生产精密钢管管料尺寸的选择

在冷加工管材生产中，管料的尺寸(直径和壁厚)决定着变形道次、成品管尺寸精度和表面质量。在能保证成品管质量的前提下尽可能选用接近成品尺寸的管料。管料的小壁厚应能保证管料和成品管的壁厚差(即总减壁量)能热轧管表面的螺纹道、划道等表面缺陷，改善壁厚不均，以获得尺寸公差和表面质量都符合要求的管材。在冷拔管生产中，冷拔的小总减壁量一般取0.5～1mm。对成品管质量(尺寸精度、表面质量)要求高时也可以将总减壁量取大一些。在可供应条件下，管料的直径一般比成品管的直径大5～20mm。主要是考虑减径量与减壁量的关系，即变形时有一定的减壁量必定有相应的减径量，才能保证顺利实现金属变形。

选择冷轧管料与冷拔的原则基本相同，但在确定管料和中间管尺寸时则要考虑满足冷轧机孔型系统的要求。

道次变形量的选择即确定每个加工道次的变形程度(断面压缩率、延伸系数)、减径量和减壁量。在条件允许时，应选取大的道次变形量，以减少加工道次。选择冷轧管机道次变形量时要考虑轧机主要部件强度、材料塑性、对管材的质量要求等。在实际生产中管材的尺寸精度、表面状态以及工具的寿命等常成为限制道次变形量的因素。为了保证产量和质量，成品道次的变形量应取小一些。在多辊式冷轧管机上道次变形量(特别是减径量)比二辊式冷轧管机的小。

精密钢管冷轧

常规所用的冷轧管机分两种，即二辊式冷轧管机和多辊式(一般为3～4辊式)冷轧管机。

多辊式冷轧管机由原苏联全苏冶金机械科学研究所发明。由于轧辊直径小，轧制力较小，金属与工具间轧制单位压力小，因而轧辊弹性变形小，加上采用了支承辊，轧机刚性高，适用轧制薄壁和特薄壁的精密管，小壁厚为0.03mm(见超薄壁管生产)；缺点是道次变形量小，生产力低。采取双线轧制可提高生产率50％～70％。多辊冷轧管机工作原理如图10所示。轧制时机架连同轧辊做往复运动。当工作机架达到后极限位置(图中1)时，管料借助于专门送料机构向轧制方向送进一个送进量m，然后由于机架向前运动，轧辊也产生转动，且辊颈沿支承板滚动，支承板特殊的形状使孔型半径逐渐减小，管料送进部分得到减径和壁厚压薄。在轧制过程中管料的圆柱形芯棒在轴向方向不发生移动(被专门装置锁紧)。当工作机架到达前极限位置(图中Ⅱ)时轧制结束，并同时将管料旋转一定角度，以使管子横截面各部分均得到加工。之后工作机架反向运动，轧过的一段管材受到进一步精整，并由于使原来相应于孔型开口部分的金属在芯棒上得到展轧。金属横向流动的结果，管子内径增大，使工作锥部分的管材内表面脱离了芯棒，为下一次送进管料创造条件，如此反复直到管料全长被轧完为止。

精密钢管二辊斜轧穿孔坯料的生产

在由两个同向旋转且辊轴交叉倾斜的轧辊、两块导板(或导盘)以及顶头构成的孔型中把实心管坯穿轧成空心毛管的工序(见管坯穿孔)。1884年由德国曼内斯曼(R．＆M．Mannesmann)兄弟发明。他们在锻道圆坯的实践中发现，圆坯在边旋转边压缩的过程中，中心会出现破裂，形成不规则的小孔——孔腔(cav1ty)，由此得到启发，设想用二辊斜轧法来生产无缝管。开始采取无顶头斜轧，获得的管子内孔很小且很粗糙，不能应用，后来改为加顶头斜轧获得了成功。后人又对导向工具、轧辊形状和数量等做了改进，相继出现了带导盘的二辊斜轧穿孔、三辊斜轧穿孔、菌式穿孔机穿孔以及盘式穿孔机穿孔等。

二辊斜轧穿孔机的变形区大致可分为4个区域(见图)。

1区主要作用是为穿孔做准备和顺利地实现一、二次咬入(见斜轧穿孔原理)。由于轧辊入口锥表面有锥度，沿穿孔方向(轴向)前进的管坯逐渐在径向受压缩，被压缩部分的金属一部分向横向(导板方向)流动，使坯料断面由圆形变成椭圆形，而表层金属向轴向延伸，因此在坯料前端会形成一个喇叭口状的凹陷，此凹陷和定心孔一起保证了穿孔时顶头鼻部对准坯料中心，以减小毛管前端的壁厚不均。

Ⅱ区为穿孔区。主要作用是穿孔，即使实心坯变成空心的毛管。该区从金属与顶头相遇开始到与顶头圆锥带始端接触为止，主要是压缩壁厚，被压缩的金属向横向和纵向流动，但横向流动受到导板的限制，所以纵向延伸变形是主要的。在穿孔机上穿孔毛管可有很大的延伸系数， 到5以上，这是斜轧穿孔的特点。

Ⅲ区为展轧区。该区顶头母线和轧辊母线近似平行，主要作用是展轧(均整)管壁，改善管壁的尺寸精度和内外表面质量。

Ⅳ区为转圆区。该区的作用是靠轧辊旋转加工把椭圆形的轧件转圆。该区长度很短，变形属塑性弯曲变形