專利名稱：一種雙圓弧形斜軋擴徑頂頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種特大口徑無縫鋼管斜軋擴徑用的雙圓弧形頂頭，屬于鋼管生產(chǎn)領域
背景技術：
斜軋擴徑的特點是采用空心坯經(jīng)擴徑后變成特大口徑鋼管，其擴徑率高達75%， 徑壁比D/S可達82，延伸系數(shù)維持在1左右。實現(xiàn)大口徑無縫鋼管軋制的關鍵是頂頭設計。 對頂頭的設計，不僅要滿足變形工藝要求，而且要使變形區(qū)沿頂頭均勻分配，進而有利于頂頭磨損均勻，減少頂頭磨損，實現(xiàn)穩(wěn)定軋制?，F(xiàn)有的斜軋擴徑機頂頭，如圖2所示，其主要有圓弧段穿孔錐6與直線段輾軋錐7兩段構成，圓弧段穿孔錐的主要作用為進行小的減壁并對穿孔錐形成的較大壁厚偏差進行均整。上述已有的頂頭，只有一個圓弧段，其擴徑率無法達到75%，因此已有的頂頭無法實現(xiàn)大口徑無縫鋼管的軋制。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種特大口徑無縫鋼管斜軋擴徑用的雙圓弧形頂頭， 滿足擴徑率達75%或者更高的斜軋擴徑生產(chǎn)要求，即要獲得大而穩(wěn)定的鋼管外徑，同時斜軋擴徑機的電流符合也在設備允許的范圍以內。為達到上述目的，本實用新型的技術方案頂頭由咬入段、擴徑減壁段、平整段和歸圓段組成，其中擴徑減壁段分第一擴徑減壁段和第二擴徑減壁段兩個擴徑減壁段組成， 即由兩段平滑過渡(相切)的圓弧構成。確定第一擴徑減壁段圓弧的半徑R1和第二擴徑減壁段圓弧的半徑R2是頂頭設計的關鍵。由圖1看出，頂頭的擴徑減壁段由弧段Rbc與弧段Rm兩個弧段組成。弧段Rrc與弧段Rm在C點處相切，第二擴徑減壁弧段Rm在D點與平整段相切。設第一擴徑減壁段圓弧的圓心為O2、第二擴徑減壁段圓弧的圓心為O1,因兩個弧段在C點處相切，故02、Op C三點共線，兩個圓弧半徑和圓心位置需聯(lián)立6個方程求解，R1Z^R2的比值范圍為0. 3 0. 6。整個擴徑減壁段的形狀曲線呈近似雙曲線形狀，第一擴徑減壁段和第二擴徑減壁段幾乎完成全部減壁變形，為滿足斜軋擴徑的減壁量要求，在擴徑減壁第一階段(B1C1段) 應該完成總減壁量的50 70% ；第一擴徑減壁段和第二擴徑減壁段基本上承擔著相同的相對減壁量，相對減壁量沿頂頭第一擴徑減壁段和第二擴徑減壁段的分布基本上也是均衡的，有利于頂頭磨損均勻，減少頂頭消耗與更換次數(shù)。平整段僅起均壁的作用。在出口錐側，斜軋擴徑軋輥輥面孔徑點到軋制線的距離沿變形區(qū)方向呈線性變化規(guī)律，故頂頭的平整段到軋制線的距離也呈線性變化規(guī)律才能使頂頭平整段起到均勻壁厚的作用。正確選擇平整段的錐角是保證鋼管壁厚精度的基礎，以確保此區(qū)段中各變形區(qū)截面上軋輥輥面與頂頭之間的間隙接近或相等。本實用新型發(fā)明設計的頂頭平整段錐角為11 15°。因此，頂頭平整段的正確設計減輕了鋼管的螺旋壁厚不均問題。[0008]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的主要優(yōu)點頂頭的擴徑減壁段由第一擴徑減壁段和第二擴徑減壁段組成，兩個擴徑減壁段基本承擔相同的相對減壁量，且相對減壁量的分布基本上也是均衡的，有利于頂頭磨損均勻，減少頂頭消耗與更換次數(shù)。另外，頂頭平整段的正確設計也減輕了鋼管的螺旋壁厚不均問題。

圖1為本實用新型的結構示意圖。圖2現(xiàn)有技術的頂頭結構示意圖。圖中1-咬入段；2-第一擴徑減壁段；3-第二擴徑減壁段；4-平整段；5-歸圓段； 6-穿孔錐；7-輾軋錐。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步描述。如附圖1所示， 擴徑頂頭主要由咬入段1、第一擴徑減壁段2、第二擴徑減壁段3、平整段4和歸圓段5五段構成，頂頭的擴徑減壁段由弧段RBe與弧段Rm兩個弧段組成?；《蜶Be與弧段Rm在C點處相切，第二擴徑減壁弧段Rm在D點與平整段相切。設第一擴徑減壁段圓弧的圓心為O2、第二擴徑減壁段圓弧的圓心為O1，兩個弧段在C點處相切，02、O1^C三點共線，R1A2的比值范圍為0. 3 0. 6。整個擴徑減壁段的形狀曲線呈近似雙曲線形狀，兩個擴徑減壁段基本承擔相同的相對減壁量，且相對減壁量的分布基本上也是均衡的。頂頭平整段的錐角α為11 15°。以母管Φ461. 57mm擴徑至Φ670Χ 12. 25mm的鋼管為例，計算得出的α =14.90°， Rl = 21429. 9mm, R2 = 47439. 89mm, Hl = 20393. 7mm, H2 = 45427. 7mm, Ll = 5961. 60mm, L2 = 13016. 15mm。因此，通過本實用新型發(fā)明可以實現(xiàn)特大口徑無縫鋼管斜軋擴徑的穩(wěn)定生產(chǎn)。
權利要求1.一種雙圓弧形斜軋擴徑頂頭，其特征在于頂頭由咬入段(1)、擴徑減壁段、平整段 (4)和歸圓段(5)組成，擴徑減壁段由第一擴徑減壁段(2)和第二擴徑減壁段(3)構成，兩個擴徑減壁段圓弧平滑過渡。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙圓弧形斜軋擴徑頂頭，其特征在于所述兩個擴徑減壁段圓弧的交點與其圓心三點共線，兩個圓弧半徑和圓心位置需聯(lián)立6個方程求解，第一擴徑減壁段圓弧半徑R1與第二擴徑減壁段圓弧半徑R2的比值范圍為0. 3 0. 6。
3.根據(jù)權利要求1所述的雙圓弧形斜軋擴徑頂頭，其特征在于所述整個擴徑減壁段的形狀曲線呈近似雙曲線形狀，兩個擴徑減壁段基本承擔相同的相對減壁量，且相對減壁量的分布基本上也是均衡的。
4.根據(jù)權利要求1所述的雙圓弧形斜軋擴徑頂頭，其特征在于平整段的錐角α為 11 15°。
專利摘要雙圓弧形斜軋擴徑頂頭，由咬入段(1)、擴徑減壁段、平整段(4)和歸圓段(5)組成，擴徑減壁段由第一擴徑減壁段(2)和第二擴徑減壁段(3)構成，兩個擴徑減壁段圓弧平滑過渡。兩個擴徑減壁段圓弧的交點與其圓心三點共線，第一擴徑減壁段圓弧半徑R1與第二擴徑減壁段圓弧半徑R2的比值范圍為0.3～0.6。整個擴徑減壁段的形狀曲線呈近似雙曲線形狀，兩個擴徑減壁段基本承擔相同的相對減壁量，且相對減壁量的分布基本上也是均衡的。平整段的錐角α為11～15°。本實用新型有利于頂頭磨損均勻，減少頂頭消耗與更換次數(shù)，頂頭平整段的正確設計也減輕了鋼管的螺旋壁厚不均問題，從而實現(xiàn)大口徑無縫鋼管的軋制。
文檔編號B21B25/00GK202070552SQ201120158130
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權日2011年5月18日
發(fā)明者張艷紅, 朱景清, 李亞欣, 趙金鋒, 黃秋群 申請人:北京科大中冶技術發(fā)展有限公司