目录
一、φ273mm限动芯棒连轧管机组工艺及设备简介
1.1连轧管机组工艺流程
1.2主要设备及性能参数
1.3工艺条件
2.1编制轧制表
2.1.1热成品管尺寸
2.1.2减径后尺寸
2.1.3减径前即脱管后荒管尺寸
2.1.4穿孔后毛管尺寸
2.1.5管坯尺寸
2.1.6各工序延伸系数校核
3.1确定机架数目
3.2分配减径率
3.4计算各架孔型参数
四、 连轧管机孔型设计
4.1选定孔型系统
4.2计算总变形量和分配各机架的变形量
4.3计算各机架孔型顶部壁厚
4.4确定各架孔型高度
4.5确定各架孔型宽度bi
4.6确定孔型其他尺寸
4.7绘制孔型图，计算各孔型管子面积
4.8校核各延伸系数
五、 穿孔机工具设计
5.2顶头设计
5.3导盘设计
六、 穿孔机调整参数的确定
6.1 定顶头直径
6.2顶前压下率
6.3确定轧辊间距
6.4确定顶头前伸量C和顶杆位置y
6.5确定导盘间距
6.6前进角a和轧辊转速的选定
七、小结
管材轧制工艺课程设计
设计题目：φ273mm限动芯棒连轧管机组φ140×5工艺设计
一、 工艺及设备简介
1.1连轧管机组工艺流程
坯料准备→坯料加热→热定心→二辊锥形辊主动导盘的狄舍尔斜轧穿孔机→五机架二辊450 交叉布置MPM连轧管机→三架三辊Y型布置定径脱管机→再加热→12架微张力定(减)机(三辊式)→钢管冷却→精整
1.2主要设备及性能参数
1.2.1穿孔机: 二辊锥形辊主动导盘的狄舍尔斜轧穿孔机
技术参数:
毛管外径: φ220mm, φ336mm, φ410mm
轧制力/扭矩：7500KN/1290KN·m 轧辊直径:1250~1350mm
送进角/辗轧角：
轧制速度：
轧辊电机功率：2×5000KW
转速：
1.2.2轧管机：五机架二辊450 交叉布置MPM连轧管机+三架三辊Y型布置定径脱管机
技术参数：
荒管直径：φ200mm，φ281mm，φ350mm
轧辊直径：550~890mm
最大轧制速度：
最大轧制扭矩：·m
轧辊电机功率：10900KW
左翼 转速：60~600~1200
1.2.3微张力（定）减径机：12架微张力定(减)机(三辊式)
醇基液体燃料 技术参数：
该机架为三辊式
成品管规格：φ133~340×5~40mm
轧制力/力矩（max）：80KN/1910KN·m
机架间距：650mm
轧辊名义直径：670mm
电机功率：135~800kw
电机转速：400~1600
1.3工艺条件
坯料：φ220mm，φ280mm，φ330mm。坯长1.8~4.5m
穿制20号钢的顶头前相对直径压缩率△Ddp％=8％
霸权稳定论二、各工序中管子尺寸
2.1编制轧制表
2.1.1热成品管尺寸：
外径：
壁厚：
内径：
2.1.2减径后尺寸：
外径：
壁厚：
内径：
2.1.3减径前即脱管后荒管尺寸：
胖九 减径机总减径率
外径：
减径中的壁厚增量：
D1、S1——来料外径和壁厚，mm
Dc——成品外径，mm
壁厚：
2.1.4穿孔后毛管尺寸：
毛管内径：
——芯棒与荒管内孔间隙（脱棒间隙），一般为1~3mm；
——芯棒与毛管内孔间隙（插棒间隙），一般为5~12mm。
毛管壁厚：
毛管外径：
2.1.5管坯尺寸：
管坯直径：
毛管外扩径量：
2.1.6各工序延伸系数校核：
穿孔机：
轧管机：
各工序中外径、壁厚、内径见下表：
| 外径D | 壁厚S | 内径d |
成品尺寸 | 140mm | 5mm | 130mm |
成品热尺寸 | 141.82mm | 5.065mm | 131.69mm |
洛杉矶大地震轧管后（脱管前）尺寸 | 200mm | 4.4mm | 191.2mm |
穿孔后（轧管前）尺寸 | 220mm | 14.4mm | 193.2mm |
坯料（穿孔前）尺寸 | 220mm | — | — |
| | | |
三、 减径机各机架变形量分配及孔型设计
3.1确定机架数目：
D1、Dn——来料和成品管直径，mm
——平均减径率，取3.2%
3.2分配减径率：
总减径率和各机架减径率需满足：
取，，，，
3.3计算各架平均直径：
3.4计算各架孔型参数
各孔型椭圆度：
各架孔型长半轴和短半轴：
第一架：短半轴：
长半轴：
偏心量：
圆弧半径：
第二架：
短半轴：
长半轴：
偏心量：
圆弧半径：
第三架：
短半轴：
长半轴：
偏心量：
圆弧半径：
减径机各个孔型参数见下图：
| | 短半轴 | 长半轴b | 偏心量e | 圆弧半径R |
第一架 | 1.01 | 98mm | 99mm | 2mm | 100mm |
第二架 | 1.02 | 94.6mm | 96.5mm | 4mm | 98.5mm |
第三架 | 1.03 | 90.6mm | 93.4mm | 5mm | 96.2mm |
第四架 | 1.03 | 87.2mm | 89.8mm | 6mm | 92.7mm |
第五架 | 1.03 | 84.2mm | 87.1mm | 6mm | 89.8mm |
第六架 | 1.03 | 81.6mm | 84mm | 5mm | 86.7mm |
第七架 | 1.03 | 78.7mm | 81.1mm | 5mm | 83.6mm |
第八架 | 1.03 | 76mm | 78.2mm | 5mm | 80.8mm |
第九架 | 1.03 | 73.4mm | 75.6mm | 5mm | 78mm |
第十架 | 1.03 | 70.9mm | 73.1mm | 5mm | 75.3mm |
第十一架 | 1.03 | 68.4mm | 70.5mm | 6mm | 72.4mm |
第十二架 | 半导体集成电路1.01 | 68mm | 68.6mm | 2mm | 69.2mm |
| | | | | |
四、 连轧管机孔型设计
4.1选定孔型系统
前两架用直线侧壁圆孔型，其对金属的横向变形有限制作用； 中间架用圆弧侧壁圆孔型，对金属的横向变形限制作用大，壁厚不均较小；后两架用圆孔型，出成品，变形量小，可提高荒管的尺寸精度。
4.2计算总变形量和分配各机架的变形量
总延伸系数：
总减壁量：
各机架变形量分配满足：
为防止轧制毛管出耳子，减少孔型横向壁厚不均，改善轧件表面质量，变形分配量应集中在前三架，随后变形量迅速下降，成型机架使管子松棒，变形量小。
，，，，
4.3计算各机架孔型顶部壁厚
4.4确定各架孔型高度
芯棒直径：
——芯棒与荒管内孔间隙（脱棒间隙），一般为1~3mm。
;
;
;
4.5确定各架孔型宽度bi
为了保证第一架的咬入，其孔型宽度：
第二架由于壁厚较大，不易抱芯棒，为提高壁厚均匀性，取孔型椭圆度系数，
第三架采用自由宽展孔型比便脱棒，取孔型椭圆度系数，
第四、五架是成壁孔型，为提高壁厚精度和不使管子抱芯棒太紧，取孔型椭圆度系数，
；
4.6确定孔型其他尺寸
开口角θ：第一架取50°，第二、三、四架取45°，第五
架取30°；
辊缝Δ：第一架取8mm，其余各架取4mm；
槽口圆角半径r：前两架取20mm，后三架取15mm。
4.7绘制孔型图，计算各孔型管子面积
各孔型平均直径：
各孔型管子面积：
；；；；
4.8校核各延伸系数
各机架延伸系数：；
；
；
；
五、 穿孔机工具设计
5.1穿孔机轧辊设计
5.1.1轧辊直径Dg：
5.1.2轧辊辊型：扩经穿孔：轧辊入口带长度L1=轧辊出口带长度L2
轧辊入口锥角β1<轧辊出口锥角β2
采用小的入口锥角可改善咬入条件，提高毛管质量和穿孔效率，β1取3°，β2取5°
5.1.3轧辊辊身长度L：
L3——轧制带宽度，取0mm；
——该穿孔机上管坯直径的最大压缩量，mm；
R——轧辊端面圆角直径，取15~25mm。
L=670mm
5.1.4轧辊材质：穿孔机轧辊大多采用
5.2顶头设计
5.2.1顶头直径：
5.2.2鼻部尺寸：鼻部直径
鼻部长度
5.2.3穿孔锥尺寸：通常
穿孔锥母线圆弧直径：
5.2.4平整段尺寸：
Zch——毛管出口螺距，mm。
n——轧辊数目，为2；
——前进角，取12°；
。
平整段母线锥角
5.2.5倒锥尺寸：采用更换式顶头，
倒锥后端直径：
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