常用的頂頭形狀及構成如圖4-18所示。通常頂頭由四部分組成:鼻部(有的設計成平端)、穿軋段、均壁段和反錐。
頂頭參數計算公式如下:
鼻部直徑d2
d2=(0.15~0.25) DB
≈(0.85~0.95) d2
當頂頭沒有鼻部時,可直接將頂頭做成直徑為d2的圓弧(或平端)并與R0圓滑過渡。穿軋段和均壁段是進行金屬變形的主要部分,這兩部分在連接處相切.相關尺寸按下式計算:
頂頭均壁段為斜錐體,其作用是使毛管進行均壁變形,因而其母線應
與軋輥出口錐的表面保持最小等距離(法線距離)。由于受穿孔送進角的影
響,其母線的傾角α2應大于軋輥出口錐角α2 ',即:
為了保證毛管任一點都能經過一次輾軋均壁,頂頭均壁段的長度不應
小于一個穿孔螺距,一般為:
頂頭反錐主要是用來防止毛管的內表面被擦傷,能自由離開頂頭。根據頂頭的直徑大小,頂頭反錐的長度一般為10~50mm,反錐可作成一個圓錐體,亦可作成一個大圓弧連接。
頂頭的材質及其熱處理質量對頂頭的壽命有著極其重要的影響。常用頂頭材質3Cr2W8V或20Cr2Ni4熱模鍛鋼,有時也用復合頂頭或鉬基頂頭。頂頭熱處理的關鍵是在頂頭經過熱處理之后,其表面應形成一層牢固的氧化鐵膜。有些廠家用化學涂層或金屬噴涂的方法來增大頂頭表面的耐磨性。
當穿孔不銹鋼或高溫合金無縫鋼管坯時,應采用鉬基合金頂頭。此種頂頭在穿孔前要預熱到850~950℃,并在頂頭的表面涂一層玻璃粉,以便對頂頭起到進一步的潤滑與保護作用。在使用鉬基合金頂頭時,應防止頂頭與冷卻水接觸而引起頂頭的開裂。