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　　2.2　機(jī)架布置
　　機(jī)架布置依次為平輥→立輥→平輥→萬(wàn)能機(jī)架→萬(wàn)能機(jī)架→土耳其頭→土耳其頭，其中只有前5架參與變形，后兩架土耳其頭只起矯正作用(因?yàn)樵诔尚途匦喂軙r(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)邊凸出或短邊凹陷)，與其前一架孔型一致。
　　2.3　初步分配各機(jī)架變形量
　　由于各機(jī)架情況不同，變形量不能平均分配。在圓心角互余法孔型設(shè)計(jì)中，變形時(shí)是以最終成型后直線(xiàn)長(zhǎng)、短邊所對(duì)應(yīng)的圓心角的變化來(lái)體現(xiàn)的，要根據(jù)具體情況來(lái)合理分配。其分配原則：①平輥為傳動(dòng)輥，變形量可大些；②立輥為非傳動(dòng)輥，變形量可小些；③萬(wàn)能機(jī)架是精成型架，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，其變形量應(yīng)較�。虎芸紤]管子的冷加工硬化程度，各機(jī)架變形量總體上應(yīng)依次減少。
　　2.4　設(shè)計(jì)舉例
　　以KQJ80×60×5為例(單位：mm)，根據(jù)方矩形管標(biāo)準(zhǔn)外圓弧彎曲半徑^［3］，取r=12mm，總延伸系數(shù)μ=1.04。機(jī)架數(shù)N=7,平—立—平—萬(wàn)—萬(wàn)—土—土布置，成型道次n=5。
　　2.4.1　基本參數(shù)計(jì)算
　　如圖1(c)所示，矩形管外周長(zhǎng)為：L=2(A-2r)+2(B-2r)+2πr=259.36(mm)
　　圓管外徑為：
　　D_c=L/π=82.60(mm)
　　圓管成矩形管時(shí)應(yīng)考慮一定的定徑量，則實(shí)際焊接的圓管外徑為：
　　D=μL/π=85.90(mm)
　　圓管周長(zhǎng)為：
　　L₀=πD=269.73(mm)
　　所以定徑量為：
　　ΔR=(D-D_c)/2=1.65(mm)
　　各機(jī)架的孔型外周長(zhǎng)及各段弧長(zhǎng)在變形過(guò)程中基本不變，以保證精確成型。雖然各機(jī)架均有一定的定徑量，但因定徑量很小，可假設(shè)其在各機(jī)架均勻分布，則孔型外周長(zhǎng)為：
　　L_i=2π［R-(ΔR/n)i］
式中　n——成型機(jī)架數(shù)；
　　　i——成型機(jī)架序號(hào)。
　　長(zhǎng)邊對(duì)應(yīng)弧長(zhǎng)為：L_1i=［A-2r/L］L_i=0.216L_i
　　短邊對(duì)應(yīng)弧長(zhǎng)為：L_2i=［B-2r/L］L_i=0.139L_i
　　過(guò)渡圓弧對(duì)應(yīng)弧長(zhǎng)為：
　　L_3i=［(πr/2)/L］^.L_i=0.073L_i
　　變形前長(zhǎng)邊對(duì)應(yīng)圓心角為：
　　α₁=0.216L₀/R×57.3=78°
　　變形前短邊對(duì)應(yīng)圓心角為：
　　α₂=0.139L₀/R×57.3=50°
　　變形前過(guò)渡圓弧對(duì)應(yīng)圓心角為：
　　θ=0.073L₀/R×57.3=26°
　　由此可知，在整個(gè)變形過(guò)程中，θ由26°變至90°，α₁由78°變至0°，α₂由50°變至0°。
　　對(duì)稱(chēng)軸上高度方向總減徑量為：
　　ΔH=D-B=25.9(mm)
　　對(duì)稱(chēng)軸上寬度方向總減徑量為：
　　ΔB=D-A=5.90(mm)
　　各道次管坯周長(zhǎng)及相應(yīng)直線(xiàn)段(長(zhǎng)邊、短邊)、圓角過(guò)渡段對(duì)應(yīng)弧長(zhǎng)的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1　各道次孔型參數(shù)計(jì)算結(jié)果

圖2　平輥機(jī)架和萬(wàn)能機(jī)架孔型示意圖

　　設(shè)計(jì)步驟：
　�、� 根據(jù)變形量分配原則，設(shè)定α′_1i和α′_2i；
　　② 按α′_1i/2+α′_2i/2+θ′=90°的關(guān)系，求出θ′；
　�、� 計(jì)算孔型半徑R_1i、R_2i
　　　　R_1i=L_1i×57.3/α_1i′
　　　　R_2i=L_2i×57.3/a′_2i
　�、� 計(jì)算過(guò)渡圓弧半徑r_i
　　　　　　r_i=L_3i×57.3/θ′
　�、� 計(jì)算孔型半徑圓心至孔型中心距離e₁i、e₂i
　　由圖1(b)可得：
長(zhǎng)邊偏心距：e_1i=(R_1i-r_i)cos(α_1i′/2)-(R_2i-r_i)sin(a_2i′/2)
短邊偏心距：e_2i=(R_2i-r_i)cos(α_2i′/2)-(R_1i-r_i)sin(α_1i′/2)
　�、� 計(jì)算孔型高度H_i、孔型寬度B_i
　　　　H_i=2(R_1i-e_1i)
　　　　B_i=2(R_2i-e_2i)
　　⑦ 計(jì)算對(duì)稱(chēng)軸上道次減徑量ΔH_i、ΔB_i
　　　　ΔH_i=H_i-1-H_i
　　　　ΔB_i=B_i-1-B_i
　　各道次孔型參數(shù)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。
　　2.5 矩形管孔型設(shè)計(jì)圓心角互余法特點(diǎn)
　�、� 該法計(jì)算簡(jiǎn)單，圓心角設(shè)定和調(diào)整容易，成型精確；
　�、� 注意矯直機(jī)架的設(shè)置，變形量按參加變形的道次分配；
　�、� 為了便于加工，當(dāng)最后道次的孔型半徑過(guò)大時(shí)，可按直線(xiàn)處理，側(cè)壁取斜度；
　�、� 采用了四輥萬(wàn)能機(jī)架，可減少角部應(yīng)力，使軋輥表面與管坯表面的運(yùn)動(dòng)速度均衡，減少了滑移，從而可降低工具磨損和改善產(chǎn)品表面質(zhì)量。并且容易成角，可保證產(chǎn)品尺寸形狀；
　　⑤ 如果是采用該法進(jìn)行圓管變方管的孔型設(shè)計(jì)，因方管的邊長(zhǎng)相等就簡(jiǎn)便多了，只需將a₁′=a₂′即可。

作者：

          劉榮佩(昆明理工大學(xué)材料工程系　昆明　650093)
          張林洪(云南工業(yè)大學(xué)電力工程學(xué)院　昆明　650051)

參考文獻(xiàn)

1，李連詩(shī).異型管制造方法.北京：冶金工業(yè)出版社，1994：61～68
2，孫佳.方矩型管孔型設(shè)計(jì)方法.焊管，1992，15(6)：40～45
3，王先進(jìn)，涂厚道.冷彎型鋼生產(chǎn)及應(yīng)用.北京：冶金工業(yè)出版社，1994：220～221