LG30冷轧管机轧具孔型曲线的优化

• 作 者: 郑田清
• 发表日期: 2017年期
• 关键词: 冷轧管机 孔型曲线优化 有限元分析 尺寸精度 正交试验设计

随着工业与科技的快速发展,行业中冷轧钛管的需求量越来越大,质量要求也越来越高。本文以张家港某金属制品厂LG30冷轧管机为研究对象,在该厂现有轧具孔型设计理论的基础上,对轧具孔型曲线进行了优化研究:首先,借助Pro/E5.0软件和DEFORM-3D有限元软件进行了LG30冷轧管机的钛管冷轧成形过程的模拟仿真,对轧制力的变化规律及轧成管的尺寸精度进行了分析。其次,以轧制力的变化规律和轧成管的尺寸精度为研究目标,结合有限元分析法,从开口形状和开口尺寸两个方面采用了三种方法对轧具的孔型曲线进行了优化研究:第一、通过分析孔型开口曲线的五组开口角来研究了开口形状。根据4副轧具的有限元分析和实际轧制的结果,得出了开口角为25o时,减壁量小于4mm的轧成管有较好的尺寸精度。第二、采用调整7个孔型设计参数来研究开口尺寸,以轧制力仿真值得变化规律作为参考依据,调整相关参数得到轧制力计算值的变化规律比较接近仿真值变化规律时的一组参数组合,有限元分析及实际轧制结果证明了该组参数下的轧成管尺寸精度有所改善。第三、采用正交试验法来研究开口尺寸,对7个孔型设计参数分别设置4个水平值,设计正交表L32(49)并进行了模拟试验,利用极差分析法分析得到各参数对目标函数的影响规律及影响程度,得出了各参数影响程度的主次顺序,根据极差值和参数影响的主次顺序,综合分析得到了轧具孔型优化的最佳参数组合,在此基础上进行了冷轧钛管过程的有限元分析及实轧检验,结果显示优化后轧制力曲线的变化规律更理想,且轧成管的尺寸精度更高。最后,分析了以上三种研究方法所得结论的优缺点,并对正交试验法所得结论的普遍适用性进行了20组不同轧制规格的实轧检验,结果显示,90%的轧具轧制效果比较理想。