斜軋

斜軋方法已經在無縫鋼管的生產過程中得到廣泛應用，它除了應用在穿孔這個主要工序之外，還應用在軋管、均整、定徑、延伸、擴徑和旋壓等基本工序中。斜軋與縱軋和橫軋不同之處主要表現在金屬的流動性上。縱軋時金屬流動的主要方向與軋輥表面的運動方向相同，橫軋時金屬流動的主要方向與軋輥表面的運動方向相同，斜軋則處與縱軋與橫軋之間，變形金屬的流動方向與變形工具軋輥的運動方向成一角度，金屬除了前進運動外，還有繞本身軸線的轉動，作的是螺旋前進運動。生產中所用的斜軋機有二輥和三輥兩種系統 ^[1]  。

當今無縫鋼管生產中穿孔工藝更加合理，穿孔過程實現了自動化，斜軋穿孔整個過程可以分為3 個階段：

1.不穩定過程。管坯前端金屬逐漸充滿變形區階段，即管坯同軋輥開始接觸到前端金屬出變形區，這個階段存在一次咬入和二次咬入。

2.穩定過程。這是穿孔過程主要階段，從管坯前端金屬充滿變形區到管坯尾端金屬開始離開變形區為止。

3.不穩定過程。為管坯尾端金屬逐漸離開變形區到金屬全部離開軋輥為止。

穩定過程和不穩定過程有着明顯的差別，這在生產過程中很容易觀察到的。如一隻毛管上頭尾尺寸和中間尺寸就有差別，一般是毛管前端直徑大，尾端直徑小，而中間部分是一致的。頭尾尺寸偏差大是不穩定過程特徵之一。造成頭部直徑大的原因是：前端金屬在逐漸充滿變形區中，金屬同軋輥接觸面上的摩擦力是逐漸增加的，到完全變形區才達到最大值，特別是當管坯前端與頂頭相遇時，由於受到頂頭的軸向阻力，金屬向軸向延伸受到阻力，使得軸向延伸變形減小，而橫向變形增加，加上沒有外端限制，從而導致前端直徑大。尾端直徑小，是因為管坯尾端被頂頭開始穿透時，頂頭阻力明顯下降，易於延伸變形，同時橫向展軋小，所以外徑小。

生產中出現的前卡、後卡也是不穩定特徵之一，雖然3 個過程有所區別，但它們都在同一個變形區內實現的。變形區是由軋輥、頂頭、導盤構成 ^[2]  。

斜軋成形分3類：

1.無縫鋼管生產中應用的斜軋，包括斜軋穿孔、斜軋延伸、均整和斜軋定徑；

2.孔型斜軋，其特點是軋輥表面上帶有變高度、變螺距的軋槽，能軋製出長度上變斷面的迴轉體產品，如鋼球軋製，絲槓軋製等；

3.仿形斜軋，它藉助於液壓或機械的仿形板控制三個旋轉的錐形軋輥，作相對於軋件中心的徑向運動以完成變斷面軸的軋製。仿形斜軋主要用來生產比較長的變斷面軸產品，如紡織錠杆、刀剪、手術器械等毛坯料。

斜軋過程中金屬處於明顯的三向應力也三向應變狀態。這種空間應力應變狀態和簡化成平面問題或者軸對稱問題來分析求解，都會產生很大誤差，按三維為題求解，在數學處理上又遇到很大困難。因此斜軋單位壓力的理論計算方法尚未獲得很好的解決。實際中廣為應用而又接近實測值的斜軋穿孔單位壓力理論計算方法仍然是縱軋公式。

借用縱軋公式計算斜軋問題看起來是不合理的，但是，如果把斜軋看出成是一種連續的縱軋過程還是有道理的。利用縱軋公式計算斜軋穿孔單位壓力，比較由於斜軋時三向應力狀態所產生的計算唔哈，可藉助於投產期間獲得的一些實驗係數加以修正。

對此，可借用此公式進行單位壓力運算 ^[3]  。

無縫鋼管生產中的穿孔工序是將實心的管坯穿成空心的毛管。穿孔作為金屬變形的第一道工序，由於穿出的管子壁厚較厚、長度較短、內外表面質量較差，因此稱作毛管。如果在毛管上存在一些缺陷，經過後面的工序也很難消除或者減輕。所以在無縫鋼管生產中的穿孔工序起着十分重要的作用。

斜軋穿孔過程中，存在兩次咬入，第一次咬入是管坯和軋輥開始接觸瞬間，由軋輥帶動管坯運動而把管坯拽入變形區，稱為一次咬入。當金屬進入變形區到和頂頭相遇，克服頂頭的軸向阻力繼續進入變形區為二次咬入 ^[2]  。