锥形辊穿孔机的工作原理和特点
锥形辊（菌式）穿孔机在穿孔中可使轧辊的表面速度和金属在穿孔过程中增加的流动速度相一致，减少作用在毛管上的剪切应力，降低能耗，使毛管表面光洁、壁厚均匀。

其工作原理如图1所示。

两轧辊的轴线既倾斜又交叉，以便能够通过较大的喂入角β和辗轧角γ实现穿孔。

轧辊成圆锥形、双支撑。

轧辊的圆周速度沿着出口方向有规律地提高，并与穿孔毛管的运动速度相匹配，轧辊对毛坯有拉伸或阻碍作用。

由此使斜轧穿孔中的回转锻造效应、表面扭曲变形及圆周剪切变形都受到一定程度的抑制，使毛管内、外表扭曲变形及圆周剪切变形都受到一定程度的抑制，使毛管内、外表面缺陷大为减少。

其导卫装置可采用导板，比较先进的采用主动大导盘。

图1
锥形辊穿孔机的特点如下：
(1）回转锻造效应受到抑制。

为了使轧辊的布置适合于穿孔过程的进行，除了喂入角β，又设置了辗轧角γ，轧辊成锥状、双支撑。

实验
结果表明，管坯和毛管的力学性能、伸长率和断面压缩率在很大程度上取决于轧辊的辗轧角和喂入角的大小。

β和γ值越大，伸长率和压缩率也越大。

金属显微镜观察表明，回转锻造效应受到明显的抑制，孔腔缺陆几乎见不到。

与此相反，以较小的喂人角和辗轧角进行穿孔时，回转锻造效应非常明显，孔腔缺陷清楚可见。

(2）金属流动合理。

在辗轧角和喂入角变化的情况下进行穿孔实验，观察喂入角β和辗轧角γ对圆周剪切变形的影响。

圆周剪切变形可用下式表达：
实验中明显看出，喂入角β对圆周剪切变形有很大影响。

当β成比例增大时，γrQ值明显下降；同样，辗轧角γ增大时，γrQ也明显下降。

特别明显的是：当γ=15°、β≥14°或者γ=20°、β≥10°时，圆周剪切变形完全消失，即γrQ=O。

轧辊辗轧角和喂入角对表面扭曲变形的影响也很明显，特别是当辗轧率较高时，金属流动不产生表面扭曲而引起剪切变形。

在大辗轧角和大喂人角条件下进行穿孔，周向剪切变形和表面扭曲变形受到严格控制，甚至为零，使金属流动速度基本相同。

(3）适于连铸坯的穿孔。

连铸坯铸造组织比较疏松，实验证明，当采用大交叉角和大喂入角对连铸坯进行穿孔时，伴随着剪切力的释放，能够避免中心疏松的增大而导致微孔腔形成的缺陆。

当γ+β≥25°
时，毛管质量非常好。

(4）适合于不锈钢、高合金钢穿孔。

铌奥氏体基不锈钢是公认的热加工性低的不锈钢。

高合金钢和超合金钢，采用传统的斜轧穿孔方法，在空心毛管内表面常常出现微裂纹缺陷，严重的微裂纹扩展到表面造成管壁开裂。

实验证明，大交叉角、喂入角的锥形辊穿孔机能适应上述材质穿孔而不至于出现内孔裂纹缺陆，但要特别注意选择合适的穿孔温度。

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2017-9-12。