權(quán)利要求書： 1.一種軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1，確定軋前管坯的直徑Da、壁厚Ha和軋后成品管直徑Db、壁厚Hb的數(shù)值；

步驟2，通過以下第一公式計(jì)算管坯壓下段總的等效應(yīng)變值εd：第一公式中:

εz為管坯的軸向主應(yīng)變；

εj為管坯的徑向主應(yīng)變；

εc為管坯的周向主應(yīng)變；

εd為管坯壓下段總的等效應(yīng)變值；

步驟3，通過單向壓縮實(shí)驗(yàn)確定管坯材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系σ(ε)；

步驟4，將管坯壓下段沿長(zhǎng)度Lp方向n等分，n為40?60；

步驟5，使管坯壓下段劃分的最后截面處的應(yīng)變值等于總的等效應(yīng)變值，并對(duì)應(yīng)力應(yīng)變曲線積分求得應(yīng)變能密度κ；

步驟6，通過以下第二公式計(jì)算各截面的應(yīng)變能密度變化值Δκi：第二公式中：

Δκ1為第1次管坯變形時(shí)某截面的應(yīng)變能密度變化值；

Δκ2為第2次管坯變形時(shí)某截面的應(yīng)變能密度變化值；

Δκ3為第3次管坯變形時(shí)某截面的應(yīng)變能密度變化值；

Δκx為第x次管坯變形時(shí)某截面的應(yīng)變能密度變化值；

εx為管坯壓下段x截面處管坯的等效應(yīng)變值；

步驟7，計(jì)算管坯壓下段x處的等效應(yīng)變值εx；

步驟8，通過以下第三公式計(jì)算管坯壓下段x處的管坯厚度Hx第三公式中：

Dx為管坯壓下段x截面處的孔型直徑；

Hx為管坯壓下段x截面處管坯的壁厚；

步驟9，確定芯棒的形狀并通過以下第四公式計(jì)算管坯壓下段x處的芯棒直徑dx：第四公式中：

dx為管坯壓下段x截面處的芯棒直徑；

d0為芯棒圓柱段直徑；

Δd為工作段長(zhǎng)度L方向上芯棒直徑的總改變量；

步驟10，通過以下第五公式計(jì)算管坯壓下段x處的孔型直徑Dx：Dx＝dx+2Sx，進(jìn)而確定出軋輥的孔型曲線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟3中，所述的實(shí)驗(yàn)是指，將所述管坯材料做成實(shí)驗(yàn)試件，進(jìn)行3?6次單向壓縮實(shí)驗(yàn)，根據(jù)插值方法將最后所得的應(yīng)力應(yīng)變曲線進(jìn)行分析計(jì)算，得到所述管坯材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為以下第六公式：

5 4 3 2

σ(ε)＝12996×ε?30124×ε+26731×ε?11047×ε+3015×ε+269。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟4中所述管坯壓下段沿長(zhǎng)度Lp方向進(jìn)行50等分。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在步驟5中，在所述管坯壓下段劃分的最后截面處的應(yīng)變值等于總的等效應(yīng)變值的設(shè)定下，通過以下第七公式計(jì)算出應(yīng)變能密度：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在步驟7中，可以通過所述的應(yīng)變能密度變化值Δκ1、Δκ2、Δκ3等來確定所述第x次管坯變形時(shí)某截面的應(yīng)變能密度變化值Δκx，進(jìn)而計(jì)算出積分上限的所述管坯壓下段x截面處管坯的等效應(yīng)變值εx。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在步驟9中，芯棒采取拋物線類型芯棒。

7.一種管材質(zhì)量檢驗(yàn)方法，其特征在于，用于檢測(cè)權(quán)利要求1?6中任意一種軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)并生產(chǎn)的成品管的質(zhì)量，成品管質(zhì)量檢驗(yàn)的維度一為成品管的變形錐內(nèi)表面是否光滑，通過以下第八公式計(jì)算成品管的變形錐各截面緊密結(jié)合度檢驗(yàn)：第八公式中：

γX為管坯變形錐在X處截面的緊密結(jié)合度；

S'X為管坯變形錐內(nèi)在X處芯棒的橫截面積；

SX為管坯變形錐在X處管坯最內(nèi)層與芯棒組成的圓形面積。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的管材質(zhì)量檢驗(yàn)方法，其特征在于，成品管質(zhì)量檢驗(yàn)的維度二為成品管的壁厚偏差率β，通過以下第九公式計(jì)算成品管的壁厚偏差率β：第九公式中：

β為成品管的壁厚偏差率；

Hmax為成品管的最大壁厚值；

Hmin為成品管的最小壁厚值；

H為成品管的標(biāo)準(zhǔn)壁厚值；

其中，所述成品管的外徑最大允許偏差是0.15mm，所述成品管的壁厚最大允許偏差是

0.1mm。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的管材質(zhì)量檢驗(yàn)方法，其特征在于，成品管質(zhì)量檢驗(yàn)的維度三為成品管的外徑橢圓度 通過以下第十公式計(jì)算成品管的外徑橢圓度為成品管的外徑橢圓度；

Dmax為成品管最大外徑值；

Dmin為成品管最小外徑值。

說明書： 一種軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)方法及管材質(zhì)量檢驗(yàn)方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及金屬管材冷軋技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)方法及管材質(zhì)量檢驗(yàn)方法。背景技術(shù)[0002] 無(wú)縫鋼管是一種用途廣泛并且價(jià)格經(jīng)濟(jì)的管材，其具有精度高、表面粗糙度小、耐腐蝕等優(yōu)良性能，所以被廣泛應(yīng)用于精密儀器設(shè)備、汽車零部件、輸送石油和天然氣等流體的管道等領(lǐng)域上。無(wú)縫鋼管的內(nèi)表面光滑度以及形狀誤差控制已經(jīng)成為檢驗(yàn)產(chǎn)品合格的重要指標(biāo)，而軋輥孔型的進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)將是提高內(nèi)表面光滑度以及降低形狀誤差重要途徑。[0003] 管材的變形主要發(fā)生在軋具孔型的壓下段，孔型設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是進(jìn)行壓下段的孔型脊部曲線、芯棒曲線和孔型側(cè)壁開口的設(shè)計(jì)。針對(duì)二輥皮爾格冷軋管機(jī)孔型曲線的設(shè)計(jì)，目前典型的設(shè)計(jì)方法有以下兩種：第一種是將金屬在冷軋過程中因加工硬化而塑性降低的情況考慮在內(nèi)，按壁厚相對(duì)壓下量沿孔型長(zhǎng)度按照相應(yīng)規(guī)律逐漸減少的原則來設(shè)計(jì)軋具孔型；第二種方法是按照冷軋過程中金屬對(duì)軋輥壓力不變的原則，在沿著孔型長(zhǎng)度方向上按照一定規(guī)律設(shè)計(jì)壁厚絕對(duì)壓下量。[0004] 目前傳統(tǒng)的軋輥孔型設(shè)計(jì)方法，需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取大量的待定參數(shù)，并且其根據(jù)管坯材料確定軋輥孔型設(shè)計(jì)參數(shù)的流程也較為繁瑣，對(duì)企業(yè)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)知識(shí)以及經(jīng)驗(yàn)水平要求較高，成本花費(fèi)較大。[0005] 顯而易見，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的軋輥孔型經(jīng)常出現(xiàn)表面質(zhì)量問題；對(duì)軋機(jī)減徑率分配的孔型設(shè)計(jì)方法沒有考慮到管坯在變形階段的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，因此會(huì)影響管材的機(jī)械性能、外形以及內(nèi)表面光滑度。[0006] 另外，目前實(shí)際操作中也缺少一種更方便、更準(zhǔn)確的管材質(zhì)量檢驗(yàn)方法。發(fā)明內(nèi)容[0007] 本發(fā)明的目的一在于提供一種軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)方法，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)人員的工作經(jīng)驗(yàn)要求不高，能夠降低生產(chǎn)成本，同時(shí)，提供了一種合理的設(shè)計(jì)方案，能夠降低軋輥孔型設(shè)計(jì)的難度，同時(shí)擴(kuò)大軋機(jī)所能軋制管坯規(guī)格的范圍。[0008] 一種軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：[0009] 步驟1，確定軋前管坯直徑Da、壁厚Ha和成品管直徑Db、壁厚Hb的數(shù)值；[0010] 步驟2，通過以下第一公式計(jì)算管坯壓下段總的等效應(yīng)變值εd：[0011][0012] 第一公式中:[0013] εz為管坯的軸向主應(yīng)變；[0014] εj為管坯的徑向主應(yīng)變；[0015] εc為管坯的周向主應(yīng)變；[0016] εd為管坯壓下段總的等效應(yīng)變值；[0017] 步驟3，通過單向壓縮實(shí)驗(yàn)確定管坯材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系σ(ε)；[0018] 步驟4，將管坯壓下段沿長(zhǎng)度Lp方向n等分,n為40?60；[0019] 步驟5，使管坯壓下段劃分的最后截面處的應(yīng)變值等于總的等效應(yīng)變值，并對(duì)應(yīng)力應(yīng)變曲線積分求得應(yīng)變能密度κ；[0020] 步驟6，通過以下第二公式計(jì)算各截面的應(yīng)變能密度變化值Δκi：[0021][0022] 第二公式中：[0023] Δκ1為第1次管坯變形時(shí)某截面的應(yīng)變能密度變化值；[0024] Δκ2為第2次管坯變形時(shí)某截面的應(yīng)變能密度變化值；[0025] Δκ3為第3次管坯變形時(shí)某截面的應(yīng)變能密度變化值；[0026] Δκx為第x次管坯變形時(shí)某截面的應(yīng)變能密度變化值；[0027] εx為管坯壓下段x截面處管坯的等效應(yīng)變值；[0028] 步驟7，計(jì)算管坯壓下段x處的等效應(yīng)變值εx；[0029] 步驟8，通過以下第三公式計(jì)算管坯壓下段x處的管坯厚度Hx[0030][0031] 第三公式中：[0032] Dx為管坯壓下段x截面處的孔型直徑；[0033] Hx為管坯壓下段x截面處管坯的壁厚；[0034] 步驟9，確定芯棒的形狀并通過以下第四公式計(jì)算管坯壓下段x處的芯棒直徑dx：[0035][0036] 第四公式中：[0037] dx為管坯壓下段x截面處的芯棒直徑；[0038] d0為芯棒圓柱段直徑；[0039] Δd為工作段長(zhǎng)度L方向上芯棒直徑的總改變量；[0040] 步驟10，通過以下第五公式計(jì)算管坯壓下段x處的孔型直徑Dx：Dx＝dx+2Sx，進(jìn)而確定出軋輥的孔型曲線。[0041] 優(yōu)選的，步驟3中，所述的實(shí)驗(yàn)是指，將所述管坯材料做成實(shí)驗(yàn)試件，進(jìn)行3?6次單向壓縮實(shí)驗(yàn)，根據(jù)插值相關(guān)知識(shí)將最后所得的應(yīng)力應(yīng)變曲線進(jìn)行分析計(jì)算，得到所述管坯材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為以下第六公式：[0042] σ(ε)＝12996×ε5?30124×ε4+26731×ε3?11047×ε2+3015×ε+269。[0043] 優(yōu)選的，步驟4中所述管坯壓下段沿長(zhǎng)度Lp方向進(jìn)行50等分。[0044] 優(yōu)選的，在步驟5中，在所述管坯壓下段劃分的最后截面處的應(yīng)變值等于總的等效應(yīng)變值的設(shè)定下，通過以下第七公式計(jì)算出應(yīng)變能密度：[0045][0046] 優(yōu)選的，在步驟7中，可以通過所述的應(yīng)變能密度變化值Δκ1、Δκ2、Δκ3等來確定所述第x次管坯變形時(shí)某截面的應(yīng)變能密度變化值Δκx，進(jìn)而計(jì)算出積分上限的所述管坯壓下段x截面處管坯的等效應(yīng)變值εx。[0047] 優(yōu)選的，在步驟9中，所述芯棒采取拋物線類型芯棒。[0048] 塑性應(yīng)變能密度可以作為材料表面塑性失穩(wěn)的判斷依據(jù)，材料表面的塑性應(yīng)變能密度也越大，表面褶皺缺陷產(chǎn)生的可能性也越大；合理設(shè)計(jì)芯棒的形狀既可減少正行程軋制開始時(shí)的減徑量，又可以使得金屬的主要變形發(fā)生在錐度小的那部分芯棒上；[0049] 本發(fā)明通過采用上述技術(shù)方案，通過對(duì)管材材料進(jìn)行的多次應(yīng)力應(yīng)變實(shí)驗(yàn)，得到合理的應(yīng)力應(yīng)變曲線，并考慮到其應(yīng)變能密度的合理分配，為軋輥孔型設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，其孔型設(shè)計(jì)過程方便，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)人員的工作經(jīng)驗(yàn)要求不高，能夠降低生產(chǎn)成本；另外，由于傳統(tǒng)的軋輥孔型設(shè)計(jì)在軋制一段或者一定直徑的無(wú)縫鋼管時(shí)，會(huì)在管坯內(nèi)表面出現(xiàn)褶皺等表面質(zhì)量問題，不宜更長(zhǎng)或者更大直徑的管坯軋制，而采用本發(fā)明的孔型設(shè)計(jì)能夠改善這種質(zhì)量缺陷，同時(shí)也能適應(yīng)更大規(guī)格范圍的管坯軋制。[0050] 本發(fā)明的目的二在于提供一種管材質(zhì)量檢驗(yàn)方法，[0051] 一種管材質(zhì)量檢驗(yàn)方法，用于檢測(cè)上述方案中任意一種軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)并生產(chǎn)的成品管的質(zhì)量，成品管質(zhì)量檢驗(yàn)的維度一為成品管的變形錐內(nèi)表面是否光滑，通過以下第八公式計(jì)算成品管的變形錐各截面緊密結(jié)合度檢驗(yàn)：[0052][0053] 第八公式中：[0054] γX為管坯變形錐在X處截面的緊密結(jié)合度；[0055] S'X為管坯變形錐內(nèi)在X處芯棒的橫截面積；[0056] SX為管坯變形錐在X處管坯最內(nèi)層與芯棒組成的圓形面積。[0057] 優(yōu)選的，成品管質(zhì)量檢驗(yàn)的維度二為成品管的壁厚偏差率β，通過以下第九公式計(jì)算成品管的壁厚偏差率β：[0058][0059] 第九公式中：[0060] β為成品管的壁厚偏差率；[0061] Hmax為成品管的最大壁厚值；[0062] Hmin為成品管的最小壁厚值；[0063] H為成品管的標(biāo)準(zhǔn)壁厚值；[0064] 其中，所述成品管的外徑最大允許偏差是0.15mm，所述成品管的壁厚最大允許偏差是0.1mm。[0065] 優(yōu)選的，成品管質(zhì)量檢驗(yàn)的維度三為成品管的外徑橢圓度 通過以下第十公式計(jì)算成品管的外徑橢圓度[0066][0067] 為成品管的外徑橢圓度；[0068] Dmax為成品管最大外徑值；[0069] Dmin為成品管最小外徑值。[0070] 通過采用上述技術(shù)方案，以成品管的變形錐各截面緊密結(jié)合度為主，以成品管的外徑最大允許偏差、外徑橢圓度、壁厚最大允許偏差和壁厚偏差率為輔，檢測(cè)簡(jiǎn)單方便，且按該方法檢測(cè)的成品管，能夠保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品的不合格率。附圖說明[0071] 圖1為冷軋管機(jī)軋管過程的工作示意圖；[0072] 圖2為軋輥孔型設(shè)計(jì)的流程圖；[0073] 圖3為軋輥孔型沿主動(dòng)齒輪分度圓展開圖；[0074] 圖4為管坯變形錐在x處的橫截面示意圖。具體實(shí)施例

[0075] 下面結(jié)合附圖1?4對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。[0076] 實(shí)施例一[0077] 如圖1所示，在軋管過程，需要將芯棒2置于軋前管坯1的通孔中，并在軋前管坯1的兩側(cè)設(shè)置軋輥3，兩側(cè)的軋輥3沿反方向運(yùn)動(dòng)，軋輥3從后極限位置運(yùn)動(dòng)至前極限位置的過程稱為正行程，反之稱為返行程。一個(gè)正行程和一個(gè)返行程的組合稱為一個(gè)軋制周期，軋輥3重復(fù)式的往返運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了管材的周期軋制變形，而管坯1的送進(jìn)回轉(zhuǎn)動(dòng)作均在兩個(gè)極限位置完成。位于兩個(gè)極限位置之間的的管料被稱之為工作錐。[0078] 如圖2所示，一種軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：[0079] 步驟1，確定軋前管坯1直徑Da、壁厚Ha和成品管直徑Db、壁厚Hb的數(shù)值；[0080] 步驟2，通過以下第一公式計(jì)算管坯1壓下段總的等效應(yīng)變值εd：[0081][0082] 第一公式中:[0083] εz為管坯1的軸向主應(yīng)變；[0084] εj為管坯1的徑向主應(yīng)變；[0085] εc為管坯1的周向主應(yīng)變；[0086] εd為管坯1壓下段總的等效應(yīng)變值；[0087] 步驟3，通過單向壓縮實(shí)驗(yàn)確定管坯1材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系σ(ε)，這里所謂的具體實(shí)驗(yàn)是指，將所述管坯1材料做成實(shí)驗(yàn)試件，進(jìn)行3?6次單向壓縮實(shí)驗(yàn)(進(jìn)行每次壓縮量為10％，累計(jì)壓縮量為30％?60％)，根據(jù)插值相關(guān)知識(shí)將最后所得的應(yīng)力應(yīng)變曲線進(jìn)行分析

5 4

計(jì)算，得到所述管坯1材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為以下第六公式：σ(ε)＝12996×ε?30124×ε+

3 2

26731×ε?11047×ε+3015×ε+269；

[0088] 步驟4，將管坯1壓下段沿長(zhǎng)度LP方向n等分(此處需說明的是，將孔型壓下段分為n段，按照每次軋制變形的應(yīng)變能密度增量相同原則把總的等效應(yīng)變量分成n等份，即將變形量進(jìn)行分散，以使得在整個(gè)軋制過程中，鋼管受到均勻分布的縱向軋制力，以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)軋制；n為正整數(shù)，選值為40?60，優(yōu)選為沿長(zhǎng)度LP方向進(jìn)行50等分)；[0089] 步驟5，在所述管坯1壓下段劃分的最后截面處的應(yīng)變值等于總的等效應(yīng)變值的設(shè)定下，通過以下第七公式計(jì)算出應(yīng)變能密度κ：[0090][0091] 步驟6，通過以下第二公式計(jì)算各截面的應(yīng)變能密度變化值Δκi：[0092][0093] 第二公式中：[0094] Δκ1為第1次管坯1變形時(shí)某截面的應(yīng)變能密度變化值；[0095] Δκ2為第2次管坯1變形時(shí)某截面的應(yīng)變能密度變化值；[0096] Δκ3為第3次管坯1變形時(shí)某截面的應(yīng)變能密度變化值；[0097] Δκx為第x次管坯1變形時(shí)某截面的應(yīng)變能密度變化值；[0098] εx為管坯1壓下段x截面處管坯1的等效應(yīng)變值；[0099] 步驟7，計(jì)算管坯1壓下段x處的等效應(yīng)變值εx，可以通過所述的應(yīng)變能密度變化值Δκ1、Δκ2、Δκ3等來確定所述第x次管坯1變形時(shí)某截面的應(yīng)變能密度變化值Δκx，進(jìn)而計(jì)算出積分上限的所述管坯1壓下段x截面處管坯1的等效應(yīng)變值εx；[0100] 步驟8，通過以下第三公式計(jì)算管坯1壓下段x處的管坯1厚度Hx[0101][0102] 第三公式中：[0103] Dx為管坯1壓下段x截面處的孔型直徑(此處需說明的是，孔型的橫截面并不是完美的圓形只是接近圓形，孔型側(cè)壁的間隙應(yīng)當(dāng)允許鋼管在軋制過程中的橫向?qū)捳?、管?的回轉(zhuǎn)送進(jìn)以及潤(rùn)滑劑的循環(huán)等，橢圓型孔型軋制的三個(gè)截面的內(nèi)壁貼合度均超過95％，而切線型開口孔型和圓弧型開口孔型軋制的鋼管內(nèi)壁貼合度相接近，數(shù)值基本上接近100％)；

[0104] Hx為管坯1壓下段x截面處管坯1的壁厚；[0105] 步驟9，確定芯棒2的形狀(此處需說明的是，芯棒2按外形一般分為錐形芯棒2和拋物線形芯棒2，相比于錐形芯棒2，拋物線形芯棒2具有以下優(yōu)點(diǎn)：在沿工作錐長(zhǎng)度上，內(nèi)徑的瞬時(shí)壓下量逐漸下降，可以消除厚壁管內(nèi)表面常見的缺陷，如褶皺、微裂紋等；提高軋機(jī)回轉(zhuǎn)送進(jìn)機(jī)構(gòu)工作的穩(wěn)定性，也可以減少管料的回退和突進(jìn)，降低最大軋制力；調(diào)整方便，無(wú)困難。因此，本發(fā)明優(yōu)選采取拋物線類型芯棒2，圖2所示為軋輥3孔型沿主動(dòng)齒輪分度圓展開圖，芯棒2形狀如圖2所示)并通過以下第四公式計(jì)算管坯1壓下段x處的芯棒2直徑dx：[0106][0107] 第四公式中：[0108] dx為管坯1壓下段x截面處的芯棒2直徑；[0109] d0為芯棒2圓柱段直徑；[0110] Δd為工作段長(zhǎng)度L方向上芯棒2直徑的總改變量；[0111] 步驟10，通過以下第五公式計(jì)算管坯1壓下段x處的孔型直徑Dx：Dx＝dx+2Sx，進(jìn)而確定出軋輥3的孔型曲線。[0112] 需要說明的是，在本發(fā)明中，軋機(jī)類型是二輥冷軋管機(jī)，在軋制中是循環(huán)往復(fù)工作，直至將初始的管坯1軋成合格的產(chǎn)品。在軋機(jī)冷軋過程中，軋件的變形是以軸向，徑向和周向的主應(yīng)變?yōu)橹?，故忽略其他方向的?yīng)變，其軸向，徑向和周向的主應(yīng)變分別用εz、εj和εc表示，其中軸向、徑向、周向的主應(yīng)變分別采用以下公式進(jìn)行計(jì)算：[0113][0114][0115][0116] 舉例：一種軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：[0117] 步驟1，確定軋前管坯1直徑Da＝50mm、壁厚Ha＝4.0mm和成品管直徑Db＝30mm、壁厚Hb＝2.0mm的數(shù)值；[0118] 步驟2，通過以下第一公式計(jì)算管坯1壓下段總的等效應(yīng)變值εd＝1.195，相關(guān)計(jì)算公式為：[0119][0120] 步驟3，通過單向壓縮實(shí)驗(yàn)確定管坯1材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系σ(ε)，這里所謂的具體實(shí)驗(yàn)是指，將所述管坯1材料做成實(shí)驗(yàn)試件，進(jìn)行5次單向壓縮實(shí)驗(yàn)(進(jìn)行每次壓縮量為10％，累計(jì)壓縮量為50％)，根據(jù)插值相關(guān)知識(shí)將最后所得的應(yīng)力應(yīng)變曲線進(jìn)行分析計(jì)算，

5 4

得到所述管坯1材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為以下第六公式：σ(ε)＝12996×ε?30124×ε+26731

3 2

×ε?11047×ε+3015×ε+269；

[0121] 步驟4，將管坯1壓下段沿長(zhǎng)度LP方向50等分；[0122] 步驟5，在所述管坯1壓下段劃分的最后截面處的應(yīng)變值等于總的等效應(yīng)變值的設(shè)定下，通過以下第七公式計(jì)算出應(yīng)變能密度κ＝1443.90MPa：[0123][0124] 步驟6，通過以下第二公式計(jì)算各截面的應(yīng)變能密度變化值Δκi＝28.878MPa，相關(guān)計(jì)算公式如下：[0125][0126] 步驟7，計(jì)算管坯1壓下段x處的等效應(yīng)變值εx，可以通過所述的等效應(yīng)變值ε1＝0.0785、ε2＝0.1370、ε3＝0.1884等來計(jì)算出積分上限的所述管坯1壓下段x截面處(此處需說明的是，本文中所有提及的x均是指管坯1壓下段于某一截面處)管坯1的等效應(yīng)變值εx；

[0127] 步驟8，通過以下第三公式計(jì)算管坯1壓下段x處的管坯1厚度Hx，比如算出的H1＝3.846mm、H2＝3.713mm、H3＝3.585mm。相關(guān)計(jì)算公式如下：

[0128][0129] 步驟9，確定芯棒2的形狀，并通過以下第四公式計(jì)算管坯1壓下段x處的芯棒2直徑dx，相關(guān)計(jì)算公式如下：[0130][0131] 步驟10，通過以下第五公式計(jì)算管坯1壓下段x處的孔型直徑Dx：Dx＝dx+2Sx，進(jìn)而確定出軋輥3的孔型曲線，圖3為將孔型展開后，錐形的孔型曲線。[0132] 需要說明的是，在本發(fā)明中，軋機(jī)類型是二輥冷軋管機(jī)，在軋制中是循環(huán)往復(fù)工作，直至將初始的管坯1軋成合格的產(chǎn)品。在軋機(jī)冷軋過程中，軋件的變形是以軸向，徑向和周向的主應(yīng)變?yōu)橹?，故忽略其他方向的?yīng)變，其軸向，徑向和周向的主應(yīng)變分別為εz、εj和εc表示，如圖3所示，在x＝1處的值為εz＝0.1273、εj＝?0.0393、εz＝?0.0873，在x＝2處的值為εz＝0.2021、εj＝?0.0745、εz＝?0.1278，其中軸向、徑向、周向的主應(yīng)變分別采用以下公式進(jìn)行計(jì)算：[0133][0134][0135][0136] 并且根據(jù)質(zhì)量檢驗(yàn)方法算出本例子的參數(shù)值：[0137] 表1管坯1的變形錐各截面緊密結(jié)合度檢驗(yàn)指標(biāo)[0138][0139] 表2成品管質(zhì)量檢驗(yàn)指標(biāo)[0140][0141][0142] 在對(duì)管坯1進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，如果管坯1的變形錐各截面緊密結(jié)合度符合表1的各項(xiàng)指標(biāo)，則該管坯1為合格品；如果管坯1的變形錐各截面緊密結(jié)合度符合表1的各項(xiàng)指標(biāo)，但其誤差范圍在表2規(guī)定的范圍內(nèi)，則該管坯1為合格品；反之，則管坯1為不合格品。[0143] 實(shí)施例二[0144] 本發(fā)明的管材質(zhì)量檢驗(yàn)方法，用于檢測(cè)實(shí)施例一中提及的軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)并生產(chǎn)的成品管的質(zhì)量，該管材質(zhì)量檢驗(yàn)方法以管坯1的變形錐各截面緊密結(jié)合度為主，以成品管的外徑最大允許偏差、外徑橢圓度、壁厚最大允許偏差和壁厚偏差率為輔。[0145] 本發(fā)明管材質(zhì)量檢驗(yàn)方法中，成品管質(zhì)量檢驗(yàn)的維度一為成品管的變形錐內(nèi)表面是否光滑，圖3為管坯1變形錐在x處的橫截面示意圖，管坯1變形錐在X處截面的緊密結(jié)合度主要是考慮管坯1變形錐在X處管坯1最內(nèi)層與芯棒2組成的圓形面積部分，通過以下第八公式計(jì)算成品管的變形錐各截面緊密結(jié)合度檢驗(yàn)：[0146][0147] 第八公式中：[0148] γX為管坯1變形錐在X處截面的緊密結(jié)合度；[0149] S'X為管坯1變形錐內(nèi)在X處芯棒2的橫截面積；[0150] SX為管坯1變形錐在X處管坯1最內(nèi)層與芯棒2組成的圓形面積。[0151] 成品管質(zhì)量檢驗(yàn)的維度二為成品管的壁厚偏差率β，通過以下第九公式計(jì)算成品管的壁厚偏差率β：[0152][0153] 第九公式中：[0154] β為成品管的壁厚偏差率；[0155] Hmax為成品管的最大壁厚值；[0156] Hmin為成品管的最小壁厚值；[0157] H為成品管的標(biāo)準(zhǔn)壁厚值；[0158] 其中，所述成品管的外徑最大允許偏差是0.15mm，所述成品管的壁厚最大允許偏差是0.1mm。[0159] 成品管質(zhì)量檢驗(yàn)的維度三為成品管的外徑橢圓度 通過以下第十公式計(jì)算成品管的外徑橢圓度[0160][0161] 為成品管的外徑橢圓度；[0162] Dmax為成品管最大外徑值；[0163] Dmin為成品管最小外徑值。[0164] 本發(fā)明利用上述方法對(duì)某φ250二輥可逆冷軋機(jī)軋輥3孔型曲線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以下介紹設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)結(jié)果。[0165] 設(shè)計(jì)過程：[0166] ①確定φ250二輥可逆冷軋機(jī)設(shè)備參數(shù)及產(chǎn)品規(guī)格范圍。[0167] 軋輥3輥縫為1mm，軋輥3孔型曲線影響系數(shù)為2.6；冷軋管機(jī)入口荒管直徑為40mm、壁厚為3.0mm，成品管直徑為20mm、成品管壁厚為1.8mm，產(chǎn)品材料為45#鋼。[0168] ②將管坯1材料做成實(shí)驗(yàn)試件，進(jìn)行5次單向壓縮實(shí)驗(yàn)，根據(jù)插值方法將最后所得的應(yīng)力應(yīng)變曲線進(jìn)行分析計(jì)算，得到管坯1材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系按下列公式計(jì)算：[0169] σ(ε)＝12996×ε5?30124×ε4+26731×ε3?11047×ε2+3015×ε+269。[0170] 根據(jù)軋前管坯1直徑、壁厚、成品管直徑和壁厚的數(shù)值計(jì)算得到總的等效應(yīng)變值εd為1.226，使管坯1壓下段劃分的最后截面處的應(yīng)變值等于總的等效應(yīng)變值，對(duì)σ(ε)積分求得總的應(yīng)變能密度κ＝1575.58MPa。[0171] ③將管坯1壓下段沿長(zhǎng)度Lp方向50等分。[0172] ④通過第二公式計(jì)算各截面的應(yīng)變能密度變化值Δκi：[0173][0174] 由上式計(jì)算出Δκ1＝31.51MPa，ε1＝0.084；[0175] 并且遞推計(jì)算出管坯1壓下段x截面處的等效應(yīng)變值εx，通過第三公式計(jì)算出x截面處的管坯1壁厚Hx的表達(dá)式：[0176][0177] 同時(shí)通過第四公式計(jì)算出x截面處的芯棒2直徑dx的表達(dá)式：[0178][0179] ⑥通過第五公式計(jì)算得到x截面處的孔型直徑Dx：Dx＝dx+2Sx，從而得到冷軋機(jī)軋輥3孔型曲線。[0180] 采用本發(fā)明方法設(shè)計(jì)的φ250二輥冷軋機(jī)軋輥3孔型曲線參數(shù)見表3，采用該套孔型曲線參數(shù)進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，產(chǎn)品不僅大大減少表面質(zhì)量問題如褶皺等出現(xiàn)的可能性，而且管形良好，質(zhì)量合格率高。[0181] 設(shè)計(jì)結(jié)果：[0182] 表3某φ250二輥冷軋機(jī)軋輥3孔型曲線參數(shù)[0183][0184] 說明：表3中只給出了部分截面軋輥3孔型曲線參數(shù)，其余截面軋輥3孔型曲線參數(shù)也可采用同樣的方法得到。[0185] 采用管材質(zhì)量檢驗(yàn)方法，得到管坯1的變形錐各截面緊密結(jié)合度、成品管的外徑最大允許偏差、外徑橢圓度、壁厚最大允許偏差和壁厚偏差率參數(shù)見表1和表2，通過此管材質(zhì)量檢驗(yàn)方法，能夠保證產(chǎn)品質(zhì)量，減少不合格品。[0186] 表1管坯1的變形錐各截面緊密結(jié)合度的檢驗(yàn)指標(biāo)[0187][0188] 表2成品管質(zhì)量檢驗(yàn)指標(biāo)[0189][0190] 在對(duì)管坯1進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，如果管坯1的變形錐各截面緊密結(jié)合度符合表1的各項(xiàng)指標(biāo)，則該管坯1為合格品；如果管坯1的變形錐各截面緊密結(jié)合度符合表1的各項(xiàng)指標(biāo)，不符合表1的各項(xiàng)指標(biāo)，但其誤差范圍在表2規(guī)定的范圍內(nèi)，則該管坯1為合格品；反之，則管坯1為不合格品。[0191] 表4常用的其他兩種孔型軋制后管坯1的變形錐各截面緊密結(jié)合度(％)的檢驗(yàn)指標(biāo)[0192] 孔型 減徑段 中部壓下段 末端壓下段 定徑段橢圓型孔型 79.224 93.519 94.249 95.358

切線型開口孔型 85.160 99.305 98.732 99.779

[0193] 表5常用的其他兩種孔型成品管質(zhì)量檢驗(yàn)指標(biāo)[0194][0195] 通過表1、表2與表4、表5的對(duì)比可知，本發(fā)明的管坯1的變形錐各截面緊密結(jié)合度的指標(biāo)高于常用的其他兩種孔型軋制后管坯1的變形錐各截面緊密結(jié)合度，且采用本發(fā)明的軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)方法及管材質(zhì)量檢驗(yàn)方法得到的管坯，能夠滿足表1和表2的指標(biāo)。因?yàn)榫o密結(jié)合度越高，則芯棒2和管坯1內(nèi)壁貼合越好，管坯1內(nèi)壁缺陷越少，則管坯1質(zhì)量越高。[0196] 對(duì)比可知，采用該套孔型曲線參數(shù)進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，產(chǎn)品不僅大大減少表面質(zhì)量問題如褶皺等出現(xiàn)的可能性，而且管形良好，質(zhì)量合格率高。[0197] 上述實(shí)施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不能以此來限定本發(fā)明保護(hù)的范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所做的任何非實(shí)質(zhì)性的變化及替換均屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。