【正文】 tanα] （6－12）式中λSx——x斷面的壁厚延伸系數(shù)，λSx＝S0/Sx；kt——考慮強迫寬展和孔型磨損的系數(shù)，kt＝～，kt的規(guī)律分配見附表61。mmr值的分布是由孔型大斷面開始向小斷面逐漸減小。為了是不過分增大孔型開口，在其過渡部分帶有圓角r?？仔烷_口大小對軋出管子的質(zhì)量和軋機生產(chǎn)率都有很大的影響。 孔型寬度Bx及圓角的確定 孔型寬度Bx與孔型高度Dx并不相等，而是大一個ΔBx值，即Bx＝Dx＋ΔBx。 孔型高度（直徑）Dx及Dx’的確定各計算斷面的孔型高度（直徑）Dx為： Dx＝dx＋2Sx （6－9）但是，孔型各斷面實際高度應(yīng)由下式確定： Dx’＝dx＋2SxΔk （610）式中 Δk——考慮在軋制、鏜孔，以及研磨孔型時兩孔型塊間的空隙，Δk＝～。n1,n2——系數(shù)，為了使軋槽頂部的曲線具有合理的曲率，n1=,n2=。 壓下段工作錐各段壁厚Sx的確定壓下段軋槽頂部展開后應(yīng)是一條光滑的曲線，為了減少計算工作量，一般多將其等分為7段或9～10段。 壓下段Ly的確定 壓下段是孔型的主要塑性變形段，管坯在壓下段進行減徑和減壁。mλ∑ （6－3）kz——預(yù)精整系數(shù)，～。精整段的長度Lz按下公式計算： Lz＝kz因此，～、減徑段長度Lj，可用下式求得： Lj＝ΔDj/(2tanγi2tanα) （6－2） 預(yù)精整段Lz的確定 預(yù)精整段的作用是對管子的壁厚進行調(diào)整，管坯經(jīng)過此段后，壁厚不再變化，并等于成品管的壁厚。tanα （6－1） 減徑段Lj的確定 減徑段的長度取決于減徑段錐角γj和減徑量ΔDj值的大小。但是芯棒的錐度也不能過小，否則會使減徑段中管坯減徑量增加，引起管坯壁厚增加和金屬顯著硬化，給壓下段的變形帶來困難。芯棒的錐度對軋制過程有很大的影響。 芯棒尺寸及錐度α的確定芯棒設(shè)計的主要參數(shù)是錐度、錐體母線的形狀、長度及直徑。因此，一般皆配備幾對（3～4對）軋制不同規(guī)格管子的孔型塊。合理的孔型設(shè)計應(yīng)保證軋管工具磨損均勻，軋機生產(chǎn)率和成品率高，以及有利于發(fā)揮金屬的塑性。 二輥式冷軋管機工具孔型設(shè)計冷軋管所用的變形工具是孔型塊和芯棒。詳見附錄III。一般來說，對于合金鋼其損失在1~3%之間，對于碳鋼在1%以下。(3) 工藝損失工藝損失有稱技術(shù)損失，是指各工序生產(chǎn)中由于設(shè)備和工具，技術(shù)操作以及表面介質(zhì)問題所造成的不符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品。損失的數(shù)量由工藝定額卡計算加以具體確定。~%左右。成品率根據(jù)國內(nèi)同類型企業(yè)的實際成品率情況，結(jié)合本設(shè)計車間的技術(shù)特點，以及各項產(chǎn)品工藝卡的計算結(jié)果確定。其計算公式為： (521)式中 ——成品率，%； ——投料量，t； ——金屬的損失重量，t。成品率是指成品重量與投料量之比的百分數(shù)。 編制金屬平衡表編制金屬平衡表的目的在于根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，參照國內(nèi)有關(guān)廠家或車間所能達到的先進指標，考慮本企業(yè)或本車間的具體情況確定出為完成年計劃產(chǎn)量所需要的投料量。根據(jù)本設(shè)計工藝流程和設(shè)備的選取，參考國內(nèi)有關(guān)廠家的工藝參數(shù)，綜合考慮各種因素，制定了本設(shè)計的工藝流程定額卡。編制生產(chǎn)工藝流程定額卡是為設(shè)備負荷計算，平衡設(shè)備，編制金屬平衡表及技術(shù)經(jīng)濟指標提供依據(jù)。 編制生產(chǎn)工藝流程定額卡生產(chǎn)工藝流程定額卡的主要內(nèi)容是把生產(chǎn)工藝流程具體化并制定出各種消耗定額，在生產(chǎn)設(shè)計中總是希望采用最少的工序，最適合的設(shè)備，最先進的技術(shù)和熟練的操作，以便獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品，高的成品率和低的成本。表53 LB50T冷拔機各道次拔制力各道參數(shù)1231Φ83～60Φ130～125拔制方法短芯棒拔制短芯棒拔制短芯棒拔制短芯棒拔制拔制前外徑D0 mm837567130拔制前內(nèi)徑d0 mm71116拔制后外徑D1 mm756760125拔制后內(nèi)徑d1 mm50112各段延伸系數(shù)λnλn+1各系數(shù)值BAC2各段拉拔應(yīng)力系數(shù)值σx2/σsσx1/σs平均加工硬化程度 ε加工后變形抗力σs kN拉拔應(yīng)力σ1 MPa拉拔力Pl kN250225198表54 LB20T冷拔機各道次拔制力各道參數(shù)1234Φ60～30拔制方法短芯棒拔制短芯棒拔制短芯棒拔制短芯棒拔制拔制前外徑D0 mm60524537拔制前內(nèi)徑d0 mm50433730拔制后外徑D1 mm52453730拔制后內(nèi)徑d1 mm43373024各段延伸系數(shù)λabλbc各系數(shù)值BAC2各段拉拔應(yīng)力系數(shù)值σx2/σsσx1/σs平均加工硬化程度 ε加工后變形抗力σs kN拉拔應(yīng)力σ1 Mpa拉拔力Pl kN18114712190表55 LB8T冷拔機各道次拔制力各道參數(shù)12Φ30～18拔制方法短芯棒拔制短芯棒拔制拔制前外徑D0 mm3025拔制前內(nèi)徑d0 mm24拔制后外徑D1 mm2518拔制后內(nèi)徑d1 mm11各段延伸系數(shù)λabλbc各系數(shù)值BAC2各段拉拔應(yīng)力系數(shù)值σx2/σsσx1/σs平均加工硬化程度 ε加工后變形抗力σs kN拉拔應(yīng)力σ1 Mpa拉拔力Pl kN由于在設(shè)計中采取了模具共用，因此在生產(chǎn)成品管Φ60，對拔制力的計算僅以最長生產(chǎn)工藝流程計算即可。用棒材拉拔時的同樣方法，可得到 (520)式中 ——該道次拉拔模定徑區(qū)直徑； ——該道次拉拔芯頭直徑； ——該道次拉拔后制品壁厚。為了簡化，設(shè)管坯內(nèi)外表面所受的法向壓應(yīng)力相等，即，摩擦系數(shù)也相同，即。由于本設(shè)計采用了固定短芯頭拉拔，故在此，僅對固定短芯頭拉拔的拔制力作簡要介紹。2）襯拉管材襯拉管材時，塑性變形區(qū)可分為減徑段和減壁段，對減徑段拉應(yīng)力可采用管材空拉時的公式（513）計算，對于減壁段來說，減徑段終了時斷面上的拉應(yīng)力，相當于反拉力的作用。定徑區(qū)的摩擦力作用，將使?？谔幑懿臄嗝嫔系睦瘟σ却笠恍?，用棒線材求解，可以導(dǎo)出 (514)式中 ； ——摩擦系數(shù)，； ——模子定徑區(qū)長度； ——模子定徑區(qū)直徑； ——坯料壁厚。1) 空拉管材管材空拉時，其外作用力的情況與棒，線材拉拔時類似，見圖51，在塑性變形區(qū)取微小單元體，其受力狀態(tài)如圖52所示。 拔制力的計算管材拉拔力計算公式的推導(dǎo)方法與棒、線材拉拔力的推導(dǎo)基本的相同，為了使計算公式簡化，有三個假定條件：拉拔管材壁厚不變；在一定范圍內(nèi)盈利分布式均勻的；管材襯拉時的減壁段，其管坯內(nèi)外表面所受的法向壓應(yīng)力相等，摩擦系數(shù)相同。表52 各斷面軋制力以及全壓力斷面序號正行程反行程FmmMPa全壓力kNFmmMPa全壓力kNΦ130～Φ8301234567總的軋制壓力 由于在設(shè)計中采取了模具共用，因此在生產(chǎn)成品管時，對軋制力只計算一次即可。舍瓦金公式 正行程時的平均單位壓力： (56)反行程時的平均單位壓力： (57)式中 ——金屬在該變形量下的抗拉強度； ——考慮中間主應(yīng)力影響的系數(shù)，= ~，； ——計算斷面處的工作錐壁厚， mm； ——摩擦系數(shù)，對鋼，鋁合金= ~。主要有精度較高的舍瓦金公式和計算簡便的皮良杰公式。用下式確定。 可以按下式計算 = m(tantan) (54)式中 m ——送進量 , mm； ~，誤差不大，故應(yīng)用的頗為廣泛。金屬與軋槽的接觸面積水平投影指的是壓下段的接觸面積，而減徑段的接觸面積可以忽略不計。一般來說，軋制力隨送料量的增加而增加；雖延伸系數(shù)的增加而增加；而金屬作用在軋輥上的壓力變化與軋槽位置有關(guān)；軋制壓力的變化隨金屬抗拉強度成正比變化；與管坯壁厚的平方根成正比變化；隨管坯直徑的增加而增加。結(jié)合本設(shè)計要求，比照國內(nèi)外同類廠家的工藝規(guī)程及工藝參數(shù)，本設(shè)計工藝規(guī)程的制定見表51所示。制定工藝規(guī)程的目的：充分利用被加工金屬及合金的塑性，并達到技術(shù)條件的要求；正確選擇和使用設(shè)備，充分發(fā)揮設(shè)備潛力，并保證設(shè)備的安全；進行高效率生產(chǎn)。5工藝計算與金屬平衡 工藝計算工藝計算是在確定各種計算產(chǎn)品的工藝流程和初選設(shè)備的基礎(chǔ)上，根據(jù)產(chǎn)品產(chǎn)量的要求，制品的工藝性能以及設(shè)備的特點，對各主要設(shè)備或工序進行具體的科學(xué)分析和必要的理論計算，從而確定出個產(chǎn)品在各工序的準確而具體的生產(chǎn)工藝流程，工藝參數(shù)及其各種消耗定額，并確定各部分幾個環(huán)節(jié)之間的協(xié)作配套關(guān)系。由于在管材生產(chǎn)過程中，管材的移動主要依靠本身的自由滾動，因此不需要輥道來協(xié)助其運輸或前進。（4）臺數(shù)的確定 主要依據(jù)起重機實際工作負荷及作業(yè)率的大小來確定。（3）工作制度 按起重量、運行速度和使用頻繁程度分為輕、中、重型三種。（2）運行速度 決定于其用途。本車間采用雙梁橋式起重機。1）起重機的類型有橋式起重機、龍門式起重機、鉗式起重機、磁力起重機及電葫蘆等。C燃料天然氣 起重運輸設(shè)備的選擇起重運輸設(shè)備包括起重機、輥道、運輸小車以及各種運輸設(shè)備。表48 烘干設(shè)備技術(shù)參數(shù)用途烘干潮濕的管子爐底有效面積鋼管尺寸Φ18～125～3000～12000mm爐膛溫度500176。表46 酸洗設(shè)備的技術(shù)參數(shù)硫酸水溶液槽長 m15冷熱水洗槽長 m寬 m寬 m高 m高 m內(nèi)壁材料耐酸材料、青石、木材、鉛板內(nèi)壁材料鉛板或木材加熱裝置用材鉛板或不銹鋼加熱裝置用材—表47 錘頭設(shè)備的技術(shù)參數(shù)名稱150kg空氣錘型號C41150臺數(shù)1用途打頭落下部分重量kg150捶擊能量kgm250次數(shù) 次/min180所錘鋼管外徑mm30~127所錘鋼管長度mm3000~9000所錘鋼管壁厚mm1~8電機功率 kw17電機轉(zhuǎn)速 rPm1400名稱250kg空氣錘型號C41150臺數(shù)1用途打頭落下部分重量kg250捶擊能量kgm530次數(shù) 次/min180所錘鋼管外徑mm60~250所錘鋼管長度mm3000~12000所錘鋼管壁厚mm6~16電機功率 kw21電機轉(zhuǎn)速 rPm1600 烘干設(shè)備的選取由于在鋼管生產(chǎn)中酸洗皂化等工藝過程，這些工藝過程都將會使管坯內(nèi)外表面產(chǎn)生潮濕現(xiàn)象，如果不烘干在軋制或拔制的過程中會使管坯表面產(chǎn)生一些局部缺陷，故在酸洗皂化結(jié)束以后，必須對管坯進行烘干。根據(jù)工藝流程的要求以及工藝的特點本設(shè)計選擇酸洗槽和150kg空氣錘。 表45 立式雙曲線輥式矯直機的技術(shù)參數(shù)被矯制品規(guī)格性能管材最小外徑mm38矯直輥尺寸輥喉直徑mm360管材最大外徑mm240輥身長度mm600管材最大壁厚mm13矯直速度m/s24～72管材最大屈服極限Mpa—電機功率kw432設(shè)備重量kg84017輥距mm1200 酸洗錘頭設(shè)備的選擇酸洗設(shè)備由酸洗機和酸洗槽，酸洗機有搖動式酸洗機，適合型鋼和鋼板的酸洗；另一種是連續(xù)式酸洗機，有浸入式和噴射式，適合帶材酸洗，生產(chǎn)率高。本車間的矯直設(shè)備采用雙曲線輥式矯直機。表44 切斷設(shè)備有關(guān)技術(shù)參數(shù)線切割機(非標準設(shè)備)臺數(shù)2用途切頭尾，取樣Q115切管機臺數(shù)1切管范圍 mmΦ30～150主軸中