楚志兵等：不同送进量对皮尔格轧制成形的影响及验证 ·751· 25 (a) -8 mm --8 mm ◆-10mm 20 ◆10mm -12mm -12mm 12 10 60 120180240 300360 60 120 180240 300 360 角度) 角度) 10 (e) ·-8mm ◆10mm -12mm 60 120 180240 300 360 角度) 图6不同送进量下不同变形阶段金属流动速度分布曲线.()减径段：(b)壁厚压下段；(c)精整段 Fig.6 Metal flow velocity curves with different feed ranges in different deformation stages:(a)reducing segment;(b)wall thickness reduction seg- ment;(c)finishing segment 残余应力与送进量为8mm下的残余应力相差约为 4一8mm 20MPa,然而当送进量增加为12mm时，残余应力有明 ◆-10mm 0.9 +-12mm 显的增加，增加约为40MPa左右，这也说明了过大的 送进量对于成品管性能有着不利的影响. 0.6 2.2.5不同周期送进量对尺寸精度的影响 图9为不同变形段中三种送进量下的截面半径分 0D.3 布曲线，图10为不同变形段中三种送进量下的截面壁 厚分布曲线，图9和图10中的点1~12与图4中的测 量点一一对应：通过不同变形阶段的截面半径和壁厚 20 4060 80 100 轧制进程/% 分布曲线可以看出，在轧制前期钢管在轧辊的作用下 图7不同送进量下轧制力变化曲线 被压扁，其横截面形状呈椭圆形，进入精整段后钢管横 Fig.7 Rolling force change curves with different feed ranges 截面接近圆形.通过对比不同变形阶段管材截面半径 分布曲线可以看出在轧制过程中，管材外径和壁厚随 应减径段、壁厚压下段以及精整段不同送进量下的残 着送进量的变化而变化，送进量越大管材外径和壁厚 余应力分布曲线.综合轧制过程中孔型不同位置残余 越大，并且随着送进量的增加管材的椭圆度也随之增 应力数值可以看出，在轧制过程中管材表面残余应力 加.由于皮尔格冷轧过程中由轧辊、轧槽及芯棒组成 呈先增大后较小的趋势，当管材处于减径段和壁厚压 的孔型曲线是固定不变的，也就是在不同变形阶段各 下段时，随着送进量增加，孔型脊部和孔型侧壁与轧辊 个位置的孔型直径是固定的，这也说明了当送进量增 接触的区域管材外表面残余应力增加较为明显，但是 大时管材回弹量随之增大.基于上述结果可以看出过 在孔型开口处及孔型侧壁与轧辊不接触的区域残余应 大的送进量会严重影响成品管材的尺寸精度.从 力增幅不大，当进入精整段以后，管材圆周的残余应力 图9(c)中看出当送进量为10mm时管材回弹量与送 分布较为均匀，管材圆周不同位置残余应力值相差不 进量为8mm时的回弹量相差不大，均可以满足管材的 大.对比分析不同送进量下不同变形阶段的残余应力 精度要求，而当送进量增加为12mm时，回弹量增幅明 分布曲线可以看出，在整个轧制进程中管材表面残余 显且超出了实际生产的精度要求，且变化较大 应力随着送进量的增大而增大，送进量为l0mm下的 综上所述，管材等效应力过小不利于金属的塑性楚志兵等: 不同送进量对皮尔格轧制成形的影响及验证 图 6 不同送进量下不同变形阶段金属流动速度分布曲线 郾 (a) 减径段; (b) 壁厚压下段; (c) 精整段 Fig. 6 Metal flow velocity curves with different feed ranges in different deformation stages: (a) reducing segment; (b) wall thickness reduction seg鄄 ment; (c) finishing segment 图 7 不同送进量下轧制力变化曲线 Fig. 7 Rolling force change curves with different feed ranges 应减径段、壁厚压下段以及精整段不同送进量下的残 余应力分布曲线. 综合轧制过程中孔型不同位置残余 应力数值可以看出,在轧制过程中管材表面残余应力 呈先增大后较小的趋势,当管材处于减径段和壁厚压 下段时,随着送进量增加,孔型脊部和孔型侧壁与轧辊 接触的区域管材外表面残余应力增加较为明显,但是 在孔型开口处及孔型侧壁与轧辊不接触的区域残余应 力增幅不大,当进入精整段以后,管材圆周的残余应力 分布较为均匀,管材圆周不同位置残余应力值相差不 大. 对比分析不同送进量下不同变形阶段的残余应力 分布曲线可以看出,在整个轧制进程中管材表面残余 应力随着送进量的增大而增大,送进量为 10 mm 下的 残余应力与送进量为 8 mm 下的残余应力相差约为 20 MPa,然而当送进量增加为 12 mm 时,残余应力有明 显的增加,增加约为 40 MPa 左右,这也说明了过大的 送进量对于成品管性能有着不利的影响. 2郾 2郾 5 不同周期送进量对尺寸精度的影响 图 9 为不同变形段中三种送进量下的截面半径分 布曲线,图 10 为不同变形段中三种送进量下的截面壁 厚分布曲线,图 9 和图 10 中的点 1 ~ 12 与图 4 中的测 量点一一对应. 通过不同变形阶段的截面半径和壁厚 分布曲线可以看出,在轧制前期钢管在轧辊的作用下 被压扁,其横截面形状呈椭圆形,进入精整段后钢管横 截面接近圆形. 通过对比不同变形阶段管材截面半径 分布曲线可以看出在轧制过程中,管材外径和壁厚随 着送进量的变化而变化,送进量越大管材外径和壁厚 越大,并且随着送进量的增加管材的椭圆度也随之增 加. 由于皮尔格冷轧过程中由轧辊、轧槽及芯棒组成 的孔型曲线是固定不变的,也就是在不同变形阶段各 个位置的孔型直径是固定的,这也说明了当送进量增 大时管材回弹量随之增大. 基于上述结果可以看出过 大的送进量会严重影响成品管材的尺寸精度. 从 图 9(c)中看出当送进量为 10 mm 时管材回弹量与送 进量为8 mm 时的回弹量相差不大,均可以满足管材的 精度要求,而当送进量增加为 12 mm 时,回弹量增幅明 显且超出了实际生产的精度要求,且变化较大. 综上所述,管材等效应力过小不利于金属的塑性 ·751·