | 1140 – 1200 |
X 5 CrNiMo 18.12 | 1140 - 1200 |
65. 調(diào)整穿孔機(jī)應(yīng)遵循的原則是什么？
調(diào)整的目標(biāo)是：
管坯咬入平穩(wěn)、毛管拋出順利、穿孔過程穩(wěn)定、頂桿無明顯抖動(dòng)、毛管內(nèi)外表面質(zhì)量良好、毛管尺寸合格、電機(jī)負(fù)荷正常。
為達(dá)到上述目的，穿孔機(jī)調(diào)整應(yīng)遵循的原則是：
1) 軋制線必須與穿孔機(jī)中心線重合或比穿孔機(jī)中心線略低0～5mm。即穿孔前臺(tái)、軋機(jī)和后臺(tái)的中心線一定要一致。
2) 兩個(gè)軋輥和兩個(gè)導(dǎo)盤一定要對(duì)稱布置在軋制線兩側(cè)。
3) 兩個(gè)軋輥的喂入角一樣大。
4) 頂桿不能有明顯的抖動(dòng)。
5) 應(yīng)實(shí)現(xiàn)無孔腔狀態(tài)下的穿孔過程，即根據(jù)鋼種選擇合適的頂頭前壓下率。下面的頂頭前壓下率值供參考
碳鋼 4～9％
低合金鋼 4～8％
高合金鋼 4～6％
6) 穿孔工具如軋輥、導(dǎo)盤、頂頭等不應(yīng)該嚴(yán)重磨損。
7) 勤檢查毛管的內(nèi)外表面質(zhì)量和幾何尺寸的變化情況。
66. 如何調(diào)整穿孔機(jī)的軋制線？
調(diào)整軋制線的標(biāo)準(zhǔn)是：穿孔機(jī)的軋制線與穿孔機(jī)機(jī)架中心線重合或比穿孔機(jī)機(jī)架中心線略低0～5mm。調(diào)整軋制線主要指穿孔前臺(tái)、機(jī)架和穿孔后臺(tái)三部分的中心線重合。
調(diào)整應(yīng)以機(jī)架的中心線為基準(zhǔn)。機(jī)架的中心線是在穿孔機(jī)制造與安裝中已被確定了的。
穿孔機(jī)前臺(tái)一般包括管坯的受料槽和導(dǎo)管，導(dǎo)管安裝在機(jī)架上，調(diào)整時(shí)可以將導(dǎo)管的中心線略高與機(jī)架中心線5mm,為的是減輕管坯對(duì)下輥的磨損。受料槽應(yīng)根磨損情況進(jìn)行高度調(diào)整。
后臺(tái)調(diào)整的主要設(shè)備是三輥定心和頂桿小車。首先應(yīng)保證每個(gè)三輥定心設(shè)備的加工精度，然后頂桿放入其中，測(cè)量每個(gè)三輥定心輥與頂桿的間隙量是否相等，頂頭同一直徑處距離上下軋輥的距離是否相等。若相等則表明軋制線一致。最新的設(shè)計(jì)中將后臺(tái)所有的定心輥都放在同一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)件上，這樣調(diào)整后臺(tái)的軋制線就很方便且穩(wěn)定。
67. 怎樣選用軋輥喂入角？
軋輥喂入角大,則穿孔速度快、產(chǎn)量高，對(duì)于塑性較好的管坯應(yīng)盡量采用較大的喂入角，一般為8～120，現(xiàn)代穿孔機(jī)喂入角的調(diào)整范圍大多在8～150 。喂入角的變化不會(huì)導(dǎo)致咬入力降低、軋機(jī)負(fù)荷的加大、變形力的加大、也不會(huì)加大形成孔腔的趨勢(shì)。根據(jù)試驗(yàn)證明：喂入角在10～120時(shí)前進(jìn)效率最佳。
68. 為什么選用大傾角穿孔？
選擇大喂入角的理由是：
1) 喂入角大，穿孔速度快，機(jī)組能力增加；
2) 軸向滑移減小，降低形成孔腔的可能，減少內(nèi)折形成的可能；
3) 喂入角增加，扭轉(zhuǎn)變形減小，縱向變形稍減小，或保持基本不變。
69. 斜軋穿孔過程中包括些變形？
斜軋穿孔過程中存在著兩種變形,即基本變形(或宏觀變形)和附加變形(稱不均勻變形)
基本變形是指外觀形狀的變化，這種變形是可以直觀的，如由實(shí)心圓管坯變成空心的毛管，基本變形完全是幾何尺寸的變化，與材料的性質(zhì)無關(guān)，而且基本變形取決于變形區(qū)的幾何形狀（由工具設(shè)計(jì)和軋機(jī)調(diào)整所決定）。
附加變形指的是材料內(nèi)部的變形，是直觀不到的變形，附加變形是由于材料中內(nèi)應(yīng)力所引起的，是增大材料的變形應(yīng)力，引起材料中產(chǎn)生的缺陷，所以在實(shí)際生產(chǎn)中如何來減小附加變形是很重要的。
1) 基本變形
基本變形即延伸變形，切向變形和徑向變形（壁厚壓縮）。這三種變形都是宏觀變形，表示外觀形狀和尺寸變化。基本變形可用下式表示：
徑向應(yīng)變?cè)隽? de1=ds/s；
縱向（延伸）應(yīng)變?cè)隽浚?nbsp; de2=dF/F=dL/L；
切向（圓周）應(yīng)變?cè)隽浚?nbsp; de3=dp/p
式中：s——壁厚
F——斷面積
L——長(zhǎng)度
P——平均圓周長(zhǎng)
2) 附加變形
附加變形包括有扭轉(zhuǎn)變形，縱向剪切變形等，附加變形是由于金屬各部分的變形不均勻產(chǎn)生的，附加變形會(huì)帶來一系列的后果，如造成變形能量增加，以及由于附加變形所引起的附加應(yīng)力，容易導(dǎo)致毛管內(nèi)外表面上和內(nèi)部產(chǎn)生缺陷等。
縱向剪切變形主要是由于頂頭的軸向阻力所造成的，一方面軋輥帶動(dòng)管材軸向流動(dòng)，而頂頭要阻止金屬軸向流動(dòng)，最終導(dǎo)致各金屬軸向流動(dòng)有差異，可是各層金屬又是互相聯(lián)系的，是一個(gè)整體，所以在各層金屬間必然產(chǎn)生附加變形和附加應(yīng)力，特別是和軋輥、頂頭直接接觸的表面層金屬 ，由圖中可看出，附加變形更大些，因此毛管內(nèi)外表面很容易出現(xiàn)缺陷或者使管坯表面原有的缺陷發(fā)展擴(kuò)大。
切向剪變形往往是造成毛管內(nèi)外表面產(chǎn)生缺陷原因之一（如裂紋、折迭、離層等缺陷）。
70. 生產(chǎn)合金鋼管與普通鋼管在穿孔機(jī)工藝參數(shù)的選擇和調(diào)整上有什么不同？
合金鋼，特別是鋯合金鋼具有導(dǎo)熱性差、變形抗力大、塑性低的特點(diǎn)，在鋼管生產(chǎn)中合金鋼管應(yīng)與一般鋼管有所區(qū)別，表現(xiàn)在：
1) 采用較小的頂頭前壓下率，避免管坯因塑性低而形成孔腔。其頂頭前壓縮率常在4～6％。
2) 采用較小的橢圓度，避免因管坯因塑性低而形成孔腔，常用1.07～1.09較好。
3) 采用較小的壓下率，以免變形力太大。
4) 采用較低的軋輥轉(zhuǎn)速和喂入角，以減小變形抗力和軸向阻力，增強(qiáng)穿孔過程的穩(wěn)定性。
5) 合金鋼管坯穿孔變形中熱效應(yīng)大，即穿孔溫升高，為保證鋼管的性能，應(yīng)采用較低的穿孔溫度。
6) 一般合金鋼管穿孔溫度偏低，穿孔過程中的冷卻水應(yīng)關(guān)閉或適當(dāng)減小。
71. 穿孔機(jī)常見的生產(chǎn)故障有哪些？
穿孔機(jī)常見的生產(chǎn)故障有以下幾方方面：
1) 管坯不咬入
產(chǎn)生的原因有：頂前量過大、管坯直徑過小（燒損過大）、管坯溫度過高或過低，咬入力不足以克服頂頭阻力所致。因軋輥磨損嚴(yán)重導(dǎo)致的不咬入現(xiàn)象多發(fā)生軋輥使用后期，此時(shí)應(yīng)注意軋輥的冷卻和隨時(shí)調(diào)整輥距值頂前量。
2) 中卡
產(chǎn)生的原因有：頂頭嚴(yán)重磨損或熔化、電氣系統(tǒng)或液壓系統(tǒng)跳停或毛管穿偏或穿破，沒有頂頭軋制也可發(fā)生中卡。
3) 鏈帶
毛管被導(dǎo)盤尖銳的邊緣割成螺旋的小條帶，產(chǎn)生的原因是導(dǎo)盤與軋輥的間隙過大（薄壁管居多）且導(dǎo)盤邊緣嚴(yán)重磨損變得尖銳，導(dǎo)致金屬流入。
4) 毛管穿不透
產(chǎn)生的原因是軋輥出口端磨損嚴(yán)重，推動(dòng)管坯／毛管前進(jìn)的摩擦力在穿孔結(jié)束的瞬間不足以推動(dòng)管坯穿過頂頭造成穿不透。
5) 毛管尾部穿裂
產(chǎn)生的原因是穿孔薄壁管時(shí)，在拋鋼階段由于毛管的抖動(dòng)使金屬竄進(jìn)軋輥與導(dǎo)盤的間隙中，將毛管尾部撕裂。此種工藝事故多產(chǎn)生在帶導(dǎo)盤的穿孔機(jī)組。
穿孔質(zhì)量
72. 斜軋穿孔常見的質(zhì)量缺陷有哪些？
1) 毛管壁厚不均
導(dǎo)致毛管壁厚不均的主要原因有七條（管坯加熱不均、定心孔偏、左又導(dǎo)盤不對(duì)稱、頂桿彎曲、軋線不正、定心緄小打開不大及調(diào)整方法不當(dāng)?shù)龋┢渲校饕腥龡l：a. 管坯加熱不均、b. 三輥定心小打開開口度過大、c. 軋線不正。
a) 管坯加熱不均
管坯加熱不均造成的毛管壁厚不均比較容易發(fā)現(xiàn)，較直觀。可直接看毛管是否較直，毛管通體是否有螺旋狀的陰暗面,預(yù)防的有效辦法是根據(jù)材質(zhì)的不同分別執(zhí)行不同的加熱制度。
b) 三輥定心小打開開口度的大小
此值表示毛管在通過定心輥時(shí)，定心輥與頂桿中心的距離, 按照孔型和規(guī)格的不同，此值也不同。需不斷調(diào)整。理論要求是其內(nèi)圓直徑等于毛管外徑加10～12MM。但生產(chǎn)中只測(cè)量頂桿與三輥的距離。由于機(jī)械的裝配精度和調(diào)整原因。此值也處于變化中，特別是第一、二架三輥定心的小打開值須經(jīng)常測(cè)量，防止其變化。
c) 軋線不正
軋線不正的標(biāo)準(zhǔn)是將直頂桿伸到上下軋輥之間,定心輥抱死,測(cè)量頂頭與兩輥的間距, 發(fā)現(xiàn)距離不等時(shí),就說明軋線不正。這時(shí),首先考慮軋輥的位置是否相等。若相等的話,就要考慮三輥定心組成的軋制線是否在一條線上。有時(shí)測(cè)量三輥定心小打開時(shí),三個(gè)輥數(shù)值都相等,可軋制線就是不正。這時(shí)就要觀察調(diào)整其中的一架或二架的中心線。
2) 內(nèi)表面結(jié)疤
為了阻止空氣進(jìn)入毛管內(nèi)，發(fā)生氧化反應(yīng)。在毛管延伸前，很多機(jī)組都設(shè)立了除氧化系統(tǒng)，向毛管內(nèi)吹撒硼砂，高溫硼砂能使氧化鐵皮脫落，再用氮?dú)鈱⑵錃堄辔锖脱趸F皮一同吹走,若硼砂的量及氮?dú)鈮毫Σ黄ヅ淙菀自趦?nèi)表面產(chǎn)生結(jié)疤。防止此種缺陷產(chǎn)生的辦法是匹配好二者的比例關(guān)系。
3) 內(nèi)折
穿孔過程中預(yù)先形成孔腔，孔腔內(nèi)金屬被氧化，在塑變過程中不能被焊合而形成內(nèi)折。主要有因定心造成的位于毛管前端的定心內(nèi)折，原因是定心沖頭開裂，在定心孔內(nèi)表面形成凹棱，穿孔時(shí)造成管頭部?jī)?nèi)折。其它形式還有因孔腔形成破裂氧化后形成的內(nèi)折；有因加熱溫度偏高（甚至過熱）或 穿孔溫升過高而形成的黃褐色大鱗片狀內(nèi)折；有因加熱溫度低，咬入困難，加大頂前壓下量而形成的細(xì)鱗片狀內(nèi)折；有因使用破損頂頭或粘結(jié)金屬而形成的內(nèi)螺旋刮傷狀內(nèi)折等。
73. 內(nèi)折產(chǎn)生的主要原因是什么？
產(chǎn)生內(nèi)折缺陷的主要因素有以下幾方面：
1) 管坯質(zhì)量.
理論和實(shí)踐證明，連鑄坯的中部應(yīng)該疏松且面積較大，若中部疏松區(qū)小的話，說明柱狀晶發(fā)達(dá)，這樣金屬變形時(shí)就容易產(chǎn)生內(nèi)折缺陷。另外管坯若出現(xiàn)連續(xù)的縮孔也容易產(chǎn)生內(nèi)折缺陷。
2) 加熱質(zhì)量
加熱質(zhì)量的不好會(huì)影響塑性變形能力的降低和不均。溫度偏高所引起的抗破能力的下降；溫度過低所引起的變形抗力及作用于芯部的剪應(yīng)力的提高以及溫度不均所形成的抗破斷能力的薄弱點(diǎn)都有利于穿孔過程中內(nèi)折缺陷的形成。
3) 磨損嚴(yán)重的軋制工具
軋制工具主要有軋輥和頂頭。穿孔輥磨損后，咬入段變得平滑，因此加重了變形分配的不均，降低了管坯與軋輥間的摩擦力，增大了頂頭的軸向阻力及毛管的軸向滑移，增加了頂頭前及變形區(qū)內(nèi)反復(fù)壓縮與輾軋次數(shù)，因而更容易在穿孔中形成孔腔及破裂而形成內(nèi)折。嚴(yán)重磨損或是粘結(jié)了金屬的頂頭，則會(huì)劃傷毛管的內(nèi)表面而形成內(nèi)折。
4) 調(diào)整參數(shù)調(diào)整不當(dāng)
調(diào)整參數(shù)不當(dāng)，如頂頭前伸量過小、軋輥轉(zhuǎn)速高，傾角小所造成管坯在頂前壓縮次數(shù)多，都有利于孔腔和內(nèi)折的形成。
74. 管坯缺陷與毛管質(zhì)量的關(guān)系？
管坯上任何缺陷都會(huì)帶到鋼管上，而這些缺陷往往會(huì)造成應(yīng)力集中，通過塑變?nèi)毕輹?huì)加深、加長(zhǎng)。
影響鋼管質(zhì)量的主要因素是內(nèi)外表面缺陷，其主要形式有發(fā)文、裂紋、折疊和結(jié)疤等。
管坯的表面缺陷是指表面和靠近表面的缺陷。如果缺陷深度不超過0.7MM，這種缺陷是沒有危險(xiǎn)的。
大量生產(chǎn)實(shí)踐證明，管子內(nèi)外表面的缺陷常常是由非金屬夾雜物的聚集造成的。這是因?yàn)楫?dāng)進(jìn)行熱塑性變形時(shí)，由于非金屬夾雜物不能承受大的塑性變形（特別是穿孔變形），金屬的致密性受到破壞。有時(shí)則是一些非金屬夾雜物分布在晶界上，從而減弱了晶粒間的聯(lián)系。
＊皮下氣泡主要分布在靠近鋼錠外表面的內(nèi)層，這些氣泡在加熱時(shí)如被氧化，通過開坯和扎制管坯時(shí)氣泡不能焊合，不氧化的則能被焊合，這決定于氣泡的大小、多少以及是否和外部貫通。
＊非金屬夾雜物形成折疊和離層，這些地方大多氧化物和硅酸鹽聚集。
＊有害元素砷、鉛、錫、銻、鉍很容易產(chǎn)生內(nèi)外表面缺陷。
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