螺纹孔型成型设备及工艺
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从金属塑性变形的角度分析，螺纹管斜轧时，其金属变形可分为三个阶段： 1. 用带螺纹轧辊的咬入段咬入坯料； 2. 进入成形段孔型内，在轧辊，导板与芯棒的作用下，使坯料成形； 3．成形后进入孔型精整段，精整、轧准轧件的形状和尺寸，并消除在成型段 的各种轧制缺陷，使之达到设计要求，如为切断轧制，此段孔型还需有进一 步切离轧件和精整断面的作用。
LOGOБайду номын сангаас
螺旋孔型轧制的产品种类
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翅片管
翅片管，是为了提高换 热效率，通常在换热管 的表面通过加翅片，增 大换热管的外表面积（ 或内表面积），从而达 到提高换热效率的目的 ，这样一种换热管。
主要生产方式： 1、套装翅片 2、镶嵌式螺旋翅片 3、钎焊螺旋翅片管 4、高频焊螺旋翅片 5、三辊斜轧整体型螺旋翅片管
❖ 剪径时，如何有效控制前后滑，避免对外螺纹管 表面形状的影响？
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两棍轧机与三辊轧机区别
❖ 三辊轧机 三辊斜轧由于变形段比较短，相邻断面的金
属分子力所提供牵制效果特别好，三辊轧机又因 为有碾轧角，加强了金属的纵向流动，所以轧制 过程比较稳定，轧制力小，产品质量好，但是由 于三辊斜轧的理论研究并不多，大多是从二辊轧 机推得或引申，而且轧机参数调整难度较高。三 辊轧机的前后台一般都有升降辊道或夹送辊，以 及受料台和输送辊道，可以加工长度较长的丝杆 和蜗杆等工件，轧制精度很高。
螺纹孔型成型 设备与工艺
Contents
1
引言
2
斜轧原理及设备介绍
3
外螺纹管成型原理及设备
4
减径轧制螺纹管成形
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引言
❖ 螺旋孔型轧制是斜轧技术之一，基本方法是将 斜轧机的轧辊加工出螺旋状的沟槽或者突起， 起断面可以是半圆形、梯形或者其他形状，从 而使变形区形成螺旋状的孔型。在轧制过程中， 轧辊使轧件螺旋前进，金属逐渐充满孔型，从 而得到所需要的轧件。
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二、旋转条件关系式 LOGO
减径轧制螺纹管成形
前面提到，在螺纹管的斜轧过程中，轧件是一边成形，一边成螺旋式前进。不管是 在冷态还是热态下，成形原理和特点都是不会变的。但是，一般螺纹成形时，基本都 是等径轧制，即是有减径量，也非常的小。但是有时原料不一定跟成品规格相一致， 这就要求在一个轧辊上对穿孔后的毛管进行大幅度减径并轧制出螺纹。如果大幅度减 径后再接着轧制螺纹，那么其中将建立连轧关系，成形的过程将变得更加复杂。
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轧制产品特点
1
随着轧辊的旋转，轧制 件短时成型，生产效率 大幅提高。与铸造、 锻造及切削加工相比， 生产效率平均提高5一 20倍;
2
材料利用率显著提高， 斜轧成型产品的材料利 用率一般不低于 80%，而对于几何外形 精度没有特殊要求的产 品，可以达到无切削的 程 度;.
3
产品力学性能优良，主 要是由于金属纤维流线 沿产品轴线保持连 续以及轧后晶粒细化所 致;
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锚杆
锚杆，普遍应用于矿山 、隧道、坝体等，锚杆 位于岩土体内与岩土体 形成一个新的复合体。 这个复合体中的锚杆是 解决围岩体的抗拉能力 低的缺点。从而使得岩 土体自身的承载能力大 大加强。。
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丝杠
丝杆是将回转运动转化 为直线运动，或将直线 运动转化为回转运动的 理想的产品。由于具有 很小的摩擦阻力，被广 泛应用于各种工业设备 和精密仪器。
二次咬入：
咬入和成形段是大幅度减径段，精整段是轧制螺纹成形，管坯在大幅 减径开始自然咬入，称为一次咬入
当减径完成后，开始轧制螺纹时，必然受到来自螺纹凸棱的轴向阻力 ，当一次咬入积累足够的曳入力时，克服阻力，轧制才能得以顺 利进行，称为二次咬入。
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减径轧制螺纹管有限元分析
坯料被咬入时，等效应力的最大值发生在坯料与轧辊接触的边缘部分，应力分布的 趋势是从外表面到内表面增大。
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在集中减径段，应力变化趋势和咬入段一致
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在螺纹的成型段，等效应力最大值在坯料与轧辊凸棱接触部位，此时发生塑性变 形不再是发生在整个金属的外表面。 于集中减径的时候伴随增壁的作用，增壁发生在集中减径结束之后，螺纹成型段
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等效应力最大值在坯料上呈螺旋状，且仅发生在前两道 螺纹与轧辊凸棱接触的地方
4 制轧时无噪音，工人劳动条件好。
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斜轧原理及设备介绍
斜轧原理： 如图下图所示，斜轧成型的特点可以概括为: (l)轧辊的轴心线之间交叉一个不大的角度，其旋转方向相同; (2)轧件在轧辊的交叉中心线上做旋转前进运动，进出料靠轧辊自动 完成。
螺旋孔型斜轧即在轧辊的外表面上带有变高度的辊齿型槽，在它的作用下轧制 出在长度方向上变断面的回转体产品。
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应变图
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轧制影响参数
❖ 辊型曲线参数（辊型咬入段锥角、送进角） ❖ 咬入段长度 ❖ 减径、压下量 ❖ 电机转速 ❖ ·······
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不同工艺参数的产品
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成材率高
螺纹管斜轧
生产效率高 的工艺特点
产品质量优异
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结语问题 ❖ 目前大多外螺纹管轧制原料用无缝钢管，能否设 计成用圆棒作为坯料，实现穿孔、剪径、加螺纹 同时实现的轧制过程？
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外螺纹管轧制
1
外螺纹轧制过程 示意图
❖ 螺纹螺距-P、 ❖ 螺牙高度-T、 ❖ 螺牙圆弧半径-R、 ❖ 轧件成形1角❖ 牙形斜角刀2 -
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轧制过程示意图
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轧制条件
❖ 螺旋孔型斜轧时轧件被旋转着的轧辊咬入，轧件一 边被径向和轴向压缩，一边呈螺旋式前进，直到轧 出合格的产品。
一、斜轧的轧件咬入关系式
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两棍轧机与三辊轧机区别
❖ 两棍轧机 在轧制过程中，当管壁减薄时，轧辊更容易
促使圆周方向金属流动，而不是促使金属纵向流 动，因此不可避免的产生金属的交变弯曲，容易 产生内表面缺陷，轧制力过大时，还容易引起管 件轴向开裂，当需要减壁时，二辊轧机大部分变 形靠芯棒产生，而芯棒对减壁并不起多大作用， 因此这种轧机变形能力较差，延伸系数小，但是 其扩径作用明显。
从金属塑性变形的角度分析，螺纹管斜轧时，其金属变形可分为三个阶段： 1. 用带螺纹轧辊的咬入段咬入坯料； 2. 进入成形段孔型内，在轧辊，导板与芯棒的作用下，使坯料成形； 3．成形后进入孔型精整段，精整、轧准轧件的形状和尺寸，并消除在成型段 的各种轧制缺陷，使之达到设计要求，如为切断轧制，此段孔型还需有进一 步切离轧件和精整断面的作用。
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螺旋孔型轧制的产品种类
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翅片管
翅片管，是为了提高换 热效率，通常在换热管 的表面通过加翅片，增 大换热管的外表面积（ 或内表面积），从而达 到提高换热效率的目的 ，这样一种换热管。
主要生产方式： 1、套装翅片 2、镶嵌式螺旋翅片 3、钎焊螺旋翅片管 4、高频焊螺旋翅片 5、三辊斜轧整体型螺旋翅片管
❖ 剪径时，如何有效控制前后滑，避免对外螺纹管 表面形状的影响？
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两棍轧机与三辊轧机区别
❖ 三辊轧机 三辊斜轧由于变形段比较短，相邻断面的金
属分子力所提供牵制效果特别好，三辊轧机又因 为有碾轧角，加强了金属的纵向流动，所以轧制 过程比较稳定，轧制力小，产品质量好，但是由 于三辊斜轧的理论研究并不多，大多是从二辊轧 机推得或引申，而且轧机参数调整难度较高。三 辊轧机的前后台一般都有升降辊道或夹送辊，以 及受料台和输送辊道，可以加工长度较长的丝杆 和蜗杆等工件，轧制精度很高。
螺纹孔型成型 设备与工艺
Contents
1
引言
2
斜轧原理及设备介绍
3
外螺纹管成型原理及设备
4
减径轧制螺纹管成形
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引言
❖ 螺旋孔型轧制是斜轧技术之一，基本方法是将 斜轧机的轧辊加工出螺旋状的沟槽或者突起， 起断面可以是半圆形、梯形或者其他形状，从 而使变形区形成螺旋状的孔型。在轧制过程中， 轧辊使轧件螺旋前进，金属逐渐充满孔型，从 而得到所需要的轧件。
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二、旋转条件关系式 LOGO
减径轧制螺纹管成形
前面提到，在螺纹管的斜轧过程中，轧件是一边成形，一边成螺旋式前进。不管是 在冷态还是热态下，成形原理和特点都是不会变的。但是，一般螺纹成形时，基本都 是等径轧制，即是有减径量，也非常的小。但是有时原料不一定跟成品规格相一致， 这就要求在一个轧辊上对穿孔后的毛管进行大幅度减径并轧制出螺纹。如果大幅度减 径后再接着轧制螺纹，那么其中将建立连轧关系，成形的过程将变得更加复杂。
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轧制产品特点
1
随着轧辊的旋转，轧制 件短时成型，生产效率 大幅提高。与铸造、 锻造及切削加工相比， 生产效率平均提高5一 20倍;
2
材料利用率显著提高， 斜轧成型产品的材料利 用率一般不低于 80%，而对于几何外形 精度没有特殊要求的产 品，可以达到无切削的 程 度;.
3
产品力学性能优良，主 要是由于金属纤维流线 沿产品轴线保持连 续以及轧后晶粒细化所 致;
LOGO
锚杆
锚杆，普遍应用于矿山 、隧道、坝体等，锚杆 位于岩土体内与岩土体 形成一个新的复合体。 这个复合体中的锚杆是 解决围岩体的抗拉能力 低的缺点。从而使得岩 土体自身的承载能力大 大加强。。
LOGO
丝杠
丝杆是将回转运动转化 为直线运动，或将直线 运动转化为回转运动的 理想的产品。由于具有 很小的摩擦阻力，被广 泛应用于各种工业设备 和精密仪器。
二次咬入：
咬入和成形段是大幅度减径段，精整段是轧制螺纹成形，管坯在大幅 减径开始自然咬入，称为一次咬入
当减径完成后，开始轧制螺纹时，必然受到来自螺纹凸棱的轴向阻力 ，当一次咬入积累足够的曳入力时，克服阻力，轧制才能得以顺 利进行，称为二次咬入。
LOGO
减径轧制螺纹管有限元分析
坯料被咬入时，等效应力的最大值发生在坯料与轧辊接触的边缘部分，应力分布的 趋势是从外表面到内表面增大。
LOGO
在集中减径段，应力变化趋势和咬入段一致
LOGO
在螺纹的成型段，等效应力最大值在坯料与轧辊凸棱接触部位，此时发生塑性变 形不再是发生在整个金属的外表面。 于集中减径的时候伴随增壁的作用，增壁发生在集中减径结束之后，螺纹成型段
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等效应力最大值在坯料上呈螺旋状，且仅发生在前两道 螺纹与轧辊凸棱接触的地方
4 制轧时无噪音，工人劳动条件好。
LOGO
斜轧原理及设备介绍
斜轧原理： 如图下图所示，斜轧成型的特点可以概括为: (l)轧辊的轴心线之间交叉一个不大的角度，其旋转方向相同; (2)轧件在轧辊的交叉中心线上做旋转前进运动，进出料靠轧辊自动 完成。
螺旋孔型斜轧即在轧辊的外表面上带有变高度的辊齿型槽，在它的作用下轧制 出在长度方向上变断面的回转体产品。
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应变图
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轧制影响参数
❖ 辊型曲线参数（辊型咬入段锥角、送进角） ❖ 咬入段长度 ❖ 减径、压下量 ❖ 电机转速 ❖ ·······
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不同工艺参数的产品
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成材率高
螺纹管斜轧
生产效率高 的工艺特点
产品质量优异
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结语问题 ❖ 目前大多外螺纹管轧制原料用无缝钢管，能否设 计成用圆棒作为坯料，实现穿孔、剪径、加螺纹 同时实现的轧制过程？
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外螺纹管轧制
1
外螺纹轧制过程 示意图
❖ 螺纹螺距-P、 ❖ 螺牙高度-T、 ❖ 螺牙圆弧半径-R、 ❖ 轧件成形1角❖ 牙形斜角刀2 -
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轧制过程示意图
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轧制条件
❖ 螺旋孔型斜轧时轧件被旋转着的轧辊咬入，轧件一 边被径向和轴向压缩，一边呈螺旋式前进，直到轧 出合格的产品。
一、斜轧的轧件咬入关系式
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两棍轧机与三辊轧机区别
❖ 两棍轧机 在轧制过程中，当管壁减薄时，轧辊更容易
促使圆周方向金属流动，而不是促使金属纵向流 动，因此不可避免的产生金属的交变弯曲，容易 产生内表面缺陷，轧制力过大时，还容易引起管 件轴向开裂，当需要减壁时，二辊轧机大部分变 形靠芯棒产生，而芯棒对减壁并不起多大作用， 因此这种轧机变形能力较差，延伸系数小，但是 其扩径作用明显。