CN101980814A - 旋转切削工具、无缝管制造用钢坯的切断方法及无缝管的制造方法 - Google Patents

旋转切削工具、无缝管制造用钢坯的切断方法及无缝管的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供旋转切削工具、无缝管制造用钢坯的切断方法及无缝管的制造方法。该旋转切削工具能够抑制无缝管产生外表面缺陷。本发明的旋转切削工具(100)为大致圆形，沿着其外周部设有多个刃部(1)。其特征在于，刃部(1)的旋转方向下游侧的端面(11)相对于与旋转方向(X)正交的厚度方向(Y)以导流角＝1°～10°倾斜。

Description

旋转切削工具、无缝管制造用钢坯的切断方法及无缝管的制造方法
技术领域
本发明涉及旋转切削工具、无缝管制造用钢坯的切断方法及无缝管的制造方法。本发明特别涉及在切断无缝管制造用钢坯时仅在切断后的某一个钢坯中易于产生飞边(burr)、由此能够抑制无缝管产生外表面缺陷的旋转切削工具、无缝管制造用钢坯的切断方法及无缝管的制造方法。
背景技术
在利用曼内斯曼芯棒式无缝管轧机方式制造无缝管的过程中，首先，在用旋转炉底式加热炉加热原料钢坯之后，将其依次供给到轧制生产线。具体地讲，在穿孔轧制机中使用穿轧顶头和轧辊穿孔轧制钢坯来制造空心管坯。接着，向上述空心管坯的内表面以串状插入芯棒，在包括多个轧机的芯棒式无缝管轧机中用孔型辊约束空心管坯外表面地进行延伸轧制，将空心管坯减薄至规定壁厚。之后，拔出芯棒，用包括多个轧机的定径轧制机将上述减薄后的管坯定径轧制为规定外径，得到成品。
在加热炉中加热后的钢坯在穿孔轧制机中穿孔轧制之前，被切断为与无缝管的成品长度相应的长度。为了切断钢坯，采用沿着外周部设有多个刃部的大致圆形的旋转切削工具。在使该旋转切削工具沿圆周方向旋转的状态下，使旋转切削工具自与钢坯的长度方向大致正交的方向朝向钢坯移动，从而将钢坯在与其长度方向大致正交的方向上切断。
利用定心机的(centering machine)，在切断后的各钢坯(以下，为了与切断前的钢坯相区别，将切断后的钢坯适当地称作“钢坯片”)的端面中心形成凹部。该定心机包括夹具和冲头，在用夹具把持钢坯片的一个端部外表面的状态下，将冲头按压在该一个端部侧的端面中心，形成凹部。然后，在穿孔轧制机中，将穿轧顶头的顶端抵接在该钢坯片的凹部，对钢坯片进行穿孔轧制。
在此，有可能在穿孔轧制后的空心管坯甚至无缝管的外表面产生被称作外斑痕缺陷(outer eruption flaw)的、像肌肤起斑疹那样的形态的外表面缺陷，期望抑制产生该外表面缺陷。
发明内容
本发明即是鉴于该以往技术而做成的，其目的在于提供能够抑制无缝管产生外表面缺陷的旋转切削工具、无缝管制造用钢坯的切断方法及无缝管的制造方法。
为了解决上述课题，本发明人对无缝管产生外表面缺陷的原因进行了深入研究。结果发现，在将无缝管制造用钢坯在与其长度方向大致正交的方向上切断时，在切断后的钢坯片的端部产生飞边的情况是原因之一。具体地讲，若在利用定心机设有凹部的一侧的端部产生飞边，则在用定心机设置凹部时，该飞边被压焊在钢坯片的外表面，有可能产生外表面缺陷。
本发明人进一步反复研究，得到了以下见解。
在切断钢坯所采用的以往的旋转切削工具中，其刃部的旋转方向下游侧的端面(切削钢坯外表面的一侧的端面)是与正交于旋转方向的旋转切削工具的厚度方向平行的面。如图3所示，在使用该以往的旋转切削工具100’将钢坯B在与其长度方向大致正交的方向上切断时，会引起飞边的切削屑也有可能向旋转切削工具的厚度方向的任一朝向流动。即，有可能在切断后的两个钢坯片B1、B2的端部产生飞边B’。因此，若将在端部产生了飞边B’的切断后的两个钢坯片B1、B2向它们的长度方向的相同朝向(图3所示的箭头I的朝向)输送，分别用定心机(如图3所示，包括夹具20和冲头30)设置凹部，则某一个钢坯片(图3所示的例子中是钢坯片B1)便是在产生了飞边B’的一侧的端部端面设置凹部，有可能在该钢坯片B1甚至无缝管上产生外表面缺陷。因而本发明人得出这样的见解，即，为了抑制产生外表面缺陷，以仅在切断后的某一个钢坯片的端部易于产生飞边的方式进行切断，在与产生了飞边的一侧相反侧的端部端面设置凹部即可。
本发明人根据上述新的见解，完成了本发明。
即，本发明提供一种旋转切削工具，该旋转切削工具为大致圆形，沿着其外周部设有多个刃部，其特征在于，上述刃部的旋转方向下游侧的端面相对于与旋转方向正交的厚度方向倾斜1°以上、10°以下。
在本发明的旋转切削工具中，刃部的旋转方向下游侧的端面相对于与旋转方向正交的旋转切削工具的厚度方向并不平行，而是倾斜的。因而，在使用本发明的旋转切削工具将无缝管制造用钢坯在与其长度方向大致正交的方向上切断时，会导致飞边的切削屑易于沿着刃部的旋转方向下游侧的端面的倾斜流动。即，切削屑易于朝向自平行于旋转切削工具厚度方向的面错开的一侧流动。因而，易于仅在切断后的两钢坯片中的、切削屑易于流动的一侧的钢坯片(以下，将其称作“飞边产生钢坯片”)的端部产生飞边。因此，只要以在飞边产生钢坯片的与产生了飞边的一侧相反侧的端部端面设置凹部的方式将两个钢坯片向它们的长度方向的相同朝向输送，用定心机设置凹部，那么飞边就不会被压接在钢坯片的外表面，从而能够抑制产生外表面缺陷。另外，将刃部的旋转方向下游侧的端面的导流角(与旋转切削工具的厚度方向所成的角度)的下限设为1°的原因在于，若小于1°，则切削屑与以往同样地也向旋转切削工具的厚度方向的任一朝向流动的可能性升高。另外，将导流角的上限设为10°的原因在于，若大于10°，则对刃部的刀尖接触部分施加的面压升高，超过刃部的机械强度，因此，刃部易于产生缺口、裂纹，导致旋转切削工具的寿命降低。为了使切削屑更易沿着刃部的旋转方向下游侧的端面的倾斜流动，优选将刃部的旋转方向下游侧的端面的导流角设为3°以上。
另外，为了解决上述课题，本发明也提供一种无缝管制造用钢坯的切断方法，其特征在于，使用上述旋转切削工具将无缝管制造用钢坯在与其长度方向大致正交的方向上切断。
并且，为了解决上述课题，本发明也提供一种无缝管的制造方法，其特征在于，使用采用上述切断方法切断的无缝管制造用钢坯来制造无缝管。
采用本发明，在切断无缝管制造用钢坯时仅在切断后的某一个钢坯中易于产生飞边，由此，能够抑制无缝管产生外表面缺陷。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的旋转切削工具的概略结构的图。图1的(a)是表示整个旋转切削工具的图。图1的(b)是将图1的(a)的区域A放大后的图。图1的(c)是从图1的(b)的箭头C的方向看到的图。
图2是说明使用本发明的一个实施方式的旋转切削工具切断无缝管制造用钢坯的方法的图。图2的(a)是表示切断开始时的状态的图。图2的(b)是表示切断后的状态的图。图2的(c)是将图2的(a)的区域D放大并从箭头E的方向看到的图。图2的(d)是将图2的(c)的区域F放大并从箭头G的方向看到的图。
图3是说明使用以往的旋转切削工具切断无缝管制造用钢坯的方法的图。图3的(a)是表示切断开始时的状态的图。图3的(b)是表示切断后的状态的图。图3的(c)是表示用定心机在切断后的钢坯的端面设置凹部的状态的图。
具体实施方式
下面，适当参照附图说明本发明的旋转切削工具及采用该旋转切削工具进行的无缝管制造用钢坯的切断方法的一个实施方式。
图1是表示本发明的一个实施方式的旋转切削工具的概略结构的图。图1的(a)是表示整个旋转切削工具的图。图1的(b)是将图1的(a)的区域A放大后的图。图1的(c)是从图1的(b)的箭头C的方向看到的图。
如图1所示，本实施方式的旋转切削工具100是能够沿圆周方向旋转的大致圆形的旋转切削工具，沿着其外周部设有多个刃部1。在旋转切削工具100的中心设有轴孔2。旋转切削工具100通过轴孔2能够绕中心轴线旋转地安装于切削装置(未图示)。
在本实施方式的旋转切削工具100中，刃部1的旋转方向(图1所示的箭头X的方向)下游侧的端面11相对于与旋转方向正交的厚度方向(图1所示的箭头Y的方向)以导流角θ倾斜。该导流角θ被设定为1°以上、10以下(优选为3°以上、10°以下)。
图2是说明使用本发明的一个实施方式的旋转切削工具切断无缝管制造用钢坯的方法的图。图2的(a)是表示切断开始时的状态的图。图2的(b)是表示切断后的状态的图。图2的(c)是将图2的(a)的区域D放大并从箭头E的方向看到的图。图2的(d)是将图2的(c)的区域F放大并从箭头G的方向看到的图。
如图2所示，在使旋转切削工具100旋转的状态下，使旋转切削工具100自与钢坯B的长度方向大致正交的方向朝向钢坯B移动，从而将钢坯B在与其长度方向大致正交的方向上切断，形成钢坯片B1、B2。此时，会引起飞边的切削屑易于沿着旋转切削工具100的刃部1的旋转方向下游侧端面11的倾斜流动。即，切削屑相对于旋转切削工具100的厚度方向(图2所示的箭头Y方向)，易于朝向自平行的面11’错开的一侧(图2所示的箭头H的朝向)流动。因而，易于仅在切断后的两钢坯片B1、B2中的、切削屑易于流动的一侧的钢坯片(在图2所示的例子中是钢坯B2)的端部产生飞边B’。因此，只要以在钢坯片B2的与产生了飞边B’的一侧相反侧的端部端面设置凹部的方式将两个钢坯片B1、B2向它们的长度方向的相同朝向(图2所示的箭头I的朝向)输送，用定心机设置凹部，那么飞边B’就不会被压接在钢坯片B1、B2的外表面，从而能够抑制产生外表面缺陷。
使用像以上那样切断的钢坯片B1、B2制造无缝管的方法应用以往公知的方法即可，因此，在此省略其详细说明。
表1表示使用本发明的旋转切削工具(θ＝1°、3°、7°、10°的例子)、以往的旋转切削工具(θ＝0°)和比较例的旋转切削工具(θ＝15°)切断无缝管制造用钢坯，并对使用切断后的钢坯片制成的无缝管的外表面的外斑痕缺陷的产生率(＝产生外斑痕缺陷的无缝管的根数/评价的无缝管的根数×100)进行评价的结果。
表1
如表1所示可知，采用本发明的旋转切削工具，与使用以往的旋转切削工具(θ＝0°)的情况相比，能够抑制产生外斑痕缺陷。特别是，在将导流角θ设定为3°以上、10°以下的情况下，能够大幅度抑制产生外斑痕缺陷。
另一方面，采用将导流角θ设定为15°的旋转切削工具时，刃部产生缺口，因此不得不中止切断试验。

Claims (3)

1.一种旋转切削工具，该旋转切削工具为大致圆形，沿着其外周部设有多个刃部，其特征在于，
上述刃部的旋转方向下游侧的端面相对于与旋转方向正交的厚度方向倾斜1°以上、10°以下。
2.一种无缝管制造用钢坯的切断方法，其特征在于，
使用权利要求1所述的旋转切削工具将无缝管制造用钢坯在与其长度方向大致正交的方向上切断。
3.一种无缝管的制造方法，其特征在于，使用采用权利要求2所述的切断方法切断的无缝管制造用钢坯来制造无缝管。
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