(3)转动管料和芯棒：滚轧到管件末尾后，在稍大于成品外径的孔型内将管料转动60°〜90°, 芯棒也同时转动，但转角略小，以求磨损均匀。轧件末端滑移至 川川。轧至中间任意位置时，轧 件末端移至nxnx；(4)回程轧制：又称回轧，轧辊从轧件末端向回滚轧。由于进程轧制时轧机有 弹跳，管体沿孔型横向也有宽展，所以转动角度后回程轧制仍有相当的减壁量，约占一个轧制周期 的30%〜40%。回轧时瞬时变形区与进程轧制相同，由减径和减壁区构成。金属流动方向为原流动 方向。

  “3” —压下段：主要变形阶段，同时减径和减壁；“4” —预精整段：最后定壁，主要变形结束；“5” -精整段：定径，同时进一步提升表面上的质量和尺寸精度。

  假设Fo是管料横截面积，那么每个轧制周期管料送进体积为m F。，设Fi是轧件出口横截面积， 按体积不变条件，每个轧制周期延伸总长度

  因为周期式冷轧是依次送进，逐渐轧到成品管尺寸，变形区内任意横剖面总是经过若干轧制周 期后才达到一定的要求尺寸。除上述总变形量外，对于变形区内任意剖面，定义变形瞬间的变形量为“瞬 时变形量”,相对于管料的变形量为“积累变形量”。定义变形区内任意横剖面Fx的瞬时延伸系数等 于与Fx相距Ax的前一截面FAx与Fx之比。可以证明：此两截面间包含的体积等于该轧制周期的送 进体积，即

  综上所述，周期式轧管出口剖面最常也许会出现的工作应力状态分布如图17-6所示。孔型开口 处始终承受拉应力，严重时甚至有可能出现横裂，这是限制冷轧管一次变形率的主要原因。

  轧制时的附加应力轧后必然以残余应力的状态保留下来，无论从正轧或回轧造成的残余应力分 析，只要回轧前旋转60°〜90°,残余应力都能部分互相抵消。如果减小每次变形量，增加加工次 数，就会降低每次产生的残余应力，而且不断互相抵消，促使轧件内残余应力均匀化，利于金属塑

  由于轧件始终向机架进程轧制的运动方向延伸，芯棒接触表面的摩擦力方向总是与回轧时机架 的运动方向相同，对接触表面的金属造成三向附加压应力。

  与一般纵轧孔型一样，周期式冷轧孔型也有一定的开口度，以防止啃伤、轧折等缺陷的发生。 轧制时在孔型开口处形成一定的非接触区，无论正轧或回轧，开口处金属皆受到附加拉应力作用， 槽底部分金属受到附加轴向压应力作用。

  按进程轧制将轧辊孔型展开(图17—2), “1” —空转管料送进部分；“6” —空转回转部分；其 余为变形区，可分为四段变形区：“2” -减径段：对应压缩管料外径直至内表面与芯棒接触为止。 因为冷轧管料一般较薄，减径时壁厚增加，塑性降低，横剖面压扁扩大了芯棒两侧非接触区，变形 均匀性变差，容易轧折，所以减径量越小越好。一般管料内径与芯棒最大直径间的间隙取在管料内 径的3%〜6%以下。壁厚增量

  式中 二bx—金属在计算断面变形程度下的抗拉强度；nw—考虑中间主应力的影响系数，其值为

  1.02~1.08一般取为1.05；S、Sx—管料壁厚和所取计算断面轧件壁厚；Pj、Pdx—主动传动 齿轮节圆半径和计算断面孔槽底部轧辊半径；f――摩擦系数，对钢、铝合金为0.08~0.1;对紫铜、 黄铜及其他有色金属为0.05~0,07色Sj、ASh—进程和回程时管壁绝对压下量，进程时为70%〜80%总压下量，回程时为20%〜30%总压下量。

  如果减少变形量，变形区内金属流动速度会下降，后滑区则相应扩大。变形区内工具给轧件接触表 面的摩擦力方向如图17—4(b)所示。由于变形金属只向机架进程轧制的运动方向流动，则在前滑 区金属承受三向附加压应力，在后滑区承受轴向附加拉应力，其他两向为压应力。

  回程轧制时，金属仍沿进程轧制的方向流动，轧辊作反向旋转，变形区出口剖面内轧辊接触表 面相对轧件的速度如图17-5(a)所示。设仍以与机架运行方向相同的速度为正，由式(17-6) 可得回程轧制时前、后滑区的分布情况和摩擦力方向如图17-5(b)所示，BDDd为后滑区。所 以回程轧制时槽底部分金属在外摩擦力作用下受三向附加压应力，槽缘部分金属受轴向拉应力，其 余两向为压应力。与进程轧制时相反。

  式中Bx――计算断面孔槽宽度；■：Sx――计算断面管料厚度绝对压下量。

  性的提高。但是，变形分散程度的增加又会降低生产率，所以压下段分散系数应按不一样的材料规定 个允许的最低值，以控制产品质量。

  与一般纵轧轧制力计算类似，在轧制过程中，计算断面的金属对轧辊轧制力可用下述方法：

  假设出口垂直剖面金属以Vm流动，与机架运行方向相同的速度为正，则变形区出口垂直剖面上 轧槽各点对接触金属的相对速度Vxd如图17—4(a)所示。接触辊面上任意点相对轧件的速度等于

  Vxd0为前滑区；Vd0为后滑区；Vd=O的各点为中性点，连接中性点构成中性线(b)中的曲线ABC，在ABC以内为后滑区，出口剖面上点A、C所对应的轧辊半径成为轧制半径pz,轧制半径满足

  设管料的外径、内径、壁厚分别以d°、d°，、So表示，相应的成品管尺寸分别以d1、dJ、Si表示，以dX、dJ、SX表示Fx的尺寸，以dAx、dAx、Sax表示FAx的尺寸，则各变形参数可分别表 示如下：

  由式(17—3)可知变形区内任一断面在每一轧制周期中向前移动Ax在变形区不同位置是逐渐 增大的，所以计算任一断面在变形区内承受的加工次数很复杂。不同的送进量、变形程度以及孔 型形状等都会使各断面在变形区内的加工次数发生明显的变化。如果孔型压下段的展开线为抛物线，则任 意断面在变形区内承受的加工次数，即变形分散系数n1可近似按下式计算：

  图17-3是冷轧管机进程轧制时变形区出口垂直剖面轧槽内各点的速度分布。如图所示，轧辊 绕主动齿轮节圆周上一点01旋转，01是瞬时中心，变形区出口垂直剖面上各点的速度：轧辊轴心G,VG=Rj3G；孔型槽底C,Vc=(Rj—Pc)3G；孔槽边缘b,Vb=(Rj-Pb)3G；孔型内任一点x,Vx=(^—Px)3G。Rj为主动齿轮节圆半径，3G为轧辊转速。

  图17-1所示为二辊周期式冷轧管法进程轧制工作简图。轧制过程可分解为以下过程：(1)送 进管料：轧辊位于进程轧制的起始位置，也称起点I,管料送进m量值，1移至I111,轧制锥前 端由nn移至nl,管体内壁与芯棒间形成间隙△；⑵ 进程轧制：轧辊向前滚轧，轧件随着向 前滑动，轧辊前部的间隙随之扩大。变形区由两部分所组成：瞬时减径区和瞬时减壁区，分别对应中 心角bp、0。，分别定义为减径角和减壁角。两者之和为咬入角Bz,整个变形区定义为瞬时变形区；

  从生产率来看，n1愈小愈好，但过小会加大每个周期变形量，易在成品管上于孔型开口处出现 横裂等缺陷。为此，轧制不一样的材料的管材时对应不同的最小变形分散系数，常见值见表17-1。

  冷轧管变形区内各部分金属的应力状态很复杂，而且还会随着轧制条件的变化而变化，它主 要与外摩擦、变形的均匀性以及轧制制度等有关。