[发明专利]一种用于无缝钢管高温穿扩孔加工的坯料长度参数修正方法

说明书

一种用于无缝钢管高温穿扩孔加工的坯料长度参数修正方法，主要包括：扩孔机自动要料，坯料输送送达，抓取高温坯料，送达扩孔筒并进入工位，在线检测长度并适时修正参数，穿孔\扩孔加工。本发明利用剪切环座在扩孔筒内待料的工位参数(位置与高度坐标)相对明确的特点，通过坯料扩孔前，在其顶部端面与扩孔筒端面的相应位置关系进行自检，从而保证每一支高温坯料长度参数都能实现在扩孔加工前的实时检测，并适时进行参数修正。本发明从源头上消除了因高温坯料长度偏差及其漏检、误检引发的连锁问题，实用高效，且无需费用投入，易于现场实施，操作维护便捷，降低生产成本与能源消耗，减轻了现场异常工况处置的劳动强度。

技术领域

本发明涉及无缝钢管生产设备，尤其是指一种用于无缝钢管高温穿\扩孔加工的坯料长度参数修正方法。

背景技术

无缝钢管是常见的冶金金属制品。无缝钢管在生产加工过程中，需要经过多个工序才能完成。无缝钢管热挤压生产技术，是近年来应用的无缝钢管生产的工艺方法，是在三向压应力状态下，利用材料在高温下的良好塑性，通过由挤压模内孔和芯棒外圆形成的模孔而挤压成无缝钢管的一种热加工方法，因产能高变形量大、易于一次成型、生产精度高、便于组织连续生产等特点，故已逐步取代传统的热轧穿孔工艺，成为高端无缝钢管生产的主要热态制管方式，尤其适用于高合金材质的高温制管技术。

60MN挤压机和25MN穿/扩孔机，无缝钢管热挤压生产设备，用于高温合金、镍基合金等高端无缝钢管的挤压制管生产。目前常用的无缝钢管热挤压制管采用流水线模式，工序主要包括管坯制备加工(车床、锯床等)、管坯加热(环形炉、感应炉等)、管坯穿/扩孔、坯料除磷、管坯二次加热、挤压制管、成品冷却(冷床)收集等，其中挤压制管和是管坯穿/扩孔整个热挤压制管工艺的核心关键工序。

穿/扩孔工序就是经过高温加热符合技术要求的管坯(圆钢)进行垂直穿孔/扩孔加工，为后续挤压制管提供符合技术要求的高温坯料(扩孔料)。由于产品规格等要素导致需穿/扩孔的高温坯料(圆钢)长度有所不同，即便同一规格的高温坯料(圆钢)因管坯加工等原因也会造成长度略有偏差。而立式穿/扩孔机属于精密冶金加工机械，采用全自动程序控制，需要针对每一支高温坯料(圆钢)的长度进行检测，并及时的修正相关的技术参数，保障穿孔\扩孔作业的质量与产能。一旦对高温坯料(圆钢)长度发生漏检，就会导致后续穿孔\扩孔生产中的异常工况出现：

1)若加工的参数值比实际坯料长，扩孔头就会在扩孔之前远离高温坯料(圆钢)的扩孔端面(两者之间的距离就是参数与实际长度的差值)，此时进行垂直扩孔时就不能准确定位，造成扩孔头圆锥端倾斜，引起扩孔杆弯曲断裂，不仅增加工模具损耗，造成高温坯料报废，甚至引发扩孔筒等设备故障。

2)若加工的参数值比实际坯料短，扩孔头与高温坯料(圆钢)端面处于负间隙(负间隙量就是两者之间的实际差值)工况，此时进行穿孔\扩孔加工就造成墩粗杆在扩孔前猛烈撞击高温坯料，瞬间形成“闷车”，导致整个扩孔杆以及粗墩杆、扩孔头闷死在扩孔筒中，形成滞涨嵌顿，无法正常退出，直接引发设备故障和工模具损伤，且高温坯料(圆钢)报废。

由于对高温坯料(圆钢)实际长度与穿孔\扩孔参数设定的重要性，一定程度上直接影响到整条无缝钢管热挤压主产线的有序运行和产能、质量指标。因此，在穿孔\扩孔加工时设置有长度检测的程序和工步，用以减少高温坯料长度误差引发的连锁问题。

目前，穿/扩孔机的生产工艺流程是：如图1、图2所示，高温坯料从加热炉中输出→辊道输送→中继机械手抓取移送到上料平台→长度参数在线测量→上料平台上表面涂抹固体润滑剂(玻璃外粉)→依靠重力作用滚入上料机械手→上料机械手把高温坯料90度旋转垂直送入扩孔筒→扩孔筒水平位移到加工工位→启动扩孔杆→由上至下垂直进行扩孔加工→扩孔杆回退提升复位→扩孔筒水平位移回到原位→顶杆由下至上顶出高温坯料(扩孔料顶出扩孔筒)→出料机械手抓取高温扩孔料并做90度旋转放置在输送辊道上→辊道输送到感应炉二次加热，供后续热挤压制管加工。在生产实践中对高温坯料长度偏差引发的后果及其处置措施主要有两方面，即：