冷軋冷拔學(xué)習總結 冷軋：
項目上選用的是 LG40-HLS 兩輥冷軋管機。
冷軋機的技術(shù)參數：
序號 項目名稱(chēng) 單
位 LG40-HLS 參數 1 管
坯 外
徑 mm φ32～φ63.5 2 壁
厚 mm 2.5～8 3 長(cháng)
度 m 2～6 4 外徑公差 % ±1 5 彎曲度 mm/m 2 6 壁厚公差 %
±8 7 成 品 管 外徑 mm φ19～φ40
8 壁厚 mm 1～5 9 外徑公差 % ±0.5 10 壁厚公差 % ±5 11 長(cháng) 度 m 4~20 12 送
進(jìn)
量 mm /次 1~8 13 回轉方式
伺服電機驅動(dòng)、雙回轉 14 送進(jìn)方式
伺服電機驅動(dòng)、雙送進(jìn) 15 機架行程速度 次/分 40～120 16 正常運行速度 次/分 80～100 17 機架行程長(cháng)度 mm 772 18 軋輥直徑 mm 300 19 曲柄半徑 mm 385 20 連桿長(cháng)度 mm 2530 21 管坯回轉角度 度 26-57 22 同步齒輪模數 M 10 23 同步齒輪齒數 Z 27.28 24 同步齒輪節圓直徑 mm 280, 270
25 最大軋輥回轉角 度 327.64 26 軋制變形區長(cháng)度 mm 600 27 回轉送進(jìn)電機功率 KW ~3x25 28 主電機功率 N KW 110 29 液壓工作壓力 MPa 10 30 工藝冷卻耗量 m 3 /h 24 31 軋機總重 t 45 32 軋機傳動(dòng)方向
左裝或右裝均可 33 軋制中心標高 mm 800 34 裝料方式
端部上料 35 最大軋制力 t 75 冷軋工藝：
冷軋鋼管主要看的是軋輥機架的速度制度，和送進(jìn)制度，還有就是模具的制作，在這里對速度制度和送進(jìn)制度以及模具方面的知識加以說(shuō)明：
(一)速度制度：
對于每一種冷軋管機，工作機架每分鐘的往復次數取決于該軋機主傳動(dòng)的結構及其技術(shù)性能。軋機工作機架每分鐘的往復次數越多，軋制速度越快，生產(chǎn)率越高。但是，軋機運動(dòng)部分所承受的慣性力就越大，這樣，主傳動(dòng)裝置零部件的壽命就會(huì )下降?？紤]到動(dòng)載荷的影響，大型軋機的軋制速度應比小型軋機的小一些，普通軋機的軋制速度低于裝有動(dòng)力矩平衡裝置的軋機。
在實(shí)際生產(chǎn)中所采用的軋制速度一般小于冷軋管機傳動(dòng)系統技術(shù)性能所允許的數值，而且隨所軋鋼管的鋼種及所達到的變形程度而變化。一般軋碳鋼管的軋制速度比軋合金鋼管時(shí)高。在鋼種相同的條件下，變形程度越大，則軋制速度越低。
在 U 型管項目上，個(gè)人對軋機速度制度方面的認識：由 110kW 的主電機轉動(dòng)，小皮帶輪帶動(dòng)大皮帶輪，經(jīng)過(guò)減速箱的降速，帶動(dòng)主軸，主軸上有兩個(gè)個(gè)小
齒輪，兩個(gè)小齒輪與兩個(gè)大齒輪嚙合，帶動(dòng)大齒輪，大齒輪是一個(gè)偏心輪，偏心輪上距離軸心 385mm 處通過(guò)和連桿鉸接帶動(dòng)連桿，連桿帶動(dòng)軋機機架對管子進(jìn)行軋制。
(二)送進(jìn)制度：
冷軋鋼管時(shí)，合理選擇管料的送進(jìn)量是保證生產(chǎn)達到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗的重要途徑。生產(chǎn)實(shí)踐表明，在一定范圍內，送進(jìn)量越大，生產(chǎn)率越高；但若超過(guò)了一定值，就會(huì )產(chǎn)生相反的結果。送進(jìn)量過(guò)大會(huì )增加軋機的負荷，但更主要的是惡化鋼管的質(zhì)量，如導致鋼管出現波紋、壁厚不均、直徑尺寸精度不高等。
實(shí)際生產(chǎn)中，隨著(zhù)軋機大小、鋼管鋼種和規格以及變形程度的變化，二輥 式冷軋管機的送進(jìn)號一般波動(dòng)在 4-15mm 之間，多輥式冷軋管機的送進(jìn)量約為1-6mm 。
在項目上對于送進(jìn)方面的認識主要有：送進(jìn)量的大小為 1-8mm，還有就是送進(jìn)方面的傳動(dòng)方式。送進(jìn)小車(chē)分別置于 1#送料床身、2#送料床身內，由兩臺交流伺服電機帶動(dòng)交替工作。通過(guò)絲杠實(shí)現送進(jìn)，其卡爪夾緊和松開(kāi)管坯靠液壓缸驅動(dòng)，管坯既送進(jìn)又回轉，回轉由來(lái)自轉角軸的伺服電機通過(guò)一對齒輪帶動(dòng)，回轉角度與芯棒同步；通過(guò)交流伺服控制系統可得到不同大小的送進(jìn)量。
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變形工具加工后的尺寸和表面光潔度直接影響所軋鋼管的幾何精度和表面質(zhì)量。另外，變形過(guò)程中它們在沉重的條件下工作，要承受高壓、交變載荷和沖擊，同時(shí)還有一定的溫升（150-250℃），使用中容易磨損和出現其他形式的損壞
如金屬剝落、裂紋等，特別是一些存在尖角、切口、溝槽等會(huì )引起應力集中的地方更容易產(chǎn)生。芯棒還可能局部變細。顯而易見(jiàn)，工具質(zhì)量對軋機生產(chǎn)率、鋼管質(zhì)量以及工具消耗都有很大的影響。因此，保證工具質(zhì)量、提高其使用壽命對生產(chǎn)具有重要意義。
對變形工具的基本要求是：幾何精度高，表面光潔度好，耐磨，具有足夠的硬度、強度、良好的彈性和韌性。
制造二輥式冷軋管機軋槽塊的坯料為方坯或圓鋼，加工前先要鍛成一定的形狀和尺寸。對于半圓形的軋槽塊，鍛坯一般做成半圓塊。在進(jìn)行機械粗加工前鍛坯要退火，一般在室狀爐內進(jìn)行。
二輥式冷軋管機的變形工具是軋槽塊和芯棒：
?。ㄒ唬┸埐劭仔偷慕Y構 二輥式冷軋管機軋槽的孔型按其軋槽塊的形狀分為下列三種：
?。?）半圓形孔型：軋槽塊呈半圓形，其圓心角等于180°，這是目前最常見(jiàn)的 一種軋槽孔型。
?。?）蹄形孔型：使用這種孔型，在工作機架行程長(cháng)度保持不變的條件下，軋輥直徑比使用半圓形孔型時(shí)為小，一般軋輥直徑可減小 20-50%，因而可減輕機架運動(dòng)部分的質(zhì)量，提高其擺動(dòng)速度，從而增加軋機生產(chǎn)率，另外還可以軋制更薄的鋼管（最小壁厚為 0.2 毫米）。
?。?）環(huán)形孔型：采用環(huán)形孔型，軋輥在一個(gè)軋制行程中的回轉角度可以達到270-300°，因此它比采用蹄形孔型具有更大的優(yōu)點(diǎn)：既可減小工作機架運動(dòng)部分的質(zhì)量，增加軋機的速度和生產(chǎn)率，還可增加工作機架的行程長(cháng)度和軋槽孔型的工作長(cháng)度，以改善金屬的變形條件和工具的工作條件，強化變形制度。目前使
用環(huán)形孔型的長(cháng)行程高速軋機獲得了發(fā)展。使用環(huán)形孔型的缺點(diǎn)是，更換軋槽塊時(shí)，拆裝比較困難。因為它和軋輥是壓緊配合，裝卸時(shí)都需加熱。
關(guān)于軋輥輥槽的孔型構造在這里不加以介紹了 （二）芯棒的形狀
目前，二輥式冷軋管機一般使用錐形芯棒，芯棒的形狀及其在孔型中的位置見(jiàn)下圖。使用錐形芯棒可以通過(guò)調整它與孔型間的相對位置，改變所軋管子的壁厚。所以，芯棒錐體部分的始點(diǎn)不必一定和孔型壓下部分的始端相對，但是必須使芯棒的錐度準確地和孔型的形狀相適應。
芯棒錐度對管子質(zhì)量及軋機生產(chǎn)率都有很大的影響。試驗證明，采用錐度較小的芯棒對改善鋼管質(zhì)量和提高軋機的生產(chǎn)率有利，因為芯棒錐度小可以減小孔型的開(kāi)口度，同時(shí)也可在送進(jìn)管料時(shí)采用較大的送進(jìn)量。一般，芯棒的錐度2tga=0.01-0.04。
但是，應該注意到，錐形并不是芯棒的理想形狀，不僅錐度大的芯棒、即使 錐度小的芯棒也存在不利于金屬變形的缺點(diǎn)。
在冷軋管過(guò)程中，在管料送進(jìn)之后，工作錐內表面與芯棒之間產(chǎn)生間隙。當機架向前運行時(shí)，由于工作錐上未受到變形的部分朝著(zhù)機架的運動(dòng)方向移動(dòng)，這個(gè)間隙逐漸增大，當機架靠近前極限位置時(shí)，總咬入角中的減徑角遠遠超過(guò)壁厚
壓下角。因此，若芯捧的錐度過(guò)大，減徑變形將主要發(fā)生在孔型的預精整部分，這時(shí)金屬已經(jīng)產(chǎn)生加工硬化，過(guò)大的減徑變形會(huì )在軋制過(guò)程中造成管子的破裂。如果采用錐度小的芯棒，則會(huì )增大正行程軋制開(kāi)始時(shí)的減徑量。在管料減徑時(shí)管壁有所增厚，此外，減徑過(guò)程中，管料由于加工硬化而使塑性有所下降。管壁的增厚和金屬塑性的降低，給減徑以后的主要變形（在芯棒上進(jìn)行強烈的壁厚壓下）帶來(lái)了困難。為了消除上述缺點(diǎn)，應該改變芯棒的形狀，使芯棒形狀既有利于減少正行程軋制開(kāi)始時(shí)的減徑量，又可使金屬的主要變形能在錐度較小的那部分芯棒上進(jìn)行。符合這種要求的芯棒有拋物線(xiàn)形芯棒和具有特殊曲線(xiàn)形狀的芯棒。
冷拔：
要加工的管材技術(shù)參數：
D：
22―60mm
S：
1.5―4.5mm
L：
10―18m
b? ：320―530MPa
表面處理：油潤滑
彎曲度：每米小于 2 毫米
拉拔后管材技術(shù)參數：
D：
16―38mm
S：
1.0―2.5mm
L：
12―28.5m 在項目上選用的是意大利的三線(xiàn)高速冷拔機，設備主要技術(shù)參數如下：
拉拔頭數量：
單頭，雙頭或三頭，可互換
標稱(chēng)拉拔力 30 t（單頭、雙頭或三頭拉拔）
拉拔系統：?jiǎn)蝹孺溝到y
主電機功率：
220
kW
拉拔速度：最大 80 m/min，采用 30 噸拉拔力時(shí)為 40 m/min
主驅動(dòng)電機類(lèi)型：
直流電機
鋼管送料到預拉臺：通過(guò)夾送輥
預拉臺系統：可垂直上升/下降
芯棒調整：電動(dòng)調整
芯棒在模具內進(jìn)出：液壓驅動(dòng) 冷拔工藝：
冷拔的方法 ：
冷拔的方法主要有長(cháng)芯棒拔制、短頂頭拔制、空拔和擴拔四種，在這臺冷拔
機上主要是用的是短頂頭拔制。
所謂的短頂頭拔制主要是將管料拉過(guò)拔管模，使其在?？着c固定的頂頭所組成的環(huán)形孔型中獲得減徑和減壁。下面主要介紹的是短頂頭拔制時(shí)的工藝方面的問(wèn)題。
短芯棒拔制過(guò)程中的金屬變形：
短芯棒拔制法的特點(diǎn)是：拔制過(guò)程中芯棒由拉桿固定在一定的位置上，并 參與對金屬的變形。
短芯棒拔制一般使用錐形外模和柱形芯棒（普式模具），也有的使用弧形外模和錐形芯棒（中式模具）或二者同時(shí)使用，如圖一。
圖一
短芯棒拔制時(shí)的模具和變形區
在短芯棒拔制時(shí)鋼管的變形過(guò)程是先減徑后減壁再定徑。因此，變形區 由減徑區Ⅰ、減壁區Ⅱ和定徑帶Ⅲ三部分組成，如圖一。在減徑區的鋼管的變形相當于空拔，減壁時(shí)，由于芯棒參與加工，所以除外表面外，鋼管的內壁也作用著(zhù)正壓力 P 和摩擦力 τ，（參見(jiàn)圖一）。因為短芯棒拔制時(shí)芯棒是固定的，作用在鋼管內壁的摩擦力的方向，和鋼管前進(jìn)的方向相反。和摩擦力對鋼管外表面層金屬流動(dòng)的影響一樣，摩擦力也阻礙鋼管內表面層金屬的流動(dòng)，因此，靠近芯棒的鋼管內表面的金屬在變形時(shí)，其流動(dòng)速度比管壁中間層的金屬小。在減壁過(guò)程中，坐標線(xiàn)在靠近外表面和內表面的部分都向入口方向彎曲，這說(shuō)明內外表面層都發(fā)生了金屬流動(dòng)的滯后現象。
由于短芯棒拔制時(shí)，內外表面層金屬流動(dòng)的滯后現象，與空拔時(shí)相比，內 外層金屬的流動(dòng)速度則相對地均勻化了。
在短芯棒拔制時(shí)，特別是用普式模進(jìn)行短芯棒拔制時(shí)，若工藝不正常，如 退火后鋼管機械性能不均、酸洗、潤滑質(zhì)量不好等，拉桿和鋼管在拔制過(guò)程中 會(huì )發(fā)生抖動(dòng)，甚至劇烈的跳動(dòng)，發(fā)出很大的聲響。由于發(fā)生抖動(dòng)的結果，使鋼 管表面產(chǎn)生抖紋缺陷。同時(shí)會(huì )損壞模具甚至設備。
冷拔力計算 在冷拔過(guò)程中，最重要的工藝參數有拔制力，在兩種模具中，使用普式模具進(jìn)行短芯棒拔制比用中式模具時(shí)拔制力小，拉桿上受力也小。據資料介紹，在同樣條件下前者的拔制力比后者小 1/5－1/4，因此，拔制時(shí)可給較大的變形量。在項目組中，使用的冷拔是三線(xiàn)高速冷拔機，一次可以拔三根管子，最大拉拔力為 30t，在這里如果要是要拔制三根管子的話(huà)，每根管子的拔制力最大只有 10t，在這里對拔制力的影響因素的研究主要有以下幾點(diǎn)：
?。?）被加工金屬性質(zhì)的影響
拉拔力與被拉拔金屬的抗拉強度成線(xiàn)性關(guān)系，抗拉強度越高，拉拔力越大。
?。?）變形程度的影響
隨著(zhù)斷面減縮率的增加，拉拔力增大。
?。?）模角的影響 隨著(zhù)模角變化，拉拔應力發(fā)生變化。模角小，接觸面積增加，拉拔應力增大；模角大，剪切變形增大，潤滑條件變差，也使拉拔應力增大。因此，存在著(zhù)一個(gè)拉拔力的最小值，其相應的模角稱(chēng)為最佳模角。一般認為是 6~9°，管材模為11~12°。最佳模角大小與變形程度有關(guān)。
?。?）拉拔速度的影響
拉拔速度的影響與變形抗力、摩擦系數、變形熱等有關(guān)。
在低速（5m/min 以下）拉拔時(shí)，隨著(zhù)拉拔速度增加，變形抗力升高，拉拔應力增大。在較高速度（6~50m/min）拉拔時(shí)，隨著(zhù)拉拔速度增加，雖然變形抗
力升高，但變形熱又使變形區內的金屬產(chǎn)生軟化，使變形抗力降低；同時(shí)，也有助于潤滑劑帶入?？?，減小摩擦，減小拉拔力。
?。?）摩擦及潤滑的影響 摩擦系數越大，所需要的拉拔力越大。模具材料越硬、拋光越良好，金屬越不容易粘結工具，摩擦力就越小。
一般的潤滑方法所形成的潤滑膜較薄，未脫離邊界潤滑的范圍，其摩擦力仍較大。如果采用流體動(dòng)力潤滑方法，就可使潤滑膜增厚，實(shí)現液體摩擦，降低拉拔力。
?。?）反拉力的影響 反拉力的影響是兩方面的。隨著(zhù)反拉力 Q 的增加，一方面，拉拔力 Pq 逐漸增加；另一方面，模壁受到的壓力 Mq 近似直線(xiàn)下降，使摩擦力減小，又使拉拔力減小。
因此，就會(huì )存在一個(gè)臨界反拉力 Qc。在反拉力達到臨界反拉力之前，對拉拔力無(wú)影響。當反拉力超過(guò)臨界反拉力值后，將改變塑性變形區內的應力分布，使拉拔力增大。
?。?）振動(dòng)的影響 對拉拔模具施以振動(dòng)，可以顯著(zhù)降低拉拔力，繼而提高道次加工率。
關(guān)于冷拔力的計算：
1 1 P=1.05
Fb? ? ?均 =425MPab?均 ? ?1 =tan +f 1-f tan tan +Cf/tan ? ? ? ? ? ? ?? ?（ ）/
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拉拔前后管材的平均直 比0 1/ C D D ?均 均
取 11 ? ?
0.1 f ?
?。ㄔ谶@里，由于用油潤滑，所以摩擦系數會(huì )更小一點(diǎn)）
1 01 / F F ? ? ?
?。?）葉麥爾亞涅恩科計算式
1 1 P=1.05
FbE ? ?均
式中: ? ?1 =tan +f 1 tan tan ]+af/tan E f ? ? ? ? ? （ ）/[
? ? ? ?1 1 1 1/ 2 a D S D S ? ? ?
D1、S1—分別為管材的外徑、壁厚。
1 0(1 / ) 100% F F ? ? ? ?
