董少峰，郭继保

（太原通泽重工有限公司，山西太原030032）

锥形辊穿孔机顶头辗轧锥角的精益设计及验证

董少峰，郭继保

（太原通泽重工有限公司，山西太原030032）

建立了锥形辊穿孔机顶头辗轧锥角数学模型，以精确求得锥形辊穿孔机顶头辗轧锥角；并采用有限元法对设计效果进行验证。结果表明：采用穿孔机顶头辗轧锥角的精益设计方法设计的顶头，其轧制的毛管壁厚相对误差在2%～3%，壁厚最大偏差在1%以内，满足API标准要求且达到较高精度。该设计方法为穿孔工具设计软件及工艺控制模型的建立提供数学理论依据，可有效提升企业产品的市场竞争力。

锥形辊穿孔机；顶头；辗轧锥角；精益设计；有限元；壁厚精度

轧制工具的设计直接影响到无缝钢管的生产质量，随着国际市场对无缝钢管加工质量要求的提高，用户也对轧制工具的设计提出了更高的要求。穿孔机顶头的设计直接决定着穿孔的质量，而顶头辗轧锥角直接决定穿孔毛管的壁厚精度，辗轧锥角过大或过小都会引起毛管的壁厚不均，以致影响成品管的质量和精度。

由于国内最初引进的穿孔机均为桶形辊穿孔机，所以国内的许多学者对桶形辊穿孔机进行了大量的研究［1-4］。对于顶头辗轧锥角的计算也停留在桶形辊穿孔机上：文献［3］对桶形辊穿孔机顶头辗轧锥角的计算及合理设计进行了总结和归纳，并提出了空间变形区模型下顶头辗轧锥角的计算方法；文献［4］中所提到的穿孔机顶头辗轧锥角的计算仍为桶形辊穿孔机的经验算法。……