無縫鋼管冷拔冷軋道次計算方法

十幾年前，我剛接觸無縫鋼管的時候，以為鋼管很簡單，不就是圓鋼中間弄個洞嗎，有什么難的。但是隨著我的工作的一步一步的深入，我發(fā)現(xiàn)鋼管的冷拔冷軋并不那么簡單，還有很多的知識和學(xué)問，今天分享這個無縫鋼管冷拔冷軋道次和拔制力的教計算方法，也是我多年前寫的一篇文章，今天分享出來 也是起到一個拋磚引玉的作用，希望對這方面有研究的人 留言討論。

制定管材冷軋冷拔生產(chǎn)(見管材冷軋冷拔機(jī)組)的工藝流程及變形規(guī)程。在管材冷軋冷拔機(jī)組中，在產(chǎn)品投產(chǎn)以前必須對它的生產(chǎn)工藝流程、變形參數(shù)和加工設(shè)備選擇等有一個明確的規(guī)定，作為組織生產(chǎn)和進(jìn)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(chǎn)特點是多工序和循環(huán)性，而且品種很多，為了使生產(chǎn)能合理和有秩序地進(jìn)行，編制工藝程序表是很重要的。工藝程序表的內(nèi)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(shè)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(shù)條件外，還必須考慮具體的生產(chǎn)條件。各冷拔冷軋機(jī)組都有根據(jù)自己生產(chǎn)條件制定的工藝程序表，并且在生產(chǎn)實踐中不斷地進(jìn)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(jié)合3種方案。

(1)單一冷軋方案。和冷拔相比，冷軋變形時應(yīng)力狀態(tài)好，道次變形量大，可減少中間工序并縮短生產(chǎn)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(chǎn)力低，生產(chǎn)靈活性較小。

(2)冷軋冷拔結(jié)合的方案。是管材冷加工的合理方案，冷軋冷拔相結(jié)合可發(fā)揮冷軋變形量大和冷拔生產(chǎn)靈活的優(yōu)點，以減少工序、縮短生產(chǎn)周期、提高生產(chǎn)力和擴(kuò)大品種。采用冷軋冷拔結(jié)合方案時，通常是管料先在冷軋機(jī)上軋到定壁或定壁前的某個道次，然后進(jìn)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(chǎn)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(jī)結(jié)構(gòu)比冷軋機(jī)簡單，投資少，操作容易掌握，工具的制造和更換方便，生產(chǎn)靈活性大，生產(chǎn)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(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。

管料尺寸的選擇     

在冷加工管材生產(chǎn)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(zhì)量。在能保證成品管質(zhì)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(yīng)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(zhì)量都符合要求的管材。在冷拔管生產(chǎn)中，冷拔的最小總減壁量一般取0.5～1mm。對成品管質(zhì)量(尺寸精度、表面質(zhì)量)要求高時也可以將總減壁量取大一些。在可供應(yīng)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(guān)系，即變形時有一定的減壁量必定有相應(yīng)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(jī)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(yīng)選取大的道次變形量，以減少加工道次。選擇冷軋管機(jī)道次變形量時要考慮軋機(jī)主要部件強(qiáng)度、材料塑性、對管材的質(zhì)量要求等。在實際生產(chǎn)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(chǎn)量和質(zhì)量，成品道次的變形量應(yīng)取小一些。在多輥式冷軋管機(jī)上道次變形量(特別是減徑量)比二輥式冷軋管機(jī)的小。

選擇冷拔機(jī)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(qiáng)度和塑性)、管身強(qiáng)度(拔制時不能出現(xiàn)拔斷現(xiàn)象)、拔管機(jī)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(yīng)考慮的因素有：連拔道次(道次中間不經(jīng)熱處理)的多少，熱處理、酸洗、潤滑質(zhì)量的好壞。

變形道次的確定    變形道次按下式確定：圖片，式中圖片為由管料加工到成品的總延伸系數(shù)，圖片；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(jié)合方案時，可先根據(jù)機(jī)組中冷軋管機(jī)和冷拔管機(jī)的配置以及冷軋管機(jī)已有的孔型系統(tǒng)等具體條件，確定由冷軋轉(zhuǎn)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(jī)選擇。表3為輔助工序和模具類型選擇。