专利名称：一种大孔型系列中厚壁毛管顶头的制作方法
技术领域：
本发明涉及钢管生产领域，具体涉及到大孔型系列中厚壁毛管在穿孔时所使用的 顶头。
背景技术：
目前，生产热轧无缝钢管的340机组热轧生产线采用锥形辊穿孔+5机架连轧管+3 机架脱管+12机架定径的生产工艺，管坯穿孔选用锥形辊穿孔机，可穿制高合金钢及管壁 较薄的毛管。顶头是穿孔工序重要的内变形工具，对毛管内表质量和壁厚起重要作用。锥形辊 穿孔机上穿孔使用的顶头如附
图1所示，顶头的外廓由穿孔段1、扩径一段2、扩径二段3、辗 轧段4、归圆段5和反锥段6组成。顶头前端面8采用平头设计，顶头的尾端设有插棒孔7。 顶头穿孔段1的长度Ll较大，使穿孔减壁的过程缓和，减小变形过程中的顶头阻力，降低顶 头的磨损；辗轧段4的长度L4大于一个管坯螺距，使毛管任一截面都在变形区辗轧段轧制 一次以上(有的是两次以上)，保证了毛管的均壁和平整；反锥段6的作用是轧制完成后抽 取顶杆时防止划伤毛管内表面。现有的340机组热轧生产线在生产大孔型系列中厚壁毛管 时，主要存在在以下几个方面的问题(1)钢管内折多；(2)连轧荒管轧凹、拉凹、内划伤、拉丝；(3)钢管端部壁厚尺寸严重超标，造成钢管切头、切尾严重，返切率高。由于存在上述问题，从而容易造成大孔型系列中厚壁毛管不规整、弯曲、椭圆度 大、不利于插棒，影响了钢管内表质量的控制，不能满足成品管对壁厚高精度要求。上述问题一个很大的原因是由于穿孔过程的不稳定性所致，而穿孔过程的不稳定 性关键是原顶头的设计方案已经完全不能满足生产大孔型系列中厚壁毛管的要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种新型的用于340机组热轧 生产线锥形辊穿孔机上管坯穿孔用的顶头。本发明的技术方案是一种大孔型系列中厚壁毛管顶头，顶头的外廓由穿孔段、扩 径段、辗轧段、归圆段和反锥段组成。顶头前端面采用平头设计，顶头的尾端设有插棒孔；顶 头的前端面与穿孔段的连接采用圆弧过渡，圆弧半径为R2，穿孔段外廓的圆弧半径为R3 ； 扩径段和辗轧段为锥体，扩径段的锥度为a2，辗轧段的锥度为al ；反锥段的外廓为一段圆 弧，其圆弧半径为Rl ；归圆段为圆柱体。本发明提供的技术方案相对原有的顶头在顶头总长LD保持不变的情况下做了下 述改进1、取消扩径一段，延长扩径段和辗轧段；2、改变扩径段和辗轧段锥角，使之与轧辊的实际出口锥角更相符；
3、改变归圆段长度；4、改变顶头顶头前端平头直径；5、各锥段直径、反锥段长度及反锥段圆弧半径、穿孔段圆弧半径由上述各参数变 化后自动生成。本发明与现有技术相比具有如下特点1、本发明提供的大孔型系列中厚壁毛管顶头对各段长度及角度进行了改进，保证 了合理的辗轧系数，提高了毛管壁厚精度，保证了成品管的壁厚，提高了毛管的直度，减少 了毛管的椭圆度。2、本发明提供的大孔型系列中厚壁毛管顶头有效的解决了 340机组热轧生产线 在生产大孔型系列中厚壁毛管时存在的问题，该设计适合类似孔型相近规格顶头设计，适 合薄壁毛管质量控制。3、本发明提供的大孔型系列中厚壁毛管顶头适合穿棒，保证内表不划伤，保证了 成品管内表质量，提高了穿孔的稳定性，降低了金属消耗。下表为本发明提供的大孔型系列 中厚壁毛管顶头与原顶头在节约成本，创造效益方面的比较
权利要求
一种大孔型系列中厚壁毛管顶头，其特征是顶头的外廓由穿孔段(10)、扩径段(11)、辗轧段(12)、归圆段(13)和反锥段(14)组成；顶头前端面(9)采用平头设计，顶头的尾端设有插棒孔(15)；顶头的前端面(9)与穿孔段(10)的连接采用圆弧过渡，圆弧半径为R2，穿孔段(10)外廓的圆弧半径为R3；扩径段(11)和辗轧段(12)为锥体，扩径段(11)的锥度为a2，辗轧段(12)的锥度为a1；反锥段(14)的外廓为一段圆弧，其圆弧半径为R1；归圆段(13)为圆柱体。
2.根据权利要求1所述的一种大孔型系列中厚壁毛管顶头，其特征是顶头的总长度L =685mm ；穿孔段(10)的长度Ll = 227mm，前端面(9)的直径D3 = 53. Ilmm,圆弧半径R2 = 12mm,圆弧半径R3 = 563. 79mm ；扩径段(11)的长度L2 = 228mm,小端直径D4 = 175. 18mm, 大端直径D5 = 213. 37mm，锥度a2 = 7. 85° ；辗轧段(12)的长度L3 = 170mm，大端直径Dl =303mm，锥度al = 4. 5° ；归圆段(13)的长度L4 = 30mm ；反锥段(14)的长度L5 = 30mm， 小端直径D2 = 299mm,圆弧半径Rl = 226mm。
3.根据权利要求1所述的一种大孔型系列中厚壁毛管顶头，其特征是顶头的总长度L =685mm ；穿孔段(10)的长度Ll = 238mm，前端面(9)的直径D3 = 56. 36mm,圆弧半径R2 = 14mm,圆弧半径R3 = 587. 73mm ；扩径段(11)的长度L2 = 227_，小端直径D4 = 222. 13mm, 大端直径D5 = 283. 03mm,锥度a2 = 7. 64° ；辗轧段(12)的长度L3 = 165mm,大端直径Dl =309mm，锥度al = 4. 5° ；归圆段(13)的长度L4 = 25mm ；反锥段(14)的长度L5 = 30mm， 小端直径D2 = 299mm,圆弧半径Rl = 92. 5mm。
4.根据权利要求1所述的一种大孔型系列中厚壁毛管顶头，其特征是顶头的总长度 L = 685mm ；穿孔段(10)的长度Ll = 280. 04mm，前端面(9)的直径D3 = 61. 14mm,圆弧半 径R2 = 12mm,圆弧半径R3 = 628mm ；扩径段(11)的长度L2 = 166. 58mm,小端直径D4 = 258mm，大端直径D5 = 297. 14mm，锥度a2 = 6. 7° ；辗轧段(12)的长度L3 = 174mm，大端 直径Dl = 323mm，锥度al =4.25° ；归圆段(13)的长度L4 = 20mm ；反锥段(14)的长度 L5 = 44. 38mm,小端直径 D2 = 299mm,圆弧半径 Rl = 88. 07mm。
5.根据权利要求1所述的一种大孔型系列中厚壁毛管顶头，其特征是顶头的总长度L =685mm ；穿孔段(10)的长度Ll = 245. 64mm，前端面(9)的直径D3 = 40. 8mm,圆弧半径R2 =8mm,圆弧半径R3 = 474. 5mm ；扩径段(11)的长度L2 = 165_，小端直径D4 = 219. 12mm, 大端直径D5 = 257. 71mm，锥度a2 = 6.67° ；辗轧段(12)的长度L3 = 174. 39mm，大端直 径Dl = 287mm，锥度al = 4.8° ；归圆段(13)的长度L4 = 60mm ；反锥段(14)的长度L5 =39. 97mm,小端直径 D2 = 271. 75mm,圆弧半径 Rl = 108. 57mm。
6.根据权利要求1所述的一种大孔型系列中厚壁毛管顶头，其特征是顶头的总长度 L = 685mm ；穿孔段(10)的长度Ll = 229mm,前端面(9)的直径D3 = 52mm,圆弧半径R2 = IOmm,圆弧半径R3 = 508. 39mm ；扩径段(11)的长度L2 = 194mm,小端直径D4 = 175. 18mm, 大端直径D5 = 265. 63mm，锥度a2 = 6. 8° ；辗轧段(12)的长度L3 = 212mm，大端直径Dl =299mm，锥度al = 4. 5° ；归圆段(13)的长度L4 = 37mm ；反锥段(14)的长度L5 = 13mm， 小端直径D2 = 273mm,圆弧半径Rl = 13_。
全文摘要
本发明涉及钢管生产领域，具体涉及到大孔型系列中厚壁毛管在穿孔时所使用的顶头。顶头的外廓由穿孔段、扩径段、辗轧段、归圆段和反锥段组成。顶头前端面采用平头设计，顶头的尾端设有插棒孔；顶头的前端面与穿孔段的连接采用圆弧过渡，圆弧半径为R2，穿孔段外廓的圆弧半径为R3；扩径段和辗轧段为锥体，扩径段的锥度为a2，辗轧段的锥度为a1；反锥段的外廓为一段圆弧，其圆弧半径为R1；归圆段为圆柱体。
文档编号B21B25/00GK101947551SQ20101026031
公开日2011年1月19日 申请日期2010年8月18日 优先权日2010年8月18日
发明者姜海涛, 王芳波, 石明哲, 肖松良 申请人:衡阳华菱钢管有限公司