辊模孔型设计在轧制表提供的毛管和荒管尺寸的基础上进
行, 其步骤如下:
(1) 编制计算程序。
1) 分配各机架的变形量和确定机架数目。
2) 选定孔型形状, 建立孔型结构参数的数学模型, 如图4-
48所示。
D=a+b
e= [(b2 -a2)/(2a-b)]
R=a+e
或 R= (a2+b2-ba)/(2a-b)
θ=sin-1[0.866(b/R)]
γ=60°-θ
·237·式中 D———孔型名义直径;
a———孔型短半轴(或轧槽高);
b———轧槽长半轴;
R———轧槽圆弧半径;
e———偏心距。
图4-48 三辊式顶管辊模的孔型
a—轧制情况; b—回送情况
辊缝值Δg一般为1~2mm, 圆角半径r一般为2~5mm, 大
管取大的数值。 偏心量ei从第一机架至最后机架逐渐减小, 最后
机架ei=0。 下标i为机架号。
3) 建立计算各机架孔型中的荒管横断面积的数学模型。
Fi =Fi-1/μi;F0 =Fm =π(Dm-Sm)Sm;
Fn =Fz =π(Dz-Sz)Sz
式中 F———管子横断面积;
D、 S———分别为管子的外径和壁厚;
下标 m、 z———分别表示毛管和顶管后的荒管;
0、 n、i———机架号。
Fpi=3·[πRi2(θi/180) -Rieisinθi]
Fi=Fpi-(π/4)Dma2
式中 Fpi———第i机架的孔型断面积;
Fi———第i机架的管子横断面积;
Dma———芯棒直径;
其他符号的意义见图4-48。
对于第一机架和第二机架, 辊缝处荒管内表面与芯棒之间是
有间隙的。 考虑到顶管机是靠顶推力来实现工件变形过程的, 对
各机架荒管横断面积的计算精度要求可以放宽, 故上述算式中对
此间隙的面积未予以考虑。
4) 汇总为计算孔型中钢管横断面积和孔型几何尺寸所需的
孔型结构参数, 即计算时的赋值参数。 孔型设计本质上是寻找到
孔型中钢管横断面积为期望值时所对应的孔型尺寸, 它是通过赋
予轧槽高度a一个初值和合适的步长da以及计算误差Δ, 通过
用逼近法不断迭代计算来实现的。
5) 绘制算法流程图。
6) 编制计算程序。 计算从第一机架开始顺轧制方向进行,
直至全部机架计算完成。
7) 对计算程序进行实例运行调试, 并不断修改完善, 直到
运行顺畅, 计算精度符合要求。
(2) 利用计算程序进行运算。
1) 赋值: 赋入毛管外径、 毛管壁厚、 荒管外径、 荒管壁厚;
机架数目n; 各机架分担的变形任务比例。
2) 运算和打印结果。
(3) 绘制出孔型图。