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CPE(cross piercing and elongating)作为生产无缝钢管的机组之一,在生产小规格薄壁和中壁管时具有成本低、生产效率高、较好的内表面质量和较大的延伸系数等优点。由于对顶管机组变形理论研究较少,实际生产中主要以经验为主,故在生产薄壁高钢级如T22无缝管时,经常出现管壁拉凹等缺陷,严重影响了产品质量、成材率及企业的经济效益。因此,系统研究T22钢顶管过程管壁拉凹机理,为解决顶管过程拉凹问题提供理论依据,无疑具有重要的理论和实际意义。本文基于某钢管公司Φ114mm顶管机组的装备和工艺条件,针对T22钢无缝管实际生产中出现的拉凹问题,借助于有限元分析软件Simufact,分析典型规格的T22钢管现有工艺顶管过程的运动学、力学及变形参数,对现有工艺顶管过程拉凹缺陷形成进行诊断;系统研究不同的顶管工艺参数及孔型结构参数对拉凹形成倾向性的影响规律。研究的主要结论如下:(1)顶管过程中,减壁量较大机架之间存在张力作用,机架减壁量越大,机架间张力越大,轧件在辊缝处壁厚减薄量越大;(2)机架过大的减壁量和减壁率引起的轧件沿孔型宽度方向的严重不均匀变形、机架间大的张力及芯棒与轧件间过大的速度差引起的芯棒拽入力是顶管过程管壁拉凹缺陷产生的主要原因;(3)随着芯棒摩擦系数减小,轧件在辊缝处所受到的轴向拉应力增大,管壁拉凹倾向性增大;摩擦系数过大,机架间堆钢严重;(4)芯棒速度Vmax=2.4m/s时对顶管过程最为不利;综合考虑生产效率、工具磨损、能耗及管壁拉凹,在实际生产中应选取芯棒速度Vmax=2.7m/s为宜;(5)机架的减壁量和减壁率越大,轧件在辊缝处产生的附加变形越大;机架减壁量增大会加剧金属向侧壁处流动,同时会加剧辊缝处金属内外表面流动的不均匀性,管壁发生拉凹的倾向性增加。