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簡(jiǎn)要介紹了現(xiàn)有冷拔機(jī)冷拔內(nèi)螺紋管時(shí)的缺陷，重點(diǎn)介紹了在內(nèi)螺紋不銹鋼管冷拔機(jī)上提供一種新型的芯棒夾持裝置的內(nèi)螺紋傳動(dòng)系統(tǒng)，可使不銹鋼管的內(nèi)螺紋成型完善，提高內(nèi)螺紋管的成材率，并且使內(nèi)模、芯棒的使用壽命大幅度延長(zhǎng)。

內(nèi)螺紋管是一種內(nèi)表面有螺旋槽的管材，它可以在鍋爐設(shè)備運(yùn)行中有效降低管壁的溫度，提高傳熱效率，是目前高壓鍋爐管廣泛使用的一種管材以及作為空調(diào)器的水冷壁管或冷凝管，且需求量逐年增加。

在采用冷拔內(nèi)螺紋管成型過程中，管料不僅有直徑和壁厚的變化，而且還有內(nèi)螺紋的生成，因此變形區(qū)內(nèi)金屬的流動(dòng)十分復(fù)雜。合理的設(shè)計(jì)拉拔模具和工藝參數(shù)，需要掌握拔管變形區(qū)內(nèi)金屬的流動(dòng)規(guī)律，理想的芯棒螺紋溝槽設(shè)計(jì)，應(yīng)該使其滿足拉拔管材時(shí)金屬的流動(dòng)規(guī)律。但是，對(duì)拔管成型過程的分析，在理論上屬于彈塑性大變形問題，并且伴隨有材料非線性，而且會(huì)因?yàn)榻佑|狀態(tài)變化帶來接觸非線性，使得進(jìn)行理論分析十分困難。

拉拔小管徑內(nèi)螺紋管時(shí)往往達(dá)不到需要的螺旋角，特別是在管頭和管尾距離合格管差距很大，這樣就降低了成材率，使之在同行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)中失去優(yōu)勢(shì)。螺旋升角越大越有利，螺旋升角越大，越有利于鋼管內(nèi)蒸汽的紊流作用，傳熱效率越高。但隨著螺旋升角的增大，拔制力相應(yīng)增大，可能使芯棒拉斷，并且更換芯棒的次數(shù)增加。圖1所示為現(xiàn)有的芯棒夾持裝置。本文將介紹內(nèi)螺紋不銹鋼管冷拔機(jī)芯棒夾持裝置的改進(jìn)情況。

1拔制原理

帶芯棒冷拔是內(nèi)螺紋管生產(chǎn)最常用的方法之一，拔制過程中，由于內(nèi)模上存在螺紋溝槽，溝槽的前沿側(cè)邊將承受與之接觸的管料內(nèi)壁凸肋前沿側(cè)邊的擠壓，在溝槽受力側(cè)的法向上產(chǎn)生擠壓力，此力的切向分布力將驅(qū)動(dòng)內(nèi)模和連接桿旋轉(zhuǎn)，如圖2所示。只有當(dāng)內(nèi)模螺紋溝槽的螺紋升角大于一定數(shù)值時(shí)，溝槽受力側(cè)邊所受的切向分力才足以克服內(nèi)模和連接桿所受的旋轉(zhuǎn)阻力而使其發(fā)生旋轉(zhuǎn)，形成管內(nèi)壁螺紋形狀，如圖3所示。

2改進(jìn)措施

在內(nèi)螺紋不銹鋼管冷拔機(jī)上提供一種新型的芯棒夾持裝置的內(nèi)螺紋傳動(dòng)系統(tǒng)（圖4），可使不銹鋼管的內(nèi)螺紋成型完善，提高內(nèi)螺紋管的成材率，并且使內(nèi)模、芯棒的使用壽命大幅度延長(zhǎng)。新型芯棒夾持器主要由旋轉(zhuǎn)軸、球軸承、聯(lián)軸器、軸套和電機(jī)等組成。在旋轉(zhuǎn)軸末端加一個(gè)液壓電機(jī)，使原來被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生主動(dòng)旋轉(zhuǎn)的力，使芯棒帶動(dòng)內(nèi)模受到電機(jī)作用進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向與內(nèi)模芯棒旋轉(zhuǎn)方向相同。

在拉拔過程中管料產(chǎn)生的凸筋形狀可發(fā)生畸變，造成產(chǎn)量損失，施加主動(dòng)扭矩的方法減小畸變。這是因?yàn)樵诶�拔的過程中，如果使內(nèi)模凹槽側(cè)壁（有擠壓作用的一側(cè)）有遠(yuǎn)離該側(cè)凸筋側(cè)壁的趨勢(shì)，則切向相對(duì)滑動(dòng)量將有所減小。造成內(nèi)螺旋凸筋形狀畸變的原因是芯棒轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力矩過大，而阻力矩主要來自內(nèi)模和管料的接觸摩擦阻力。

所以為了生產(chǎn)出合格的內(nèi)螺紋管，提高成材率，對(duì)拉拔芯棒夾持裝置作了改進(jìn)，如圖5所示，可以使拉拔后的螺紋管管內(nèi)螺紋凸筋更易形成，其畸變減小，主動(dòng)旋轉(zhuǎn)的芯棒倒錐角形成增大，使管材塑韌性強(qiáng)度增強(qiáng)：并且使內(nèi)模、芯棒的被動(dòng)扭轉(zhuǎn)力減小，內(nèi)模、芯棒的使用壽命延長(zhǎng)。

3生產(chǎn)實(shí)踐確定的工藝參數(shù)

此種新型打頭機(jī)投入生產(chǎn)線使用后，通過不斷試驗(yàn)和改進(jìn)，最終確立了其合理的工藝參數(shù)范圍。

（1）鍛打頻次。該打頭機(jī)的鍛打頻率可以達(dá)到560次/min。

（2）軸向進(jìn)給速度。軸向進(jìn)給速度直接影響管件的徑向壓下量，速度過小，生產(chǎn)效率低；速度過大，容易造成變形不均勻，表面質(zhì)量不好。熱鍛時(shí)取2~-3m/min，冷鍛時(shí)取0.06~0.20m/min。提高軸向進(jìn)給速度，則相應(yīng)提高鍛件轉(zhuǎn)速。

（3）夾頭轉(zhuǎn)速。徑向鍛造時(shí)，不銹鋼管件隨著夾頭旋轉(zhuǎn)。管件轉(zhuǎn)速即夾頭轉(zhuǎn)速。錘頭每打擊一次，管件轉(zhuǎn)過一個(gè)角度。既可以控制管件做周期性擺動(dòng)，也可以控制其做周期性旋轉(zhuǎn)，這樣可以保證模具間隙部分的管件也能得到鍛打。轉(zhuǎn)速越高，管件外表面越光滑；轉(zhuǎn)速過高，鍛打過程中可能將管件扭彎。試驗(yàn)證明，一般將轉(zhuǎn)速控制在每分鐘幾十轉(zhuǎn)，即可保證管件表面光滑又不致于將管件扭彎。

（4）鍛造溫度。由于錘擊頻率高，錘頭和管件接觸時(shí)間短，所以錘頭帶走的熱量損失少，而打頭過程中由于熱效應(yīng)會(huì)使不銹鋼管件升溫。實(shí)踐證明，鍛造后管件的溫度會(huì)稍有升高，在制定鍛造工藝時(shí)，可適當(dāng)降低鍛造的初始溫度。

4結(jié)語

開發(fā)的新型打頭機(jī)，利用徑向鍛造的原理設(shè)計(jì)而成。經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐，證明這種新型打頭機(jī)能夠很好地應(yīng)用于冷拔鋼管打頭上；打出的鋼管頭部圓整，能夠順利通過拔模，并滿足拉拔要求；打頭速度快，效率高。因此，此種新型打頭機(jī)在今后的冷拔管生產(chǎn)中必將得到大力推廣應(yīng)用。