CN114309076A - 一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法 - Google Patents

Abstract

一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，由样棒参数设定加工与离线修整两部分组成，该样棒参数设定加工包括确定计算模型所需参数、计算标准样棒参数和设置样棒修磨作业参数，各项参数计算确认完毕后进行离线修整即环孔型修磨作业工序，如符合修磨精度要求，则环孔型拆离，样棒拆除，如不符合修磨精度要求，则再次启动专用工装机构修磨，直至轧制槽定径段符合精度要求。本发明对轧制后的成品管外表面粗糙度控制在0.3～0.4μm、内表面粗糙度控制在0.4～0.5μm，完全满足高端无缝钢管冷轧制管的技术要求，尤以表面检验一次合格率由原平均合格率82.6％提高到平均95.8％，最高时达到了98％。

Description

一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金制造领域，尤其涉及一种应用于无缝钢管冷轧机环孔型的修整精度方法。

背景技术

目前，各家钢铁冶金企业经常使用冷轧变形加工方法来加工无缝钢管，冷轧变形加工因其轧制精度高、速度快、产能大、成材率高，易于生产组织与工艺技术调整等特点，目前已成为无缝钢管生产制管加工的主要方式。而无缝钢管冷轧生产设备根据轧辊数量分成两辊式、多辊式，两辊周期式无缝钢管冷轧机是使用数量最多的冷轧生产装备。因轧制变形区间长、稳定好、无楔应力等特点，环孔型冷轧变形技术，目前已被两辊周期式无缝钢管冷轧机广泛使用。

在这些设备中，环孔型是无缝钢管冷轧变形加工的主要变形工具，与顶头一起形成截面为同心异径的圆环，通过无数个由大至小连续不间断的同心异径圆环，实现对无缝钢管的冷轧变形加工功能。

环孔型呈圆柱形，成对使用，芯部加工有圆形通孔，用于安装在轧辊辊轴上；圆柱体一端平面上加工矩形槽，用于与轧辊辊轴定位，确定环孔型轧制槽的起始点位置；圆柱体外圆周表面加工有截面呈半圆形的凹槽(轧制槽)，凹槽平面化后就是圆锥形，无缝钢管就是在凹槽内被挤压后实现冷变形加工，因此环孔型的加工质量(如表面粗糙度度和几何尺寸精度)，直接决定了无缝钢管冷轧变形加工的质量与效率。

无缝钢管冷轧用环孔型的材质是H13，采用机械加工成型，一般需要经过切割(锯切)、锻造、车削、镗孔、车槽、刨削(定位槽)、热处理、磨削(内孔、外圆、平面)、镗槽、检验等工序，机械加工成型后由相关作业人员定向装配在轧辊装置上使用。

环孔型的轧制(变形)槽按照功能分为入口段、变形段、定径段和出口段，是由连续的、无数不同半径的同心异径的圆弧所组成的光滑连续曲面，圆弧半径的大小根据设计与使用要求的不同，从小到大的有规律地光滑排立，不同的同心异径的半径圆弧组成了一个完整的环孔型的轧制变型槽(轧制槽)，且轧制槽两侧均匀分布着圆弧形外延(俗称侧壁开口，简称侧壁)。所谓“侧壁开口”就是在轧制槽与环孔型外圆周表面交汇处，进行磨削加工使之形成圆度倒角，目的就是防止侧壁在轧制中受到挤压变形内翻，造成管材损伤。侧壁开口加工约占整个轧制变形槽长度的1/3，基本处于轧制变形槽的入口段、变形段，在轧制变形工作中是最先参与变形，起到“导向、咬入”的作用。因此，环孔型的轧制槽加工精度要从“深度加工(圆度)”和“侧壁开口(宽度)”两方面考量，尤其是在环孔型的轧制槽定径段。

所谓定径段就是对冷轧变形制管时，通过环孔型对轧制中的无缝钢管外径进行精整，理论上环孔型轧制槽定径段上各截面的半径应该是不变的。然而在生产实践中，定径段的各截面因轧制过程中，受到轧辊辊缝等因素影响，存在着一定量的弹性变形，且该弹性变形当量也存在着一定的变化，定径段起始部位较大，定径段末尾部位较小，而上述弹性变形就是影响无缝钢管轧制质量的关键因素，也是评价环孔型轧制槽磨损当量的主要因素。

目前，现有技术下的环孔型机械加工时，该轧制槽连同侧壁开口部位均可由专用机床(镗床或镗磨床)镗削加工至符合技术要求。由于镗床即镗磨床的机械加工属于刚性切削，缺少柔性过渡，故环孔型的侧壁开口部位精度加工通常只能有人力手工完成。

经检索，专利申请号为“201811547369.9”的“一种用于无缝钢管冷轧环孔型侧壁开口加工的方法”，就是针对环孔型轧制槽侧壁开口部位的加工方法，该方法采，计算模型等方式，解决了轧制槽侧壁开口部位机械无法加工的问题，取得了一定的成效，为无缝钢管冷轧用环孔型轧制槽的精度加工创造了有利条件。

但是，经过现场工人在无缝钢管冷轧制管的规模化生产过程中的反馈，仍存在着一定的不足，具体如下：

1)适用性存在局限：

利用镗床或镗磨床加工轧制槽的侧壁开口部位，通常适用于针对新品加工或者小规格改制大规格时的切削加工，对加工余量有一定的要求，尤其是不能对轧制过程中的环孔型进行轧制槽的精度修整加工和局部修整加工；

2)环孔型离线修整轧制槽作业量大：

随着冷轧制管的生产，环孔型的轧制槽会出现磨损，尤其是侧壁开口部位的磨损，因此安装在轧辊装置上的环孔型需要经常性的精度修整(轧制槽修磨)，才能满足冷轧制管的技术质量要求。而安装在轧辊装置上的环孔型是无法采用机械加工修整的，将环孔型拆卸后上机床加工则得不偿失、耗工费时，且受到加工余量较少的制约，也会影响到精度修整的质量，故只能采用人力作业方式修整；

3)人力修整精度不受控：

就是采用砂轮或砂纸对轧制槽内表面进行手动磨削，该方法可避免机械加工存在的弊端，满足小余量或局部缺陷的修整要求，但受到作业人员的技能、经验、情绪状态等因素影响，且作业时不能受到外界干扰，因此修整作业的质量效能波动较大，不利于无缝钢管冷轧制管的规模化生产需求；

4)高端无缝钢管冷轧制管对轧制精度要求严苛：随着镍基合金管、核电管、超超临界锅炉管等高技术含量、高附加值的高端无缝钢管规模化生产，对冷轧制管的精度要求愈加严苛，因此对轧制中环孔型的轧制槽质量有了新的要求，而目前的环孔型修整方式又不能满足高端无缝钢管规模化生产，环孔型消耗量大，主要缺陷集中在定径段的表面波纹和麻坑，一定程度上影响到企业的生产运营成本控制及市场竞争力。

综上所述，目前在高端无缝钢管冷轧制管生产中的环孔型轧制槽修整方法存在着一定的不足，需要进行针对性的技术改进，提高环孔型轧制槽的修整(修正)加工精度与效能，降低生产运营成本，提高企业的核心竞争力。

发明内容

为了解决上述问题，本发明针对目前环孔型轧制离线修磨进行技术改进，提供了一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，本发明在保障环孔型轧制槽加工质量的基础上，减少了对作业人员技能、经验的依赖，降低了作业环境受外界影响的波动，提升了修整作业的效能，且无需相关费用投入支出，修整精度高、稳定性好，易于现场实施。

本发明的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，其具体步骤如下所述：

一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，由样棒参数设定加工与离线修整两部分组成，其具体步骤如下所述：

1)样棒参数设定加工：

本步骤中包括确定计算模型所需参数、计算标准样棒参数和设置样棒修磨作业参数，如下：

1a)确定计算模型所需参数：

冷轧用孔型形状在任一径向截面上，是一个带直线或弧线侧壁的圆，其中：

当处于入口段时，环孔型轧制槽断面的半径R_X在环孔型轧制槽工作部分的开始部位具有最大值，并等于坯料管的实时半径；

当处于环孔型定径段上时则为最小值，并等于所轧制的坯料管的实时半径；

当处于环孔型变形段时，则处于最大值向最小值的逐渐过渡；

环孔型轧制槽断面的侧壁总宽度B_X略大于环孔型轧制槽断面的直径D_X，且环孔型的宽度和直径之差即为该环孔型的轧制槽外延宽度b_X，环孔型侧壁开口部分相对应的中心角为开口角α，其具体公式为：

b_X＝(B_X－D_X)/2

bx1＝(B_X－D_X)/2

bx2＝bx1

式中：

bx1：环孔型轧制槽断面的侧壁左侧外延宽度；

bx2：环孔型轧制槽断面的侧壁右侧外延宽度；

α：环孔型轧制槽断面的开口角；

1b)计算标准样棒参数：

标准样棒由底径标准样棒和侧壁开口标准样棒这两件组成，均为细长型圆柱体，两端加工45度倒角，材质均为Q-235A，车削粗加工、磨削精加工而成，且经热处理调质加工，同轴度误差≤0.01mm，其中：

1b1)环孔型轧制槽的底径标准样棒的直径为：

D底＝Φ孔-2倍砂纸厚度-K；

式中：

D底：环孔型轧制槽定径段的直径，即修整后DX的实际值；

Φ孔：环孔型轧制槽的名义尺寸，即定径段的直径DX标准值；

K：调整系数，可根据轧制时成品管的壁厚选择，该壁厚＝外径-内径差值的一半，K以0.3mm～0.5mm为宜；

L1:标准样棒的长度，以环孔型直径的1.1～1.3倍为宜；

1b2)环孔型轧制槽的侧壁开口标准样棒的直径为：

D侧＝Φ孔-2倍的砂纸厚度+K；

式中：

D侧：环孔型轧制槽侧壁开口的宽度，即修整后BX的实际值；

Φ孔：环孔型轧制槽的名义尺寸，即定径段的直径DX标准值；

K：调整系数，可根据轧制时成品管的壁厚选择，该壁厚＝外径-内径差值的一半，K以0.3mm～0.5mm为宜；

L2：标准样棒的长度，以环孔型轧制槽长度的1/4～1/3为宜；

1c)设置样棒修磨作业参数：

样棒采用专用机构夹持，夹持部分长度为样棒总长度的1/5～1/4，样棒修磨速度以45～65次/分钟，样棒有效磨削长度为样棒总长度的1/2～2/3；

2)离线修整：

该离线修整即为环孔型修磨作业工序，其具体如下：

2.1)待修磨轧制槽的上环孔型与下环孔型成对安装就位；

2.2)根据环孔型规格选配加工相应的样棒组合，本步骤中，除首次制备加工外，根据环孔型多种规格提前制备相应的样棒组合，使用时按需选定；

2.3)样棒安装在专用工装机构的卡盘上并紧固，本步骤中，样棒被卡盘夹持的长度符合要求；

2.4)调整样棒与环孔型轧制槽的对中性能，其中样棒轴心线与环孔型轧制槽组成的圆孔中心线重合，且误差值≤0.05mm；

2.5)选取符合要求的砂纸并准确安装在样棒外圆周表面固定；

2.6)启动专用工装机构，带动样棒在环孔型轧制槽内做水平方向往复位移的旋转运动；

2.7)关闭专用工装机构，测量环孔型轧制槽确认是否符合修磨精度；

2.8)如上述步骤2.7)符合修磨精度要求，则环孔型拆离，样棒拆除，如不符合修磨精度要求，则再次启动专用工装机构修磨，直至轧制槽定径段符合精度要求。

根据本发明的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，其特征在于，所述的步骤1c)设置样棒修磨作业参数中，夹持部分长度优选为不少于40mm。

根据本发明的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，其特征在于，所述的步骤1c)设置样棒修磨作业参数中，样棒修磨速度优选为50～60次/分钟。

根据本发明的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，其特征在于，所述的步骤1c)设置样棒修磨作业参数中，样棒有效磨削长度优选为不少于110mm。

根据本发明的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，其特征在于，所述的步骤2)离线修整的步骤2.6)～步骤2.8)中，磨削时先修磨底径，后修磨侧壁。

本发明的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，通过计算模型，将环孔型轧制槽的半径、直径、宽度、起始角度等参数有机整合，通过轧制槽变形段到定径段的逐次精度计算，以定径段为精度修整为中心，制备标准样棒，作为精度修整作业时的标尺与靠模，明确修磨当量，实现环孔型轧制槽的精度修整加工。

使用本发明的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法获得了如下有益效果：

1.本发明的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，其工艺设计合理、参数设定有效，无需增加相关费用投入支出，安全可靠、实用高效，易于现场实施，满足高端无缝钢管的冷轧生产需求，降低环孔型的消耗。

2.本发明的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，计算模型简洁、参数测算便捷、操作使用方便、省工省时，减少对人员技能经验等方面的依赖，为标准化规范作业创造良好的条件。

3.本发明的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，通过计算模型，将环孔型轧制槽的半径、直径、宽度、起始角度等参数有机整合，通过轧制槽变形段到定径段的逐次精度计算，以定径段为精度修整为中心，明确修磨当量。

4.本发明的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，依据标准样棒作为修整作业工装，采用专用机构装置夹持样棒，实现水平往复修整环孔型轧制槽，满足环孔型轧制槽的精度修整测量和加工一体化工况需求，修整精度高、稳定性好，提升了修整作业的效能，减轻劳动强度。

5.本发明的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，通过底径与侧壁开口同步修整，实现轧制运行方向与环孔型轧制槽承受载荷压下方向相反，形成轧制槽定径段末尾区域断面倒锥的目的，即在定径段末端孔型轧制槽的半径稍大于该段初始处的半径，避免碰擦损伤。

6.本发明的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，其通用性强，对国内无缝钢管冷轧用环孔型轧制槽精度修整加工作业方式的改进，具有一定的借鉴与应用价值。

附图说明

图1为本发明的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法的具体实施效果图。

图中：1-上环孔型，2-下环孔型，3-样棒，4-专用工装机构，5-卡盘，6-砂纸。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法做进一步的描述。

一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，由样棒参数设定加工与离线修整两部分组成，其具体步骤如下所述：

1)样棒参数设定加工：

本步骤中包括确定计算模型所需参数、计算标准样棒参数和设置样棒修磨作业参数，如下：

1a)确定计算模型所需参数：

冷轧用孔型形状在任一径向截面上，是一个带直线或弧线侧壁的圆，其中：

当处于入口段时，环孔型轧制槽断面的半径R_X在环孔型轧制槽工作部分的开始部位具有最大值，并等于坯料管的实时半径；

当处于环孔型定径段上时则为最小值，并等于所轧制的坯料管的实时半径；

当处于环孔型变形段时，则处于最大值向最小值的逐渐过渡；

环孔型轧制槽断面的侧壁总宽度B_X略大于环孔型轧制槽断面的直径D_X，且环孔型的宽度和直径之差即为该环孔型的轧制槽外延宽度b_X，环孔型侧壁开口部分相对应的中心角为开口角α，其具体公式为：

b_X＝(B_X－D_X)/2

bx1＝(B_X－D_X)/2

bx2＝bx1

式中：

bx1：环孔型轧制槽断面的侧壁左侧外延宽度；

bx2：环孔型轧制槽断面的侧壁右侧外延宽度；

α：环孔型轧制槽断面的开口角；

1b)计算标准样棒参数：

标准样棒由底径标准样棒和侧壁开口标准样棒这两件组成，均为细长型圆柱体，两端加工45度倒角，材质均为Q-235A，车削粗加工、磨削精加工而成，且经热处理调质加工，同轴度误差≤0.01mm，其中：

1b1)环孔型轧制槽的底径标准样棒的直径为：

D底＝Φ孔-2倍砂纸厚度-K；

式中：

D底：环孔型轧制槽定径段的直径，即修整后DX的实际值；

Φ孔：环孔型轧制槽的名义尺寸，即定径段的直径DX标准值；

K：调整系数，可根据轧制时成品管的壁厚选择，该壁厚＝外径-内径差值的一半，K以0.3mm～0.5mm为宜；

L1:标准样棒的长度，以环孔型直径的1.1～1.3倍为宜；

1b2)环孔型轧制槽的侧壁开口标准样棒的直径为：

D侧＝Φ孔-2倍的砂纸厚度+K；

式中：

D侧：环孔型轧制槽侧壁开口的宽度，即修整后BX的实际值；

Φ孔：环孔型轧制槽的名义尺寸，即定径段的直径DX标准值；

K：调整系数，可根据轧制时成品管的壁厚选择，该壁厚＝外径-内径差值的一半，K以0.3mm～0.5mm为宜；

L2：标准样棒的长度，以环孔型轧制槽长度的1/4～1/3为宜；

1c)设置样棒修磨作业参数：

样棒采用专用机构夹持，夹持部分长度为样棒总长度的1/5～1/4，样棒修磨速度以45～65次/分钟，样棒有效磨削长度为样棒总长度的1/2～2/3；

2)离线修整：

该离线修整即为环孔型修磨作业工序，如图1所示，其具体如下：

2.1)待修磨轧制槽的上环孔型1与下环孔型2成对安装就位；

2.2)根据环孔型规格选配加工相应的样棒组合，本步骤中，除首次制备加工外，根据环孔型多种规格提前制备相应的样棒组合，使用时按需选定；

2.3)样棒3安装在专用工装机构4的卡盘5上并紧固，本步骤中，样棒被卡盘夹持的长度符合要求；

2.4)调整样棒与环孔型轧制槽的对中性能，其中样棒轴心线与环孔型轧制槽组成的圆孔中心线重合，且误差值≤0.05mm；

2.5)选取符合要求的砂纸6并准确安装在样棒外圆周表面固定；

具体实施时，本步骤可通过风动叶轮砂纸或标准样棒外圆周表面包裹砂纸进行修整作业。

2.6)启动专用工装机构4，带动样棒3在环孔型轧制槽内做水平方向往复位移的旋转运动；

2.7)关闭专用工装机构4，测量环孔型轧制槽确认是否符合修磨精度；

2.8)如上述步骤2.7)符合修磨精度要求，则环孔型拆离，样棒拆除，如不符合修磨精度要求，则再次启动专用工装机构修磨，直至轧制槽定径段符合精度要求。

步骤1c)设置样棒修磨作业参数中，夹持部分长度优选为不少于40mm。

步骤1c)设置样棒修磨作业参数中，样棒修磨速度优选为50～60次/分钟。

步骤1c)设置样棒修磨作业参数中，样棒有效磨削长度优选为不少于110mm。

步骤2)离线修整的步骤2.6)～步骤2.8)中，磨削时先修磨底径，后修磨侧壁。

应注意，具体实施时所涉及的环孔型轧制槽各参数是根据轧制规格而动态变化的，计算模型应根据轧制规格进行动态调整。按照上述参数与模型计算并制备加工标准样棒之后，可投入无缝钢管冷轧制管生产，对初始上机前以及轧制磨损后的环孔型轧制槽进行精度修整作业。

实施例

以轧制成品规格φ76→38mm的SKW-75高速冷轧机的轧辊装置环孔型为例，采用2#砂纸，厚度0.20mm，K值系数取0.30mm，环孔型直径280mm。

1a)确定计算模型所需参数：

环孔型轧制槽断面的侧壁总宽度B_X略大于环孔型轧制槽断面的直径D_X，且环孔型的宽度和直径之差即为该环孔型的轧制槽外延宽度b_X，环孔型侧壁开口部分相对应的中心角为开口角α，其具体数值如下：

RX＝19mm；

DX＝38mm；

BX＝39.8mm；

bx1＝(B_X－D_X)/2＝(39.8mm—38mm)/2＝0.9mm

bx2＝bx1＝0.9mm

α＝15°±1°

1b)计算标准样棒参数：

标准样棒由底径标准样棒和侧壁开口标准样棒这两件组成，均为细长型圆柱体，两端加工45度倒角，材质均为Q-235A，车削粗加工、磨削精加工而成，且经热处理调质加工，同轴度误差≤0.01mm，其中：

1b1)环孔型轧制槽的底径标准样棒的直径为：

D底＝Φ孔-2倍砂纸厚度-K＝38—2×0.20—0.30＝37.3mm；

L1:标准样棒的长度，以环孔型直径的1.1～1.3倍为宜，本实施例中即为460×(1.1～1.3)＝410～598mm，可取430～450mm为宜；

1b2)环孔型轧制槽的侧壁开口标准样棒的直径为：

D侧＝Φ孔-2倍的砂纸厚度+K＝38+2*0.20+0.30＝38.7mm；

L2：标准样棒的长度，以环孔型轧制槽长度的1/4～1/3为宜，本实施例中，以环孔型直径280mm计算，轧制槽长度为＝2πR＝2*3.14*280＝1444.4mm，则标准样棒的长度L2＝(1/4～1/3)*1444.4＝361～481mm，尤以380～420mm为宜。；

1c)设置样棒修磨作业参数：

样棒采用专用机构夹持，夹持部分长度为样棒总长度的1/5～1/4，样棒修磨速度以45～65次/分钟，样棒有效磨削长度为样棒总长度的1/2～2/3。

本实施例中，以侧壁样棒长度＝400mm为例，夹持部分长度＝400*(1/5～1/4)＝80～100mm，且＞40mm，底径样棒长度＝450mm为例，夹持部分长度＝450*(1/5～1/4)＝90～112.5mm，且＞40mm；

样棒修磨速度以45～65次/分钟，尤以50～55次/分钟为宜；

样棒有效磨削长度为样棒总长度以侧壁样棒长度＝400mm为例，有效磨削长度＝400*(1/2～2/3)＝200～267mm，且＞110mm。以底径样棒长度＝450mm为例，有效磨削长度＝450*(1/2～2/3)＝225～300mm，且＞110mm。

2)离线修整，具体如下：

2.1)待修磨轧制槽的φ38→15mm的上环孔型与下环孔型成对安装就位，；

2.2)根据环孔型规格选配加工相应的样棒组合，本实施例中，选择长度400mm、直径37.3mm的底径样棒，长度400mm，直径38.7mm的侧壁样棒；

2.3)样棒安装在专用工装机构的卡盘上并紧固，本实施例中，样棒被卡盘夹持的长度90～112.5mm；

2.4)调整样棒与环孔型轧制槽的对中性能，其中样棒轴心线与环孔型轧制槽组成的圆孔中心线重合，且误差值≤0.05mm；

2.5)选取符合要求的砂纸并准确安装在样棒外圆周表面固定，本实施例中选取2#砂纸，厚度0.20mm；

2.6)启动专用工装机构，带动样棒在环孔型轧制槽内做水平方向往复位移的旋转运动，有效磨削长度是225～300mm；

2.7)关闭专用工装机构，测量环孔型轧制槽确认是否符合修磨精度；

2.8)如上述步骤2.7)符合修磨精度要求，则环孔型拆离，样棒拆除，如不符合修磨精度要求，则再次启动专用工装机构修磨，直至轧制槽定径段符合精度要求。

拆除底径样棒，换成侧壁样棒重复上述步骤进行修磨，直至全部符合修磨精度要求。

经过本发明的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法对磨损之后出现轧制槽局部表面缺陷的环孔型实施在线或离线精度修整，经过精度修整的冷轧用环孔型平均轧制当量都在20000米以上，轧制后的成品管外表面粗糙度控制在0.3～0.4μm、内表面粗糙度控制在0.4～0.5μm，完全满足高端无缝钢管冷轧制管的技术要求尤以表面检验一次合格率由原平均合格率82.6％提高到平均95.8％，最高时达到了98％。

本发明的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法适用于各种无缝钢管冷轧机环孔型的修整领域。

Claims (5)

1.一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，由样棒参数设定加工与离线修整两部分组成，其具体步骤如下所述：

1)样棒参数设定加工：

本步骤中包括确定计算模型所需参数、计算标准样棒参数和设置样棒修磨作业参数，如下：

1a)确定计算模型所需参数：

冷轧用孔型形状在任一径向截面上，是一个带直线或弧线侧壁的圆，其中：

当处于入口段时，环孔型轧制槽断面的半径R_X在环孔型轧制槽工作部分的开始部位具有最大值，并等于坯料管的实时半径；

当处于环孔型定径段上时则为最小值，并等于所轧制的坯料管的实时半径；

当处于环孔型变形段时，则处于最大值向最小值的逐渐过渡；

环孔型轧制槽断面的侧壁总宽度B_X略大于环孔型轧制槽断面的直径D_X，且环孔型的宽度和直径之差即为该环孔型的轧制槽外延宽度b_X，环孔型侧壁开口部分相对应的中心角为开口角α，其具体公式为：

b_X＝(B_X－D_X)/2

bx1＝(B_X－D_X)/2

bx2＝bx1

式中：

bx1：环孔型轧制槽断面的侧壁左侧外延宽度；

bx2：环孔型轧制槽断面的侧壁右侧外延宽度；

α：环孔型轧制槽断面的开口角；

1b)计算标准样棒参数：

标准样棒由底径标准样棒和侧壁开口标准样棒这两件组成，均为细长型圆柱体，两端加工45度倒角，材质均为Q-235A，车削粗加工、磨削精加工而成，且经热处理调质加工，同轴度误差≤0.01mm，其中：

1b1)环孔型轧制槽的底径标准样棒的直径为：

D底＝Φ孔-2倍砂纸厚度-K；

式中：

D底：环孔型轧制槽定径段的直径，即修整后DX的实际值；

Φ孔：环孔型轧制槽的名义尺寸，即定径段的直径DX标准值；

K：调整系数，可根据轧制时成品管的壁厚选择，该壁厚＝外径-内径差值的一半，K以0.3mm～0.5mm为宜；

L1:标准样棒的长度，以环孔型直径的1.1～1.3倍为宜；

1b2)环孔型轧制槽的侧壁开口标准样棒的直径为：

D侧＝Φ孔-2倍的砂纸厚度+K；

式中：

D侧：环孔型轧制槽侧壁开口的宽度，即修整后BX的实际值；

Φ孔：环孔型轧制槽的名义尺寸，即定径段的直径DX标准值；

K：调整系数，可根据轧制时成品管的壁厚选择，该壁厚＝外径-内径差值的一半，K以0.3mm～0.5mm为宜；

L2：标准样棒的长度，以环孔型轧制槽长度的1/4～1/3为宜；

1c)设置样棒修磨作业参数：

样棒采用专用机构夹持，夹持部分长度为样棒总长度的1/5～1/4，样棒修磨速度以45～65次/分钟，样棒有效磨削长度为样棒总长度的1/2～2/3；

2)离线修整：

该离线修整即为环孔型修磨作业工序，其具体如下：

2.1)待修磨轧制槽的上环孔型(1)与下环孔型(2)成对安装就位；

2.2)根据环孔型规格选配加工相应的样棒组合，本步骤中，除首次制备加工外，根据环孔型多种规格提前制备相应的样棒组合，使用时按需选定；

2.3)样棒(3)安装在专用工装机构(4)的卡盘(5)上并紧固，本步骤中，样棒被卡盘夹持的长度符合要求；

2.4)调整样棒与环孔型轧制槽的对中性能，其中样棒轴心线与环孔型轧制槽组成的圆孔中心线重合，且误差值≤0.05mm；

2.5)选取符合要求的砂纸(6)并准确安装在样棒外圆周表面固定；

2.6)启动专用工装机构(4)，带动样棒(3)在环孔型轧制槽内做水平方向往复位移的旋转运动；

2.7)关闭专用工装机构(4)，测量环孔型轧制槽确认是否符合修磨精度；

2.8)如上述步骤2.7)符合修磨精度要求，则环孔型拆离，样棒拆除，如不符合修磨精度要求，则再次启动专用工装机构修磨，直至轧制槽定径段符合精度要求。

2.如权利要求1所述的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，其特征在于，所述的步骤1c)设置样棒修磨作业参数中，夹持部分长度优选为不少于40mm。

3.如权利要求1所述的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，其特征在于，所述的步骤1c)设置样棒修磨作业参数中，样棒修磨速度优选为50～60次/分钟。

4.如权利要求1所述的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，其特征在于，所述的步骤1c)设置样棒修磨作业参数中，样棒有效磨削长度优选为不少于110mm。

5.如权利要求1所述的一种用于无缝钢管冷轧机环孔型的精度修整方法，其特征在于，所述的步骤2)离线修整的步骤2.6)～步骤2.8)中，磨削时先修磨底径，后修磨侧壁。

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