冷加工工艺培训
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冷軋拔鋼管生產工藝及流程簡介
主題內容
1﹒冷加工工藝計算基礎 2﹒ 冷加工工藝編排 3﹒ 冷加工各工序控制要點和常見缺陷分析
冷加工變形工藝基礎
鋼管每米重量計算簡式:
W=0.025*(D-S)*S
W---鋼管每米重量,kg/m D---鋼管外徑,mm S---鋼管壁厚,mm 例:
25*2鋼管每米重量 W=0.025*(25-2)*2 =1.15公斤/米
例: 7公斤重的25*2鋼管 符合標准 尺寸偏差范圍變化的長度差异
24.80 24.90 25.00 25.10 25.20 1.85 6.59 6.57 6.54 6.51 6.48 1.90 6.44 6.41 6.38 6.35 6.32 1.95 6.28 6.26 6.23 6.20 6.18 2.00 6.14 6.11 6.09 6.06 6.03 2.05 6.00 5.98 5.95 5.93 5.90 2.10 5.87 5.85 5.82 5.80 5.77 2.15 5.75 5.72 5.70 5.67 5.65
相對變形量:延伸率;減徑率;減壁率;減面率;
* 相對變形量關注的焦點材料特性的改變,是絕對變 形的結果 絕對變形量: 減徑量;減壁量;減面量 * 絕對變形量關注的焦點過程實現.與變形加工方式, 加工設備,加工前尺寸和形狀,模具特性,潤滑條件相關 思考: 大尺寸管: 絕對變形量大,相對變形量小
小尺寸管: 絕對變形量小,相對變形量大
冷加工變形量設定經驗范圍和關注約束點 1. 以壁厚變化為主軸 1) 大口徑管的變形工藝:從荒管壁厚與成品壁厚差出 發.确定需要的道次,推導需要擴徑的外徑尺寸,進行工 藝編排; 2) 軋拔聯合工藝:從荒管壁厚與成品壁厚差出發,結合 軋機孔型配置,确定需要的道次,利用軋拔(蘇+中)的模 式調整外徑變化,進行工藝編排 3) 小尺寸管(<16)的工藝排布: 從定壁道次出發,向上 采用軋拔聯合工藝排布,向下考慮中式拔制
1.
78－ (LG60) －60.33
68－ (LGBaidu Nhomakorabea0) －48.26
設備長度限制
冷拔機長度
î ÷ ª ¾ LD15 LD30 LD60 LG30 LG60
[ Æø × ¥ ®ª « 0.8-4 2.0-5.0 2.0-5.0 1.5-6.0 2.5-5
Ì j [ Æø × ³ ¤ ¥ ®ª « 4.8 6 6.5 6.5 6
N N N N <=1 N N N <=1 <=1.25 <=1.5 <=1.5 <=1 <=1.25 <=1.5 <=1.5 <=0.75 <=1.00 <=1.00 <=1.5 <=0.75 <=0.75 <=1.00 <=1.5 第一道拔制可比限制條件加0.5
一般控制原則和趨勢,根據實際情況可作适量調整
相對變形量的驗證和限制 冷拔延伸系數: 1) 蘇(芯徑): <=1.5(薄壁小口徑1.8);
2) 中(外徑): <=1.2(小口徑1.4):
3) 蘇+中: 冷軋延伸系數: 1) LD系列: 2) LG30/LG60: <=1.8 薄管<=4.5 厚壁<=3.0 <=1.8(薄壁小口徑2.1);
常熟華新現孔型配置 78荒管加工主線﹕ 78－(LG60)－57－(LG60)－40－ (LG30) －25 68荒管為主線﹕ 68－(LG60)－51－(LG60/LG30)－33.4－(LG30)－19 PIPE線﹕
N¹ ¥ ¸ [ Æø × ¥ ® ª « (¦Ì ) U Æø × ¤ ® ª « (¦Ì ) LB120 <=8.7 <=11.5 LB80 <=10.7 <=13.5 LB45-1 <=8.6 <=10.5 LB45-2 <=10.7 <=12.5 LB35 <=9 <=17.5 LB20 <=7.5 <=12.5 LB10 <=8.5 <=13 LB8 <=8.2 <=13.5 LB5 <=8 <=10.5 NÞ ä | Þ î § © ª ® © ¨ ¦Ò ¼ ¥ ¤ ® ² ,³ ± ¥ ® ª « <=6¦Ì { [ u Ä v q ` [ Æø ×
小結:
鋼管的實際長度差異與鋼管的實際壁厚關系密切,與外徑偏差影響較小
* 在生產過程控制中可以通過壁厚控制來調整產品長度,降低短尺產生的比例 *如果按理論重量交貨,通過有效的壁厚控制,可減少投料量,降低生產成本
變形延伸率計算公式:
U=(D-S)*S/[(d-s)*s]
D---變形前鋼管外徑,mm S---變形前鋼管壁厚,mm d---變形后鋼管外徑,mm s---變形后鋼管壁厚,mm 例: 由51*3.5變形到40*3的延伸率 U=(51-3.5)*3.5/[(40-3)*3] =1.498 (1.5)
其它變形參數之簡單描述
1. 減(擴)徑量:
鋼管變形前后的外徑差. 計量單位: mm
減徑量=加工前的外徑—加工后的外徑
擴徑量=加工后的外徑—加工前的外徑
2. 減(擴)徑率: 減(擴)徑量與加工前鋼管外徑之比 減徑率=(加工前的外徑—加工后的外徑)/加工前的外徑 擴徑率=(加工后的外徑—加工前的外徑)/加工前的外徑
其它變形之簡單描述
3. 減壁量
鋼管變形前后的壁厚差. 4. 減壁率 減壁量與變形前的壁厚之比 計量單位: mm
減壁量=加工前的壁厚—加工后的壁厚
減壁率=(加工前的壁厚—加工后的壁厚)/加工前的壁厚
5. 減面率 減面率=(加工前截面積—加工后截面積)/加工前截面積 =1-1/U
小結: 變形量的考慮分為相對變形量和絕對變形量
軋机加料長度限制
加工道次中不確定尺寸變化和余量設定
1. 空拔道次的壁厚變化 1) 厚壁管(D/S<6)減薄 ,一般每減少1毫米外徑,壁厚減薄 0.01~0.015;
2) 薄壁管(D/S>10)增厚,一般每減少1毫米外徑,壁厚增厚 0.01~0.015;
3) 芯徑拔制后聯拉外徑有增厚趨向,一般每減少1毫米外徑,壁厚 增厚0.01~0.015;
LG30
LG60
2. 減徑量配合壁厚變化編排
1) 蘇式(芯徑): 以考慮內間隙合適范圍确定減徑量 外徑>=130: 外徑40-130: 外徑<=40: 4-5 (擴徑后第一道6—7) 3-4 2-3
2) LG系列軋机同孔型配置 3) 中式(空拔): 一般 <=10 薄壁管,厚壁管,小口徑管取小值 <=6 4) 擴徑量:一般小于20;且限制于擴徑率<=12%
冷軋工藝減壁量設定限制條件 WT OD LD15 LD30 LD60 8-12 12-15 15-22 22-30 30-45 45-60 33.4-19 40-25 51-33.4 51-33.4 57-40 68-51 78-57 0.8-1.2 <=0.3 <=0.4 <=0.5 <=0.5 <=0.5 <=0.5 N N N N N N N 1.2-1.7 N <=0.3 <=0.75 <=0.75 <=0.5 <=0.75 N N N N N N N 1.7-2.5 N N <=0.75 <=0.75 <=1 <=1 <=1 <=1 <=1 N N N N 2.5-3.5 N N N <=0.75 <=1 <=1 <=1.25 <=1.5 <=1.5 <=1.5 N N N 3.5-4.5 N N N N N <=1.25 N <=1.5 <=1.75 <=2.00 <=2.00 <=2.00 <=2.00 4.5-5.5 N N N N N N N N N <=2.25 <=2.25 <=2.25 <=2.25 5.5-7 N N N N N N N N N N <=2.5 <=2.5 <=2.5 7-10 N N N N N N N N N N N <=3.00 <=3.00
冷拔工藝減壁量設定限制條件 WT OD 20-30 30-45 45-70 70-130 130-160 >=160 荒管 1.5-2 <=0.5 <=0.5 N N N N 2-3 <=0.75 <=0.75 <=0.5 N N N 3-4.5 4.5-6 6-8 8-10 10-16 N N N <=1.5 <=1.5 <=1.5 >=16 N N N N <=1.0 <=1.0
小結: 掌握本趨勢,确定鋼管定壁尺寸,避免尺寸超差和長度不足
實際應用檢核: 對薄壁管定壁采用負偏差,按最大變厚不會超差 厚壁管定壁,采用中位線定壁 增厚減薄的實際量與模具形狀,材料特性,材料的原始狀態有關
切分或投料量余量預算:
工藝卡規定的成品壁厚允許偏差 A: +10%/-10% 以名義尺寸為基礎, 定尺余量:200~300mm B: +20%/-0% 以+10%壁厚為計算基礎,定尺余量:200~300mm 2. 打頭頭量計算:200mm 3. 電加熱道次和打頭300mm 4. 空拔道次壁厚增厚經驗值0.015/mm外徑減少 5. 一道芯徑+外徑, 按+300mm毛管長度計算 6. 大口徑管荒管重量為1.1~1.15成品重量
主題內容
1﹒冷加工工藝計算基礎 2﹒ 冷加工工藝編排 3﹒ 冷加工各工序控制要點和常見缺陷分析
冷加工變形工藝基礎
鋼管每米重量計算簡式:
W=0.025*(D-S)*S
W---鋼管每米重量,kg/m D---鋼管外徑,mm S---鋼管壁厚,mm 例:
25*2鋼管每米重量 W=0.025*(25-2)*2 =1.15公斤/米
例: 7公斤重的25*2鋼管 符合標准 尺寸偏差范圍變化的長度差异
24.80 24.90 25.00 25.10 25.20 1.85 6.59 6.57 6.54 6.51 6.48 1.90 6.44 6.41 6.38 6.35 6.32 1.95 6.28 6.26 6.23 6.20 6.18 2.00 6.14 6.11 6.09 6.06 6.03 2.05 6.00 5.98 5.95 5.93 5.90 2.10 5.87 5.85 5.82 5.80 5.77 2.15 5.75 5.72 5.70 5.67 5.65
相對變形量:延伸率;減徑率;減壁率;減面率;
* 相對變形量關注的焦點材料特性的改變,是絕對變 形的結果 絕對變形量: 減徑量;減壁量;減面量 * 絕對變形量關注的焦點過程實現.與變形加工方式, 加工設備,加工前尺寸和形狀,模具特性,潤滑條件相關 思考: 大尺寸管: 絕對變形量大,相對變形量小
小尺寸管: 絕對變形量小,相對變形量大
冷加工變形量設定經驗范圍和關注約束點 1. 以壁厚變化為主軸 1) 大口徑管的變形工藝:從荒管壁厚與成品壁厚差出 發.确定需要的道次,推導需要擴徑的外徑尺寸,進行工 藝編排; 2) 軋拔聯合工藝:從荒管壁厚與成品壁厚差出發,結合 軋機孔型配置,确定需要的道次,利用軋拔(蘇+中)的模 式調整外徑變化,進行工藝編排 3) 小尺寸管(<16)的工藝排布: 從定壁道次出發,向上 采用軋拔聯合工藝排布,向下考慮中式拔制
1.
78－ (LG60) －60.33
68－ (LGBaidu Nhomakorabea0) －48.26
設備長度限制
冷拔機長度
î ÷ ª ¾ LD15 LD30 LD60 LG30 LG60
[ Æø × ¥ ®ª « 0.8-4 2.0-5.0 2.0-5.0 1.5-6.0 2.5-5
Ì j [ Æø × ³ ¤ ¥ ®ª « 4.8 6 6.5 6.5 6
N N N N <=1 N N N <=1 <=1.25 <=1.5 <=1.5 <=1 <=1.25 <=1.5 <=1.5 <=0.75 <=1.00 <=1.00 <=1.5 <=0.75 <=0.75 <=1.00 <=1.5 第一道拔制可比限制條件加0.5
一般控制原則和趨勢,根據實際情況可作适量調整
相對變形量的驗證和限制 冷拔延伸系數: 1) 蘇(芯徑): <=1.5(薄壁小口徑1.8);
2) 中(外徑): <=1.2(小口徑1.4):
3) 蘇+中: 冷軋延伸系數: 1) LD系列: 2) LG30/LG60: <=1.8 薄管<=4.5 厚壁<=3.0 <=1.8(薄壁小口徑2.1);
常熟華新現孔型配置 78荒管加工主線﹕ 78－(LG60)－57－(LG60)－40－ (LG30) －25 68荒管為主線﹕ 68－(LG60)－51－(LG60/LG30)－33.4－(LG30)－19 PIPE線﹕
N¹ ¥ ¸ [ Æø × ¥ ® ª « (¦Ì ) U Æø × ¤ ® ª « (¦Ì ) LB120 <=8.7 <=11.5 LB80 <=10.7 <=13.5 LB45-1 <=8.6 <=10.5 LB45-2 <=10.7 <=12.5 LB35 <=9 <=17.5 LB20 <=7.5 <=12.5 LB10 <=8.5 <=13 LB8 <=8.2 <=13.5 LB5 <=8 <=10.5 NÞ ä | Þ î § © ª ® © ¨ ¦Ò ¼ ¥ ¤ ® ² ,³ ± ¥ ® ª « <=6¦Ì { [ u Ä v q ` [ Æø ×
小結:
鋼管的實際長度差異與鋼管的實際壁厚關系密切,與外徑偏差影響較小
* 在生產過程控制中可以通過壁厚控制來調整產品長度,降低短尺產生的比例 *如果按理論重量交貨,通過有效的壁厚控制,可減少投料量,降低生產成本
變形延伸率計算公式:
U=(D-S)*S/[(d-s)*s]
D---變形前鋼管外徑,mm S---變形前鋼管壁厚,mm d---變形后鋼管外徑,mm s---變形后鋼管壁厚,mm 例: 由51*3.5變形到40*3的延伸率 U=(51-3.5)*3.5/[(40-3)*3] =1.498 (1.5)
其它變形參數之簡單描述
1. 減(擴)徑量:
鋼管變形前后的外徑差. 計量單位: mm
減徑量=加工前的外徑—加工后的外徑
擴徑量=加工后的外徑—加工前的外徑
2. 減(擴)徑率: 減(擴)徑量與加工前鋼管外徑之比 減徑率=(加工前的外徑—加工后的外徑)/加工前的外徑 擴徑率=(加工后的外徑—加工前的外徑)/加工前的外徑
其它變形之簡單描述
3. 減壁量
鋼管變形前后的壁厚差. 4. 減壁率 減壁量與變形前的壁厚之比 計量單位: mm
減壁量=加工前的壁厚—加工后的壁厚
減壁率=(加工前的壁厚—加工后的壁厚)/加工前的壁厚
5. 減面率 減面率=(加工前截面積—加工后截面積)/加工前截面積 =1-1/U
小結: 變形量的考慮分為相對變形量和絕對變形量
軋机加料長度限制
加工道次中不確定尺寸變化和余量設定
1. 空拔道次的壁厚變化 1) 厚壁管(D/S<6)減薄 ,一般每減少1毫米外徑,壁厚減薄 0.01~0.015;
2) 薄壁管(D/S>10)增厚,一般每減少1毫米外徑,壁厚增厚 0.01~0.015;
3) 芯徑拔制后聯拉外徑有增厚趨向,一般每減少1毫米外徑,壁厚 增厚0.01~0.015;
LG30
LG60
2. 減徑量配合壁厚變化編排
1) 蘇式(芯徑): 以考慮內間隙合適范圍确定減徑量 外徑>=130: 外徑40-130: 外徑<=40: 4-5 (擴徑后第一道6—7) 3-4 2-3
2) LG系列軋机同孔型配置 3) 中式(空拔): 一般 <=10 薄壁管,厚壁管,小口徑管取小值 <=6 4) 擴徑量:一般小于20;且限制于擴徑率<=12%
冷軋工藝減壁量設定限制條件 WT OD LD15 LD30 LD60 8-12 12-15 15-22 22-30 30-45 45-60 33.4-19 40-25 51-33.4 51-33.4 57-40 68-51 78-57 0.8-1.2 <=0.3 <=0.4 <=0.5 <=0.5 <=0.5 <=0.5 N N N N N N N 1.2-1.7 N <=0.3 <=0.75 <=0.75 <=0.5 <=0.75 N N N N N N N 1.7-2.5 N N <=0.75 <=0.75 <=1 <=1 <=1 <=1 <=1 N N N N 2.5-3.5 N N N <=0.75 <=1 <=1 <=1.25 <=1.5 <=1.5 <=1.5 N N N 3.5-4.5 N N N N N <=1.25 N <=1.5 <=1.75 <=2.00 <=2.00 <=2.00 <=2.00 4.5-5.5 N N N N N N N N N <=2.25 <=2.25 <=2.25 <=2.25 5.5-7 N N N N N N N N N N <=2.5 <=2.5 <=2.5 7-10 N N N N N N N N N N N <=3.00 <=3.00
冷拔工藝減壁量設定限制條件 WT OD 20-30 30-45 45-70 70-130 130-160 >=160 荒管 1.5-2 <=0.5 <=0.5 N N N N 2-3 <=0.75 <=0.75 <=0.5 N N N 3-4.5 4.5-6 6-8 8-10 10-16 N N N <=1.5 <=1.5 <=1.5 >=16 N N N N <=1.0 <=1.0
小結: 掌握本趨勢,确定鋼管定壁尺寸,避免尺寸超差和長度不足
實際應用檢核: 對薄壁管定壁采用負偏差,按最大變厚不會超差 厚壁管定壁,采用中位線定壁 增厚減薄的實際量與模具形狀,材料特性,材料的原始狀態有關
切分或投料量余量預算:
工藝卡規定的成品壁厚允許偏差 A: +10%/-10% 以名義尺寸為基礎, 定尺余量:200~300mm B: +20%/-0% 以+10%壁厚為計算基礎,定尺余量:200~300mm 2. 打頭頭量計算:200mm 3. 電加熱道次和打頭300mm 4. 空拔道次壁厚增厚經驗值0.015/mm外徑減少 5. 一道芯徑+外徑, 按+300mm毛管長度計算 6. 大口徑管荒管重量為1.1~1.15成品重量