冷拔钢管拔制力的计算(I)

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冷拔钢管拔制力的计算

宋宝湘编译

希望科技服务部印

2007年3月

本书较详细地阐述与分析了在各种方法冷拔钢管时的作用力与应力分布状况。根据新的轧制形理编著基础导出更正确更接近实践的计算公式。同时列举了许多学者和科技工作者发表的有关拔制力方面的计算公式作了比较分析，经过实践拔制力的测定与对比结果。本书推导的计算公式更接近实践值，换差较小已成为目前冷拔钢管生产与设计中应用最广泛的计算公式。

本书适用设计工者与生产技术人员应用，可供科技研究工作者与高等专科学校高年级学生参考

目录

引言 (1)

第一章钢管伸拔与影响拔制力的因素 (6)

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第一节钢管伸拔的拔制力 (6)

第二节影响拔制力的因素 (9)

第三节现有冷拔钢管拔制力的计算公式 (11)

第二章钢管在伸拔过程的作用力与应力分布 (22)

第一节钢管在无芯棒伸拔过程的作用与应力分布 (22)

第二节钢管在短芯棒伸拔过程的作用与应力分布 (24)

第三节钢管在长芯棒伸拔过程的作用与应力分布 (26)

第四节钢管在扩径伸拔过程的作用与应力分布 (27)

第三章钢管在伸拔过程的拔制力计算公式的推导 (31)

第一节钢管在无芯棒伸拔过程拔制力公式的推导 (31)

第二节钢管在短芯棒伸拔过程拔制力公式的推导 (40)

第三节钢管在长芯棒伸拔过程拔制力公式的推导 (48)

第四节钢管在扩径伸拔过程拔制力公式的推导 (48)

第四章钢管在伸拔过程的拔制力的测定与理编计算结果比较 (71)

第一节钢管拔制力的测定方法 (71)

第二节钢管在伸拔过程拔制力的理论计算结果与实际测定79 第五章各种计算拔制力公式的分析与比较 (91)

第一节各种计算拔制力公式的分析与计算结果比较 (91)

第二节本书推导出的计算公式的分析 (101)

第三节结论 (121)

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主要参考书 (124)

引 言

无缝钢管用热轧方法比较普遍具有许多特色和优点成为当今钢管生产主要方式和发展趋势。常见的由自动轧管机生产无缝钢管，它能制造最小尺寸外径D60～70mm ，壁厚S3～3.5mm 。在回转导轮轧机和连轧管机上可生产外径D50mm 壁厚S2～2.5mm 钢管，倘若再经过减径机将热轧状态的钢管进行减径成外径D25～30mm ，同时管壁厚略有增厚（约0.3～0.4mm ）。减径机采用单机架传动方式已被广泛应用，并采用钢管在机架间带张应力的轧制法，使管壁不发生变化或者略带有减浍作用。

热轧方法生产钢管它的尺寸精度外径原±0.8%而壁厚原%1015+

-，抵

有三辊式轧机（主要用来轧制滚珠轴承管与其它要求高精度的厚壁管），可以制造比较精确尺寸的钢管。

热轧钢管由于制造方法的决定，轧制后钢管表面产生高温氧化皮使管表面留有较深的痕迹，轻微的凹面，直通及其它缺陷。

因此，为了获得表面光洁，尺寸精度较高的钢管，有时应用热轧方法不可能建到或者不能生产的钢管。此时可采用冷拔，冷拔或冷拔冷轧联合的方法生产。

钢管冷拔方法生产无论从材质和钢级仍然可以生产制造许多规格品种，尤其关于几何形状和尺寸更多，冷拔方法可以生产医学上用

辑.欢迎下载支持. 的注射针头D0.4mm，壁厚S0.15mm的不锈钢管，同样可用冷拔方法生产外径D200mm。壁厚S25mm特大特厚高精度管。

由于冷拔方法生产工艺装备简单，投资少，操作简便，极运宜很多品种少数量，高精度短流程单机作业等特点，在我国仍有广泛的市场（尤其在我国地域辽阔，基础工业尚处于薄弱欠缺状态，小本经营的城镇企业有它独特的优势），成为大企业拾遗补漏的作用不可忽视。

钢管冷拔方法生产的特点；工序繁复，成本较高，尤其在在制造小尺寸薄壁管时需经过反复循环耗费增加，工模具有耗，人力物力（硫酸、退火、酸洗和其它工序）使金属耗费增加，工模具有耗，人力、物力（硫酸、煤气、风、水与能源等）耗费较大。为了弥补此种方法的缺点，在先进的冷拔管厂（或车间）配置相适应是冷轧机，将冷拔和冷轧方法结合起来，得到最经济最有效的工作法。在俄罗斯、日本、德国和西欧等国家得到普遍采用。

近年来冷拔机的构造和伸拔工艺技术均有很大的发展和改进极其良好的效果。冷拔机的机械化和自动化操作，多根（3～5根）和多道次拔连，小口径管的卷筒连拔法以及提高伸拔速度，改善润滑条件，液层传动，高硬度质模具，带温拔制，提高每导次变形量等方法获得广泛应用取得显著成果。

随着经济建设的发展，其中心以航空工业、石油工业、造船业、化工工业、汽车制造业、水电站和核电站工业，锅炉制造业压力容器，

辑.欢迎下载支持. 医疗卫生等等仍然需要大量高精度优质表面的冷拔钢管，几乎没有它会影响生产和发展。

提高冷拔管质量、数量，扩大品种和降低成本满足使用者需求仍然是冷拔钢管厂的迫切任务。如何成效地解决这些问题，务必在生产实际中发现问题，从各方面进行试验，研究探讨。

有关各种伸拔方法制造钢管拔制力的正确理论计很少有系统试验研究探讨，因此有关这方面研究成果和科学理论文献资料十分欠缺。

现有的计算拔制力的理论公式，大部分是由伸拔钢棒和钢丝公式推导而来，仅仅将这些公式作某些修改后就用来计算钢管的拔制力，没有全面地研究改革到钢管伸拔过程特定条件和要素，如某些公式没有改革伸拔过程体应力状态的作用，仅仅根据塑性力学推导拔制公式。又有些公式没有估计各种伸拔方法的特点和应力分布变化。因此计算正确性差误差较大。

大部分公式其计算结果与实践测定的拔制力间有明显差别，所以这些公式很少得到实际应用。

正确的计算拔制力公式，对生产操作，机组选择，模具设计，试验研究等都有指导和参数面值。

（1）根据伸拔钢管的几何尺寸及工艺面表，正确选择拔机功率。

（2）使生产车间专业化伸拔机的功率得到充分发挥和使用。