《管材生产理论与工艺》习题

PAGEPAGE2《管材生产理论与工艺》习题斜轧穿孔变形区有哪几部分组成？各部分有何作用？什么是孔腔形成？斜轧穿孔的咬入与一般板型材的咬入有何本质区别？斜轧穿孔轧辊由哪几部分组成？各部分有何作用？斜轧穿孔的顶头由哪几部分组成？各部分有何作用？试分析在二辊斜轧条件下，当轧件“径缩率”达到一定极限后，为什么会自行出现孔腔？如何改善二辊斜轧穿孔时的一次咬入条件？什么叫做二辊斜轧穿孔时的“临界径缩率”（εL）?试阐明应从哪些方面采取措施，来提高它的极限值？两辊斜轧穿孔机的轧件在变形区内为什么成螺旋运动前进？什么是单位压下量？什么是碾轧角？什么是送进角？答案二辊斜轧穿孔变形区由哪几步分组成？各部分有何作用？答：变形可分为四区：曳入区I，从坯料接触辊面到顶头尖端止，作用是增加接触面积，提高曳入力以克服顶头阻力；穿轧区II，从轧件触到顶尖至管壁压缩到规定的尺寸止，顶头开始参与变形，同时产生扩径和延伸；均整区III，一般顶头尾部皆有一均整段，使顶头的工作母线与轧辊相应的工作母线平行，以达到均匀壁厚的目的；规圆段IV，从毛管内壁离开顶头到外表面离开辊面止，这时顶头和导板完全与轧件脱离接触，只靠轧辊的辗轧消除毛管的椭圆度即规园。什么是孔腔形成？答：孔腔形成是指斜轧（横轧、横锻）实心工件过程中，金属内部产生的纵向内撕裂（或称旋转横锻效应）。斜轧的曳入条件与型钢纵轧相比有什么特点？答：斜轧的曳入条件与型钢纵轧相比特点：轧件必须旋转和前进；有两次咬入；实现咬入必需满足纵向力平衡条件和切向力矩平衡条件。斜轧穿孔机轧辊有哪几部分组成？各部分有何作用？答：入口锥（曳入锥）：咬入管坯，并实现管坯穿孔；出口锥（辗轧锥）：实现毛管减壁、平整毛管表面、均匀壁厚、规园毛管；轧制带（压缩带）：从曳入锥到辗轧锥的过渡作用。斜轧穿孔机顶头有哪几部分组成？各部分有何作用？答“鼻尖：穿孔时对准管坯定心孔，防止穿偏、给管坯中心施加一个轴向压力，防止过早形成孔腔；穿孔锥：穿孔、减壁；平整段（均壁锥）：均壁、平整毛管内表面反锥：防止毛管脱出顶头时产生内滑伤；平衡作用。试分析在二辊斜轧条件下，当轧件“径缩率”达到一定极限后，为什么会自行出现孔腔？答：形成孔腔的原因有二：1）“外端”的影响。大量试验研究表明圆坯横锻的一次径向压缩率在6%以下时，最大塑性变形区仅发生在与工具接触的表面附近，轴心区变形很小，特点类似双鼓变形，但这里的双鼓变形是发生在一个横截面的内部，于剧烈变形区I、=3\*ROMANIII两侧还存在着变形很小的“外端”，这样I、III区内金属的横向流动，对两侧外端起了一种“楔入”作用，使轴心区II承受很强的横向附加张应力。2）表层变形。斜轧条件下表层金属的塑性变形剧烈，金属连续不断地沿着轴向和切向流动，作为一个整体必然牵引着轴心区金属不断地流向表层，于轴心形成三向附加张应力。这样，斜轧实心体轴心区的工作应力状态，是在外力作用方向为压应力，其他两向为张应力。因为两个因素在横向引起的附加应力同向，所以横向张应力的数值最高，增长速度最快。斜轧条件下金属每被轧辊加工一次后完全恢复再结晶是不可能的，故上述的附加应力都将部分地以残余应力形式保留下来，并随反复加工次数的增加而积累增大。不管轧件如何转动，这个应力场在轴心区的基本相位是不变的。于是当工作应力状态发展到一定极限值后，相对主应力约45º的最大切应力方向上便开始产生切变形。经多次反复，由于加工硬化和晶体内部缺陷的存在，这些部分便在最大横向张应力作用下出现裂纹，逐渐发展成轴心疏松区，形成孔腔。如何改善斜轧的一次曳入条件？答：改善斜轧的一次曳入条件措施：增加摩擦力；减小轧辊入口锥辊面锥角；增大轧辊直径；增加轧辊数目；轧件与轧辊接触宽度要适当；过大会因强迫接触宽度b太大恶化轧件的旋转条件不能曳入，提高轧件与轧辊间的摩擦系数。什么叫做二辊斜轧穿孔时的“临界径缩率”（εL）?试阐明应从哪些方面采取措施，来提高它的极限值？答：临界径缩率：斜轧穿孔时刚刚出现撕裂时的压下率。提高临界径缩率的方法：增大送进角；增大单位压下率；增加顶头前伸量，增加轴向阻力；减小椭圆度；减小变形区长度。为什么二辊斜轧穿孔机变形区内轧件为什么是螺旋运动前进？答：斜轧过程中轧件的运动特点是螺旋前进，随着轧件的螺旋前进，逐渐完成加工变。对这类轧机来说，形成这种运动的原因有二：1）两辊同向旋转；2）轧辊轴线相对轧制线倾斜一送进角β。什么是单位压下量？答：轧件每被轧辊加工一次的径向压下量，即前进一个单位螺距的径向压下量。什么是碾轧角？答：轧辊轴线和轧制线