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    常州精密鋼管博客網(wǎng)

    無縫鋼管冷拔力計算方法

    制定管材冷軋冷拔生產的工藝流程及變形規(guī)程。在管材冷軋冷拔機組中,在產品投產以前必須對它的生產工藝流程、變形參數(shù)和加工設備選擇等有一個明確的規(guī)定,作為組織生產和進行操作的依據(jù),這項工作就是編制工藝程序表。根據(jù)所采用的冷加工方法,工藝程序表可分為拔制表(采用冷拔變形)和軋制表(采用冷軋變形)以及軋制和拔制表(采用冷軋冷拔兩種方式變形),由于管材冷軋冷拔生產特點是多工序和循環(huán)性,而且品種很多,為了使生產能合理和有秩序地進行,編制工藝程序表是很重要的。工藝程序表的內容包括有:管料尺寸,變形方式和道次,每道次的變形量及變形后管子尺寸,選用的加工設備、輔助工序和工模具類型等。編制工藝程序表時,除根據(jù)材料加工特性和管子技術條件外,還必須考慮具體的生產條件。各冷拔冷軋機組都有根據(jù)自己生產條件制定的工藝程序表,并且在生產實踐中不斷地進行修改和完善。

    冷加工方式的配置     按冷軋和冷拔使用情況,方式配置可有單一冷軋、單一冷拔和冷軋冷拔結合3種方案。

    (1)單一冷軋方案。和冷拔相比,冷軋變形時應力狀態(tài)好,道次變形量大,可減少中間工序并縮短生產周期,能降低消耗和降低成本,適宜加工塑性差的高合金鋼管和難變形的有色金屬。其缺點是生產力低,生產靈活性較小。

    (2)冷軋冷拔結合的方案。是管材冷加工的合理方案,冷軋冷拔相結合可發(fā)揮冷軋變形量大和冷拔生產靈活的優(yōu)點,以減少工序、縮短生產周期、提高生產力和擴大品種。采用冷軋冷拔結合方案時,通常是管料先在冷軋機上軋到定壁或定壁前的某個道次,然后進行拔制,直至成品道次。

    (3)單一冷拔方案。由于冷拔的道次變形量較小,變形道次多,中間工序多,生產周期長,金屬及輔助材料消耗大,單一冷拔方案不是最優(yōu)方案。但拔管機結構比冷軋機簡單,投資少,操作容易掌握,工具的制造和更換方便,生產靈活性大,生產力也較高。故采用單一冷拔方案來加工碳鋼、低合金鋼管和一般有色金屬管在實際生產中有廣泛的應用。

    管料尺寸的選擇     在冷加工管材生產中,管料的尺寸(直徑和壁厚)決定著變形道次、成品管尺寸精度和表面質量。在能保證成品管質量的前提下盡可能選用接近成品尺寸的管料。管料的最小壁厚應能保證管料和成品管的壁厚差(即總減壁量)能消除熱軋管表面的螺紋道、劃道等表面缺陷,改善壁厚不均,以獲得尺寸公差和表面質量都符合要求的管材。在冷拔管生產中,冷拔的最小總減壁量一般取0.5~1mm。對成品管質量(尺寸精度、表面質量)要求高時也可以將總減壁量取大一些。在可供應條件下,管料的直徑一般比成品管的直徑大5~20mm。主要是考慮減徑量與減壁量的關系,即變形時有一定的減壁量必定有相應的減徑量,才能保證順利實現(xiàn)金屬變形。

    選擇冷軋管料與冷拔的原則基本相同,但在確定管料和中間管尺寸時則要考慮滿足冷軋機孔型系統(tǒng)的要求。

    道次變形量的選擇即確定每個加工道次的變形程度(斷面壓縮率、延伸系數(shù))、減徑量和減壁量。在條件允許時,應選取大的道次變形量,以減少加工道次。選擇冷軋管機道次變形量時要考慮軋機主要部件強度、材料塑性、對管材的質量要求等。在實際生產中管材的尺寸精度、表面狀態(tài)以及工具的壽命等常成為限制道次變形量的因素。為了保證產量和質量,成品道次的變形量應取小一些。在多輥式冷軋管機上道次變形量(特別是減徑量)比二輥式冷軋管機的小。

    選擇冷拔機道次變形量的影響因素有:金屬的冷加工性能(包括金屬的強度和塑性)、管身強度(拔制時不能出現(xiàn)拔斷現(xiàn)象)、拔管機能力以及選用的拔制方式(見管材冷軋冷拔)和模具類型(見冷拔管工具)。在選擇拔制道次變形量時還應考慮的因素有:連拔道次(道次中間不經熱處理)的多少,熱處理、酸洗、潤滑質量的好壞。

    變形道次的確定    變形道次按下式確定:,式中為由管料加工到成品的總延伸系數(shù),;F0為管料截面積;Fk為成品管截面積;μc為平均延伸系數(shù)。

    在采用軋拔結合方案時,可先根據(jù)機組中冷軋管機和冷拔管機的配置以及冷軋管機已有的孔型系統(tǒng)等具體條件,確定由冷軋轉為冷拔時中間管的尺寸,然后再分別計算冷軋和冷拔的道次,兩者之和即為總的變形道次。

    工藝程序表    表1為拔制25mmx2mm鍋爐管的拔制道次和各道變形量計算。表2為拔制力計算和拔管機選擇。表3為輔助工序和模具類型選擇。

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