【正文】 目前，在孔型選擇上，橢圓、橢圓 ~圓和圓孔型均有應用。 這里 ， 我們 5 架采用 橢圓 、橢圓 ~圓 系統(tǒng) [8]。 連軋管 總延伸系數 μz為：μz=Fm/Fz=(Dm2dm2)/(Dz2dz2)=(30422542)/(26622462)= 總減壁量 △ Sz 為： △ Sz=SmSz=2510=15mm () 式中 Fm、 Dm、 Sm——分別為毛管斷面積、外徑和壁厚； Fz、 Dz、 Sz——分別為軋后荒管斷面積、外徑和壁厚。 (2) 將 延伸 系數分配在五機架上，每一架 μmax應小于 MPM 五機架連軋的特點滿足 μz=μ1μ2μ3… μ5 () 選擇 μ1= μ2= μ3= μ4= μ5= (3) 按孔型頂部減壁量分配 假設后架側壁處的管子壁厚近似等于前架頂部的管子壁厚。 △ Sz=△ S1+△ S3+△ S5 () △ Sz=△ S2+△ S4 () 根據包鋼內部鋼管設計資料公式： 2510SSSSSSSS mz3513m1 ???? () 2510SSSSSS mz24m2 ??? () 由上式得： S5=10mm S4=10mm 把上式 ()、 ()取對數：mz3513m1 SSlnSSlnSSlnSSln ??? 18 mz24m2 SSlnSSlnSSln ?? 令：simz2i i CSS/lnSSln ? 則： Cs1+Cs3+Cs5=1 Cs2+Cs4=1 )SS(SS siCmz2ii ? () 式中 △ Si——某機架孔型頂部減壁量； Si——某機架孔型頂部壁厚； Sm——來料毛管壁厚； Sz——軋后荒管壁厚。 參數分配 Cs1=； Cs2=； Cs3=； Cs4=； Cs5= 由式 () 10 )1510(SS 0. 04 135 ?? 得 S3= 10 )1510(SS 0. 26 724 ?? 得 S2= .38 10 )1510(SS 0. 43413 ?? 得 S1= (4) 確定各架孔型高度 求得各道槽底壁厚即可計算孔型高 ax，芯棒直徑已選定。 ai=δ m +2Si+hi () 式中 δ m——芯棒直徑； ai、 Si——該架孔型高度和孔型頂部壁厚 ； hi ——該架 孔型的輥縫 。 a1 =δ m+2S1+h1=244+2+8= a2 =δ m+2S2+h2=244+2+5= a3 =δ m+2S3+h3=244+2+5= a4 =δ m+2S4+h4=244+210+5=269mm a5=δ m+2S5+h5+△ Z=244+210+5+2=271mm 19 △ Z 為芯棒與管內徑之間隙，取 1— 3mm。 (5) 確定各架孔型寬度 bi=Giai () 式中 bi——該機架孔型寬度； Gi——寬高比； ai——該機架的高度。 b1=G1a1==338mm b2=G2a2==318mm b3=G3a3== b4=G4a4=269=296mm b5=G5a4=271=287mm (6) 圓弧側壁半徑ρ按下式計算 ??c os1 1c osG2G4ρ x2xxGa ? ??? () 式中 ψ ——孔型兩側開口角； 1ρ = ??? ????? 45c 145c 2 = ??? ?????? 45c 145c 22 = 145c 23 ???? ?????? mm 103c 24 ???? ?????? mm 23803c 103c 25 ???? ?????? mm （ 7） 確定各軋輥孔型的孔型半徑 R，偏心距 e 和其他尺寸 （ ） 20 將 ia ， ib 代入上式可得數值如下表 第 i機架 孔型寬度 ， mm 孔型高度 ， mm 孔型半徑 R,mm 1 338 2 318 3 4 296 269 5 287 271 (8) 確定孔型其它尺寸 第一架軋輥 槽底的 最 小 直徑： Dmin=Da1+h1=630282+8=356mm； () 孔型 開口角 ψ第 2 架取 45176。， 3~5 架取 30176。； 輥縫 hi 第一架取 8mm，其它各架取 5mm； 槽口圓角半徑 Ri 前 3 架取 20mm，后兩架取 10mm。 (9) 繪制孔型圖 橢圓孔型（第一孔） 圓孔（ 第五 孔） 21 減徑機的孔型設計 總減徑率 通過定減徑機可以將軋管機軋制后的鋼管進一步延伸變形，使較少規(guī)格的荒管經過減徑獲得多種規(guī)格的成品鋼管 [8]。 從脫管機過來的荒管，通過定徑機軋成要求尺寸的成品管?；墓茉谠偌訜釥t中加熱及高壓水除鱗之后，進入定徑機軋制。定徑機利用三輥機架（沒有內部工具）將荒管直徑減?。ㄔ谶@種情況下最大為 %）。鋼管壁厚的微小變化與直徑減小相協(xié)調。 對 Φ 266 的荒管用定徑機減徑，根據所要獲得的成品管的直徑，需要同時使用 3 到 12 個 機架軋制。 當少于 12 機架時，要用一些導管和空機架來輸送鋼管。對于 Φ 173 的荒管要用張減機軋制，而定徑機上要裝配導管和孔機架使荒管空過。 本車間共 12個機架。查看軋制表，典型產品 Φ 219 8，其總減徑率為 %。 既滿足生產要求，又節(jié)省投資 其孔型如圖 所示 。 定減徑孔型圖 分配各機架的單機減徑率及求出各機架孔型的平均直徑 iD 各機架孔型平均直徑： 1D =Dz(1－ ε1/100) 2D = 1D (1－ ε2/100) ……… 22 11D = 10D （ 1ε11/100） 12D = 11D (1ε12/100) . () 式中： 1D ， 2D —各孔型平均直徑（ mm）； ε1， ε2—各機架減徑率（ %） 根據軋制表得 lD =255mm， cD? = 一般定減徑機按均等分配原則進行分配，即第一機架和成品前一機架為中間個機架的一半，成品機架減徑率為零。按這樣的分配原則進行分配，并將分配率代入（ ）可得 1D = ， 2D = , 3D = mm , 4D = mm , 5D = , 6D =, 7D =, 8D = mm , 9D =, 10D =, 11D =, 12D =, 各機架軋輥孔型高度和寬度 我們按選定都孔型橢圓系數 ? ?????? ? iii ab? 確定孔型寬度和高度。 iiiii abaD )1( ????? （ ） iiDibDi ii ??? ???? 1i1a ， （ ） )1( 1 qDii ?? ?? （ ） 式中 q 的值為：張力減徑時碳鋼為 ? 故我們選擇 ， Di? 取 ， 代入（ ）可得 i? = （ ） iD 已知，代入（ 425）可得： 第 i機架 孔型平均值徑 iD ,mm 孔型高 度 ia ,mm 孔型寬 度 ib ,mm 23 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 確定各軋輥孔型的孔型半徑 R，偏心距 e 和其他尺寸 i iiii iii a abea baR 2,22222 ???? （ ） 將 ia ， ib 代入上式可得： 第 i機架 孔型半徑 R,mm 偏心距 e 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 24 第五章 工具設計 穿孔機機的工具設計 斜軋穿孔過程是經環(huán)形爐加熱到一定溫度，由軋輥、頂頭、導板組成的 環(huán)形封閉孔型中的變形過程。這些工具形狀，尺寸關系到穿孔過程能否正常進行，毛管質量好壞的決定性因素，因此，工具設計非常重要。 Φ180 限動芯棒連軋管機組采用菌式穿孔機，其變形工具包括頂頭、軋輥、導板 [9]。 圖 菌式 二輥斜軋 穿孔機 (1) 軋輥 軋輥是管坯在變形區(qū)運動的動力源，使軋件作螺旋運動，與導板、頂頭一起控制著毛管的幾何尺寸和內外表面質量，包括兩部分：入口錐、出口錐，二者用圓弧過渡。 a) 輥身直徑 指軋輥喉處的直徑，主要考慮以下幾個方面： —— 軋輥強度 —— 咬入條件 —— 軋制速度 —— 重 車次數 —— 機架尺寸、設備的費用、以及電能消耗 25 根據經驗公式，軋輥直徑 D= max+(350~450mm) Du max—— 穿孔機穿出的最大毛管直徑，由產品大綱可知所軋毛管的的最大外徑為 Φ 304mm，則： D=304+(350~450)=1110~1210(mm) 這里選擇 D=1150mm。 b) 入口錐和出口錐的輥面角選擇 入口錐和出口錐的形狀關鍵是選擇輥面角，由于菌式穿孔機的特點，在穿孔過程中，有一個大的碾軋角 Φ o=15176。 ，所以在軋制中，軋輥本身的入口錐角和出口錐角存在著如下關系： β ce=α eΦ o， β cu=Φ oα u α e—— 軋輥本身的入口錐面角 α u—— 軋輥本身的 出 口錐面角 綜合考慮，一般 β ce+β cu≤ 7176。 ，而 β ce＜ 6176。 ，否則要人入困難，尤其是軋輥轉速較高時，更易發(fā)生不咬入現象；對于擴徑穿孔，一般 β ce＜ β cu。 根據產品大綱， 菌式 我們 設計 為： βce+βcu=5176。 βce=2176。， βcu=3176。 βce=α eΦo=2176。 α e=15176。+2176。=17176。 βcu=Φoα u =3176。 α u=Φoβcu=12176。 c) 輥身長度 輥身 L 要滿足工藝對管坯壓縮量和毛管外擴徑量的要求為依據，其計算公式為： L=L1+L2 L1=△ +R1 L2=(△ +(DuDe))max/2tgβ ce+R2 () 其中： △ —— 管坯的最大壓下量 ； R R2—— 安全余量，其值為 20~40 之間 。 △ 及 (△ +(DuDe))max 可查表得出分別為 22mm 和 25mm 帶入可得 ： L= e . m a x e . m a x u e m a x12c e c eD ( D + ( D D ) )RR2 tg 2 tg+ + +β β 26 =122 2 2 5RR2 tg 2 2 tg 2? ? ??? =+60 =(mm) () 取 L=735mm。 d) 材質 55鋼，化學成分見表 表 55鋼化學成分表（含量： %） 元素 C Mn Si P S 含量 ~ ~ ~ ≤ ≤ 其熱處理后能承受很大的軋制壓力，表面硬度為 HB 220~ (2) 頂頭 頂頭是重要的內變形工具，實踐證明，有實心管坯變成空心毛管時，外徑變化不大，而外徑有零擴到要求值，這種變形主要靠頂頭來完成。它對毛管的內表面質量和毛管得壁厚起著至關重要的作用。 頂頭包括四部分：鼻部、穿孔