第10期 张琳等：螺旋高翅片管孔型斜轧的轴向延伸机理 。1295 轧片凸棱的顶部，轧辊的实际轧制半径可根据下式 3孔型斜轧轴向延伸的实验研究 确定： 3.1延伸率计算值与实测值的比较 R=R+19 (13) 通过轧制实验对比分析轧件轴向延伸率随压下 式中，系数1根据经验一般取值在0.3~06系数1 量的变化，并比较延伸率理论计算值与实测值，延伸 反映了因轧制条件不同轧片与轧件运动的“中性 率计算值由式(11确定.用两种规格的坯管分别为 点”沿轧件径向位置上的移动 中48mm以9m与64mm9四材质都为20G钢， 轧制实验结果与延伸率计算值的比较见图3 初轧温度1050℃，终轧温度850℃左右.轧辊由14 由图3()与图3(b可见，延伸率的计算值与实测 片厚度为8m的轧片组成.轧辊转速66mr, 值比较吻合. 由于轧片与轧件为面接触根据经验“中性点”不在 30 (a) 0 28 28 26 °26 24 系22 ·实测值 ·实测值 20 ·一计算值 20 。计算值 参 18 18L 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 轧银压下量/mm 轧捉压下量/mm 图3采用不同坯管轧制时的延伸率计算值与实测值比较.（两48mmX9m坯管：(，◆64mm以9mm坯管 Fg3 Comparison of ekngaton e bewee measured and ca kulted va jues with different b知kub5(码中48mX9mb知nkbe (b)64 mmx9mm bkank tube 3.2轧件扭转的物理模拟实验 线的标线在轧制后变成两条平行的螺旋线（图中翅 为验证螺旋高翅片管在孔型斜轧中产生前后扭 片上的白色线条人.如图4（所示，原坯管模型内 转的现象，用塑性泥进行物理模拟实验，这种方法具 表面的正方形格子标线（其中两条边平行于轴线）， 有直观、简便、快速和价廉等优点.坯管模型用暗 轧制后成为平行四边形，原平行于轴线的两条标线 红色塑泥制成，并用白色塑泥在坯管模型上制作标 轧制后仍平行但与轴线倾斜成一夹角，原垂直于轴 线。将坯管模型轧制后观察标线的变化情况，并由此 线的两条标线轧制后仍与轴线保持垂直.物理模拟 判断变形特征 的结果表明，在轧制过程中发生扭转，这是轧件在孔 如图4（所示，坯管模型外表面两条平行于轴 型中前后旋转角速度不同造成的 a G 图4螺旋高翅片管孔型斜轧物理模拟实验结果.（两轧件外层的扭转：（轧件内壁的扭转 F4 Physicalmodelling expermnents on romn rolling of a helical high fnned ube (a wiston he surface layer of the rolled Piece (b wist an the inner surface of the olled piece 点，轧件在变形区从咬入到轧出的过程中圆周速度 4结论 存在递增的趋势，这使得轧件发生扭转，同时轧件出 (1螺旋高翅片管孔型斜轧工艺由于孔型的特 口轴向速度大于入口轴向速度，从而产生轴向延伸.第 10期 张 琳等:螺旋高翅片管孔型斜轧的轴向延伸机理 3 孔型斜轧轴向延伸的实验研究 3.1 延伸率计算值与实测值的比较 通过轧制实验对比分析轧件轴向延伸率随压下 量的变化, 并比较延伸率理论计算值与实测值, 延伸 率计算值由式 ( 11)确定.用两种规格的坯管分别为 48 mm×9 mm与 64mm 9 mm, 材质都为 20G钢, 初轧温度 1 050℃, 终轧温度 850 ℃左右.轧辊由 14 片厚度为 8 mm的轧片组成.轧辊转速 66 r·min -1 , 由于轧片与轧件为面接触, 根据经验 “中性点”不在 轧片凸棱的顶部, 轧辊的实际轧制半径可根据下式 确定: Rn =R1 +ηqn ( 13) 式中, 系数 η根据经验一般取值在 0.3 ～ 0.6, 系数 η 反映了因轧制条件不同轧片与轧件运动的 “中性 点 ”沿轧件径向位置上的移动. 轧制实验结果与延伸率计算值的比较见图 3. 由图 3(a)与图 3( b)可见, 延伸率的计算值与实测 值比较吻合 . 图 3 采用不同坯管轧制时的延伸率计算值与实测值比较 .( a) 48mm×9mm坯管;( b) 64mm×9mm坯管 Fig.3 Comparisonofelongationratebetweenmeasuredandcalculatedvalueswithdifferentblanktubes:( a) 48 mm×9 mm blanktube; ( b) 64mm×9mmblanktube 3.2 轧件扭转的物理模拟实验 为验证螺旋高翅片管在孔型斜轧中产生前后扭 转的现象, 用塑性泥进行物理模拟实验, 这种方法具 有直观、简便、快速和价廉等优点 [ 9] .坯管模型用暗 红色塑泥制成, 并用白色塑泥在坯管模型上制作标 线, 将坯管模型轧制后观察标线的变化情况, 并由此 判断变形特征 . 如图 4( a)所示, 坯管模型外表面两条平行于轴 线的标线在轧制后变成两条平行的螺旋线 (图中翅 片上的白色线条 ).如图 4( b)所示, 原坯管模型内 表面的正方形格子标线 (其中两条边平行于轴线 ), 轧制后成为平行四边形, 原平行于轴线的两条标线 轧制后仍平行但与轴线倾斜成一夹角, 原垂直于轴 线的两条标线轧制后仍与轴线保持垂直.物理模拟 的结果表明, 在轧制过程中发生扭转, 这是轧件在孔 型中前后旋转角速度不同造成的. 图 4 螺旋高翅片管孔型斜轧物理模拟实验结果.(a) 轧件外层的扭转;(b) 轧件内壁的扭转 Fig.4 Physicalmodellingexperimentsonrotaryrollingofahelicalhighfinnedtube:( a) twistonthesurfacelayeroftherolledpiece;( b) twistontheinnersurfaceoftherolledpiece 4 结论 ( 1)螺旋高翅片管孔型斜轧工艺由于孔型的特 点, 轧件在变形区从咬入到轧出的过程中圆周速度 存在递增的趋势, 这使得轧件发生扭转, 同时轧件出 口轴向速度大于入口轴向速度, 从而产生轴向延伸 . · 1295·