下载文档原格式
大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：三辊定径机的设计学生姓名：学号：专业：机械设计制造及其自动化班级：指导教师：无缝钢管的生产在西方国家里占管类钢材比例的50%，而在我国的生产还和西方有一定的差距,不过对它的生产进行了大量的投入，有望在本世纪赶上，不仅在数量上还需要在质量上有所超越.本设计就对包钢公司的三辊定径机作一分析、计算、校核等。
其主要内容包括：定径机的设计、调速系统的设计、润滑和冷却系统的设计。
在原先只采用两辊式定径机存在的弊端做一改造采用三辊定径机.其两者的区别主要是：前者可调但定径精度低，工具备件少；后者定径精度高但不可调，机架备件多.其实现在已经出现了新型可调式三辊定径机,因此这种新型三辊定径机的出现将给我国无缝钢管的发展提供一个新台阶.今后，我国无缝管材的生产反将转到采用先进制造技术,扩大品种，提高质量，降低消耗方面来。
因此，我们应该努力学好本专用知识，争取进一步有所改进有所创新。
关键词：定径机;调速系统；润滑系统;冷却系统；设计计算The production of seamless pipe in the nation of the nation of the west has about 50％in pipe steel, and the production in our country has some gap with western nation but our country has carried on the input of large numbers hopefully has caught up with just this production。
Not only in number but also in quality past.The design is about three rolls sizing mill in Bao Gang company analyze the steel tube’s quality，calculate ，check it. Compare two roll sizing mill to three rolls sizing mill。
基于SolidWorks的农机底盘结构零部件产品参数设计王㊀娜,邓国智(西安航空职业技术学院航空维修工程学院,西安㊀710089)摘㊀要:为了提高农机底盘结构零部件产品的设计效率,将SolidWorks参数化建模方法引入到零部件的建模设计中,通过绘制零件和宏程序录制创建可视化参数输入界面,通过输入零件的尺寸参数等即可快速完成零部件的设计㊂以拖拉机底盘结构减震器零部件的设计为例,对该方法的可行性进行了验证,利用参数化方法设计了减震器各零部件的模型,并进行了装配,对设计的效率和周期进行了统计,结果表明:采用SolidWorks参数化设计方法提高了设计效率,大大缩短了设计周期㊂关键词:农机底盘零件;参数化设计;宏程序录制;设计周期中图分类号:S219.032;TP391.1㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A文章编号:1003-188X(2021)06-0235-040㊀引言在现代机械产品设计中,应用计算机软件结合三维CAD技术开发的产品具有精度高㊁质感好㊁形象逼真㊁色彩丰富等特点㊂SolidWorks自1993年问世以来,凭借其优异的性能㊁强大的功能㊁较高的可靠性和创新性,广泛应用于机械㊁建筑㊁电子㊁航天及化工等工程设计领域,在与同类软件的激烈竞争中确立了其三维CAD主流设计软件的地位㊂该软件简单实用,操作方便,是许多工程技术人员的首选,也是目前最为流行的三维CAD软件之一㊂如果将SolidWorks软件引入到农机底盘结构零部件产品的设计中,对于提高农机底盘的设计效率㊁实现底盘零部件结构的优化设计具有重要的意义㊂1㊀农机底盘零部件快速设计随着现代化农业技术的不断发展,大型农机被广泛使用在农业生产过程中,但受到作业环境复杂性的影响,拖拉机在工作过程中往往会产生机械振动,不仅会降低零部件的使用寿命,还会影响农机作业的平稳性,进而影响农机的作业质量㊂此外,驾驶员长期处于这种振动的环境中会造成驾驶操作作业效率的严重下降,甚至会引发永久性的职业疾病㊂如何降低农机作业过程中产生的振动问题已经受到广泛的重视,人们对农机的舒适度和平稳性提出收稿日期:2019-06-10基金项目:陕西省科技计划项目(2013K07-28)作者简介:王㊀娜(1979-),女,辽宁鞍山人,副教授,硕士,(E-mail) 029wangna1979@㊂了更高的要求㊂为了改善行驶的平稳性,汽车底盘悬挂系统中安装的减震器在不断地改进和更新,目前广泛采用的是筒式减震器㊂为了实现减震器的优化,可以通过零件建模㊁零件装配和装配体虚拟仿真的方法对减震器的性能进行优化㊂为了提高减震器的设计效率,可以引入参数化设计方法,其流程如图1所示㊂图1㊀零部件快速设计方法Fig.1㊀The rapid design method of parts and components在进行农机底盘减震器零部件快速设计时,可以采用参数化的设计方法㊂首先对减震器零部件进行分析,然后绘制零部件录制宏程序;宏程序录制完成后,可以根据设计者的需要对宏程序进行编辑,以扩展更多的功能;完成后便可以建立用户界面,用户界面的操作按钮可以采用编写程序的方式来完成;在进行建模时,可以直接点击按钮,输入尺寸参数,便可以完成零部件的快速建模㊂2㊀SolidWorks零部件参数化建模设计基于参数化的零部件建模思想主要是利用参数㊁关系和参照元素等将设计者的设计意图融入到建模过程中,利用之前创建好的模型,采用尺寸驱动的方法实现模型的快速重构㊂传统的建模方法主要是设计人员通过草图的绘制完成轮廓图后,填入准确的尺寸完成设计㊂采用SolidWorks参数设计方法可以利用方程式将主要特征尺寸设计为变量,通过尺寸来控制驱动零件的结构㊂以弹簧的建模为例,其主要参数如表1所示㊂表1㊀弹簧建模参数化表Table1㊀The parametric table of spring modeling 中径/cm弹簧丝中径/cm节距/cm有效圈数100.80.10100.80.15100.80.27100.80.217100.80.218100.80.124㊀㊀弹簧是底盘减震器重要的零部件,在弹簧设计时可以采用参数化建模思想,改变弹簧的参数,更新尺寸,从而得到新的弹簧零件模型㊂其参数设置如图2所示㊂图2㊀弹簧参数设置Fig.2㊀The parameter setting of spring在参数化设计时,选择可变螺距;在一些复杂的零部件设计时,还可以采用加入方程式的方法,通过变量控制来实现各种模型的生成;参数设置完成后,便可以通过扫描的方式完成零部件的生成,如图3所示㊂图3㊀扫描参数设置Fig.3㊀The scanning parameter setting选用建立好的圆形轮廓草图,沿着组合曲线进行扫描;然后设置弹簧丝的直径参数,执行扫描操作,便可以设计出弹簧零部件㊂以其中一个零部件为例,如图4所示㊂图4㊀减震器弹簧Fig.4㊀The shock absorber spring通过参数化设计,可以生成各种类似的减震器的弹簧㊂这些弹簧只是尺寸参数不同,其外形类似,在设计不同类型的农机底盘零部件减震器时,可以通过创建一个模型利用参数化方法快速地生成其他零件㊂其流程如图5所示㊂为了实现参数化建模容易操纵,在Windows桌面上建立可视化操作界面,从界面上可以直接进入软件主界面,选择需要的零件类型进入零件参数设计界面;输入减震器零部件的尺寸参数后,点击确认便可以生成所需要的零件,还可以对零件进行保存;操作完成后,在可视化界面上点击返回,退出即可㊂图5㊀底盘减震器零部件参数化设计流程Fig.5㊀The parametric design flow of chassis shock absorber parts 3㊀农机底盘零部件产品参数化设计基于参数化建模思想,可以实现零部件的快速建模㊂农机的底盘由很多零部件组成,减震器是重要的部件之一㊂由于农机作业环境的复杂性,减震器对于提高作业质量和提升驾驶员的舒适程度具有重要的意义㊂本次以东方红拖拉机为例(见图6),对拖拉机底盘的减震器部件进行设计㊂设计过程采用SolidWorks 参数化建模的方式,节省了大量的建模时间㊂各零部件的建模结果如图7所示㊂图6㊀东方红拖拉机Fig.6㊀Dongfanghong Tractor图7㊀各零部件建模结果Fig.7㊀The modeling results of components通过参数化建模,得到了零部件的建模结果㊂在SolidWorks建模后,还可以将零部件进行装配㊂按照零件之间的配合方式,装配后的拖拉机底盘的减震器如图8所示㊂图8㊀减震器装配图Fig.8㊀The assembly drawing of shock absorber将拖拉机底盘减震器的零部件组装后,通过装配干涉检查来检验零件建模是否合格,还可以对零部件进行运动学分析,实现拖拉机减震器零部件的优化㊂对使用SolidWorks参数化建模前后的设计效率进行了统计,结果如表2所示㊂由表2可以看出:采用SolidWorks后可以明显缩短弹簧等零部件的设计周期,进而缩短减震器和底盘的设计周期,对于提高农机底盘的设计效率效果明显㊂表2㊀底盘设计效率统计Table2㊀The efficiency of statistics chassis design天底盘编号弹簧缩短周期减震器缩短周期底盘缩短周期10.250.56 1.2520.360.58 1.3230.280.55 1.2640.260.56 1.3150.250.51 1.2160.360.52 1.194㊀结论为了提高农机底盘结构零件的设计效率及零件的优化效果,将SolidWorks软件和参数化建模方法引入到了零件的设计中㊂通过录制宏程序和可视化界面的创建,只需要在可视化窗口上输入零部件的尺寸等参数,便可以完成零件的快速建模㊂以减震器的设计为例,对该方法的可行性进行了验证,并对建模的效率进行了统计㊂通过对弹簧零部件㊁减震器和底盘的设计周期对比可以看出:采用SolidWorks参数化建模后,建模周期有了明显的缩短,从而有效提高了设计效率㊂参考文献:[1]㊀梁新成,黄志刚,朱亭,等.汽车悬架的发展现状和展望[J].北京工商大学学报(自然科学版),2006(2):30-33.[2]㊀宋永刚,张进秋,魏健.汽车悬架控制系统发展概述[J].专用汽车,2007(1):30-33.[3]㊀燕志华,蒯向前,王东方,等.汽车悬架支架的结构分析及仿真[J].南京工业大学学报(自然科学版),2007(1):93 -96.[4]㊀周玉存,贺丽娟,崔世海,等.汽车减震器的运动仿真和应力分析[J].液压与气动,2013(3):33-35.[5]㊀张信群.基于SolidWorks冲模标准件参数化设计研究[J].宜春学院学报,2015(12):36-39.[6]㊀顾正平,沈瑞珍.国内外园林绿化机械现状与发展趋势[J].林业机械与木工设备,2004(2):4-7.[7]㊀贾启明,马秀娟,张大海.关于城市高大树木修剪机械化的探讨[J].辽宁林业科技,2001(3):43-44. [8]㊀赵平.国外园林绿化装备现状及发展趋势[J].林业机械与木工设备,2011(3):10-17.[9]㊀李世葳,王述洋,王慧,等.树木整枝修剪机械现状及发展趋势[J].林业机械与木工设备,2008(1):15-16. [10]㊀葛云,方珏,王世龙,等.矮化密植枣园机械化修剪技术现状[J].农机化研究,2013,35(7):249-252. [11]㊀陈翊栋,刘轶.果树气动剪枝机工作原理及现状[J].农业机械,2008(9):54-56.[12]㊀秦成,史淑玲,赵珍强.基于Solidwork/Adams的汽车悬架仿真分析[J].机电产品开发与创新,2012,(3):77-78.[13]㊀傅锡敏,薛新宇.基于我国施药技术与装备现状的发展思路[J].中国农机化,2008(6):72-76. [14]㊀郭克君,满大为,汤晶宇.6HYZ-450型智能化自动对靶林木喷药机研制[J].林业机械与木工设备,2008(6):18-19.[15]㊀于琼,王猛.CAD在机械制图中的应用研究[J].信息技术与信息化,2014(10):129-130.[16]㊀陈朝霞.Auto CAD绘图软件在机械制图中的应用[J].中国高新技术企业,2014(7):17-18[17]㊀秦成,史淑玲,赵珍强.基于Solidwork/Adams的汽车悬架仿真分析[J].机电产品开发与创新,2012,(3):77-78.[18]㊀刘方,刘炜.SolidWorks尺寸驱动参数化的柴油机箱体建模[J].江苏船舶,2018,35(5):26-27,34. [19]㊀郑祥,朱增宝,高鑫,等.基于Solidworks往复泵曲轴参数化建模及模态分析[J].煤矿机械,2014,35(11):273-275.[20]㊀袁越阳,鲁植雄,鞠卫平,等.基于控制局域网的拖拉机液压悬挂电控系统[J].农业机械学报,2009(1):9-14.[21]㊀宋玲,谢志勇.耕深均匀性的拖拉机电控液压悬挂系统[J].农机化研究,2017,39(8):237-241. [22]㊀谢斌,李皓,朱忠祥,等.基于倾角传感器的拖拉机悬挂机组耕深自动测量方法[J].农业工程学报,2013(4):15-21.[23]㊀杜巧连.拖拉机液压悬挂耕深电液控制系统设计与试验[J].农业机械学报,2008(8):62-65.[24]㊀鲁植雄,郭兵,高强.拖拉机耕深模糊自动控制方法与试验研究[J].农业工程学报,2013(23):23-29. [25]㊀张腾,崔志琴,王晓华,等.基于SolidWorks的发动机气门机构参数化设计[J].机械工程与自动化,2011(5):15-17.Product Parameter Design of Agricultural Machinery ChassisStructural Parts Based on SolidworksWang Na,Deng Guozhi(School of Aeronautical Maintenance Engineering,Xi an Aeronautical Polytechnic Institute,Xi an710089,China) Abstract:In order to improve the design efficiency of agricultural machinery chassis structural parts,it introduced Solid-Works parametric modeling method into the modeling design of parts.Visual parameter input interface can be created by drawing parts and recording macro program.By inputting dimension parameters of parts,zero parts can be completed quickly.Taking the design of shock absorber parts of tractor chassis structure as an example,it verified the feasibility of this method.The models of shock absorber parts are designed and assembled by parameterized method.The efficiency and cycle of design are counted.The parameterized design method of SolidWorks is used to improve the efficiency and cycle of design.The design efficiency greatly shortens the design cycle.Key words:chassis parts of agricultural machinery;parametric design;macro program recording;design cycle 2021年6月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第6期。
基于NX的拖拉机最终传动参数化模板设计及应用王宜君;王斌【摘要】轮式拖拉机底盘属于典型的系列化机械产品,其最终传动由参数化设计逐渐向模块化方向发展.为了适应市场多样化的客户需求,总结产品设计的一般规律,将最终传动设计流程性知识融合到NX设计平台中,设计出最终传动产品参数化变型设计模板.通过应用产品部件级设计模板,设计人员输入功能参数并修改结构设计主参数,便可自动更新获得产品的三维数字化模型,从而提高该系列产品设计效率、减轻工程师的重复劳动工作量,实现产品设计知识的重用.【期刊名称】《江苏农业科学》【年(卷),期】2017(045)002【总页数】5页(P202-206)【关键词】NX;最终传动;参数化;变型设计【作者】王宜君;王斌【作者单位】盐城工业职业技术学院机电工程学院,江苏盐城224005;盐城工学院机械优集学院,江苏盐城224051【正文语种】中文【中图分类】S229+.1我国是一个农业大国，虽然农业人口众多，但是随着工业化的发展，农业的主要劳动力转向其他产业，同时老龄化问题也越来越严重，农业劳动力问题将日益凸现，拖拉机是我国农业生产中应用最广泛的农业机械，耕地、播种、施肥、收获等农业生产环节都离不开拖拉机，其在农业生产中占据着重要地位[1]。
拖拉机最终传动主要由半轴组件、驱动轴组件和壳体等零部件构成，是拖拉机的主传动系中必不可少的部分，其主要作用是增扭减速，在部分小型轮式拖拉机中，主要是为了提高后桥的离地间隙。
由于最终传动在拖拉机正常行驶过程中受力较大，一般来说在空间布局上接近车轮，因此，其整个结构设计质量影响着拖拉机的安全性能。
目前，轮式拖拉机产品越来越趋于系列化，尤其在小马力拖拉机的新产品设计过程中，开发人员需要大量重用已有的设计资料和成熟产品模型，才能满足市场化的产品更新需求，适应更多地区的发展现状。
为了减轻设计人员重复性的劳动工作量，提升企业的产品更新效率和质量，本研究试图采用NX软件和二次开发技术结合的方法，设计开发出产品设计模板，以帮助企业快速设计出新产品。
定(减）径机工艺设计的软件实现王仕杰１，张培庆２，双远华１（１．太原科技大学材料科学与工程学院，山西太原０３００２４；２．山西创奇实业有限公司，山西太原０３０００１）摘要：推导了定（减）径机工艺参数设计解析公式，介绍了工艺设计软件编制的思路和方法。
以ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０作为设计开发语言将其开发为一个软件设计系统，完成了定（减）径机工艺参数的计算机设计，为生产厂家提供了高效可靠的孔型设计、张力设定及自动化控制过程参数设定计算等。
关键词：无缝钢管；定（减）径机；工艺参数；软件；ＣＡＤ中图分类号：ＴＧ３３３．８；ＴＰ３１１．５２文献标识码：Ｂ文章编号：１００１－２３１１（２００６）０６－００３１－０５ＴｈｅＳｏｆｔｗａｒｅＰｒｏｃｅｄｕｒｅｆｏｒＰｒｏｃｅｓｓｏｆＳｌｉｇｈｔ－ｓｔｒｅｔｃｈＲｅｄｕｃｉｎｇＭｉｌｌＷａｎｇＳｈｉｊｉｅ１，ＺｈａｎｇＰｅｉｑｉｎｇ２，ＳｈｕａｎｇＹｕａｎｈｕａ１（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００２４，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈａｎｘｉＣｈｕａｎｇｑｉＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔａｉｙｕａｎ０３０００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｎａｌｙｔｉｃｆｏｒｍｕｌａｏｆｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒｔｈｅｓｌｉｇｈｔ－ｓｔｒｅｔｃｈｒｅｄｕｃｉｎｇｍｉｌｌｉｓｄｅｄｕｃｅｄ．Ａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｃｏｎｃｅｐｔａｎｄｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｐｒｏｃｅｄｕｒｅｏｆｔｈｅｓａｉｄｐｒｏｃｅｓｓｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．ＴｈｅｎｕｓｉｎｇＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０ａｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｌａｎｇｕａｇｅｃｏｄｅ，ａｓｏｆｔｗａｒｅｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｉｓｍａｄｅ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｌｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒ，ｔｈｕｓｐｒｏｖｉｄｉｎｇｔｈｅｓｔｅｅｌｐｉｐｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｍａｋｅｒｓｗｉｔｈａｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅｄｅｓｉｇｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｐａｓｓｄｅｓｉｇｎ，ｓｔｒｅｔｃｈｓｅｔｔｉｎｇ，ａｕｔｏｍａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｃｅｄｕｒｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｔｔｉｎｇａｎｄｓｏｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｅａｍｌｅｓｓｓｔｅｅｌｔｕｂｅ；Ｓｌｉｇｈｔ－ｓｔｒｅｔｃｈｒｅｄｕｃｉｎｇｍｉｌｌ；Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒ；Ｓｏｆｔｗａｒｅ；ＣＡＤ０前言定（减）径机是热轧无缝钢管生产中的关键设备之一，它使毛管在微张力状态下实现减径，以得到多种规格的成品钢管。
现代定（减）径机的机架结构一般采用三辊形式，它具有明显的优点［１］，其工艺参数设计合理，可提高管材的尺寸精度和表面光洁度，保证产品的质量。
但是，定（减）径机工艺参数难以准确把握，通常依据经验进行设计，给生产带来诸多不便。
本系统综合并进一步开发已有各种工艺参数的设计思路和方法，设计成一套方便快捷的计算机设计系统，提高设计和生产效率，缩短设计周期。
本设计系统主要包括孔型设计、张力设定与力能参数计算等模块。
各个模块都以理论推导作为基础而后使用实验结果进行修正，并且按照工艺设计的流程顺序进行编制，其设计流程见图１。
１工艺参数设计１．１孔型设计孔型设计不仅取决于变形量的大小，而且与定（减）径机的过程控制参数有关，如张力、速度等，由于其影响因素复杂，在设计时首先确定孔型然后再确定其他参数。
１．１．１减径率分配思想为了保证第１架顺利咬入和考虑到毛管直径的波动，第１架压下量取平均相对压下量的１／２，为了保证获得圆形的成品管，在成型前机架也取平均王仕杰（１９８２－），男，在读硕士，主要研究钢管生产及自动化。
ＳＴＥＥＬＰＩＰＥＤｅｃ．２００６，Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．６钢管２００６年１２月第３５卷第６期压下量的１／２，而在成品机架（最后一架）一般不给压下量［２］。
综合德国ＫＯＣＫＳ、美国Ｂｌａｗ－Ｋｎｏｘ公司、墨西哥ＴＡＭＳＡＴ和意大利Ｉｎｎｄｃｅｎ公司减径量的分配原则，可采用如图２所示的３种分配原则。
令各机架的直径相对压下量为η１η２……ηｎ－１ηｎ（ｎ为工作机架的数目）。
１．１．２设计步骤（１）首先求得平均压下量ηη＝１－ｄｎ／ｄ０ｎ－２!（ｄｎ、ｄ０———成品管、毛管直径），然后按照图２所示选择其中一种分配原则分配各机架的减径率η１η２……ηｎ－１ηｎ；（２）根据公式ｄｉ＝ｄｉ－１（１－ηｉ）求得各机架的孔型直径ｄｉ；（３）根据各机架的η值由ξ＝ｆ（η）曲线求出覆盖系数ξ（图３）；（４）由η、ξ可以确定孔型的椭圆度θｉθｉ＝１ξｉ（１－ηｉ）；（５）由θｉ求解ａｉ、ｂｉ（孔型的长半轴和短半轴）ａｉ＝ｄｉ１＋（１／θｉ），ｂｉ＝ｄｉ１＋θｉ；（６）由ａｉ、ｂｉ求解孔型半径Ｒｉ与偏心距ｅｉＲｉ＝ａｉ２＋ｂｉ２－ａｉｂｉ２ｂｉ－ａｉ，ｅｉ＝ａｉ２－ｂｉ２２ｂｉ－ａｉ；（７）最后确定轧辊辊缝ｓｉ和圆角ｒｉ。
１．２孔型加工刀具直径及刀具距离的确定由图４所示的孔型加工几何关系可得：ＷＤｉ＝ｂｉ－ｂｉ２／ＤＷ－ａｉ／２＋ａｉ２／ＤＷ＋０．７５［ａｉ２／（ｂｉ－ｂｉ２／ＤＷ－ａｉ／２＋ａｉ２／ＤＷ）］ＷＡｉ＝（ＲＷｉ－ｂｉ）２－（ＲＷｉ－ＲＤｉ）２!式中ＤＷ———轧辊理想直径，ｍｍ；ＷＤｉ———各孔型加工刀具直径，ｍｍ；ＷＡｉ———各孔型加工刀具距离，ｍｍ；ＲＷｉ———轧辊理想半径，ＲＷｉ＝ＤＷ／２，ｍｍ；ＲＤｉ———孔型加工刀具半径，ＲＤｉ＝ＷＤｉ／２，ｍｍ。
１．３轧辊转速的确定１．３．１确定张力系数（１）根据经验计算分配张力系数定（减）径机是利用定（减）径机中的张力对管子进行减壁的，因此希望尽可能多的机架有大的张图１程序设计流程１—递减梯形分配原则２—梯形分配原则３—不对称梯形分配原则图２减径量分配原则图３ξ与η的关系曲线ＳＴＥＥＬＰＩＰＥＤｅｃ．２００６，Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．６力。
如图５所示，张力系数的分配与减径率的分配对应，张力建立机架和张力释放机架的单架减径率和张力系数是逐渐加大，逐渐减小的，中间的机架则有大的减径率和张力系数［３］。
即中间机架的张力系数达到该规格张力减径过程中的最大值Ｚｍａｘ。
张力系数分配：Ｚ１＝０．５Ｚｍａｘ，Ｚ２…Ｚｎ－２＝Ｚｍａｘ，Ｚｎ－１＝０．５Ｚｍａｘ，Ｚｎ＝０（２）理论计算根据预期的各机架钢管壁厚Ｓｉ，得到各机架张力系数Ｚｉ：Ｚｉ＝Φｅｉ（２－Ｖｍｉ）＋Φｔｉ（１＋Ｖｍｉ）Φｅｉ（１－Ｖｍｉ）－Φｔｉ（１－Ｖｍｉ）Φｅｉ＝ｌｎ（Ｆｉ－１／Ｆｉ）Ｆｉ＝（Ｄｉ－Ｓｉ）ＳｉΦｔｉ＝ｌｎＤｉ－ＳｉＤｉ－１－Ｓｉ－１Ｖｍｉ＝（Ｖｉ＋Ｖｉ－１）／２Ｖｉ＝Ｓｉ／Ｄｉ式中Φｅｉ———轴向对数变形；Ｆｉ———钢管横断面积；Φｔｉ———切向对数变形；Ｖｍｉ———钢管的平均壁厚系数；Ｖｉ———各机架钢管的壁厚系数。
１．３．２计算各机架钢管壁厚已知来料荒管的壁厚Ｓ０，则可以求各机架钢管壁厚Ｓｉ：Ｓｉ＝Ｓｉ－１（１－ηｉ）ε式中ε＝２Ｚ!ｉ（Ｖｉ－１－１）＋（１－Ｖｉ－１）Ｚ!ｉ（１－Ｖｉ－１）－（２－Ｖｉ－１）１．３．３求解轧辊工作直径ＤｋＤｋ＝ＤＷ－ｄｉｃｏｓθｋθｋ＝θｋ０＋Δθｋ０θｋ０＝６（１－Ｌ０ｆＤＷ）Δθｋ０＝６×ｄｉ２ｆλｉＬ０（Ｚｉ－１－Ｚｉ）Ｌ０＝１．２５ＲｄΔｄｉ"λｉ＝１＋ｄｉ２Ｌ０Ｓｉ／ｄｉ"Ｒｄ＝０．５（ＤＷ－２ｂｉ）Δｄｉ＝ｄｉ－ｄｉ－１式中θｋ———轧辊上某点圆周速度和管子出口速度相等的中心角，（°）；θｋ０———无张力情况下轧辊工作直径对应的中心角，（°）；Δθｋ０———带张力轧管时θｋ０的增量，（°）；Ｌ０———孔型顶部咬入弧长，ｍｍ；λｉ———考虑外区域和张力的影响系数；Ｒｄ———轧辊孔型顶部半径，ｍｍ；ｆ———金属与轧辊之间的摩擦系数。
１．３．４确定各机架轧辊转速ｎｉ根据各机架金属秒流量相等的原则，可以推导得：ｎｉ＝（ｄｎ－Ｓｎ）ＳｎＤｋｎ（ｄｉ－Ｓｉ）ＳｉＤｋｉｎｎ式中ｄｎ———成品管直径，ｍｍ；Ｓｎ———成品管（最后一架孔型）壁厚，ｍｍ；ｎｎ———最后一架轧辊转速，ｒ／ｍｉｎ；Ｄｋｎ———最后一架轧辊工作直径，ｍｍ。
１．４力能参数计算（１）轧制力Ｐ的计算根据力的平衡方程和Ｈｅｎｃｋｙ金属流动定律，可以推导出各机架轧制力的计算公式［４］如下：Ｐ＝２．１×Ｓｉ×Ｋｆ（１－Ｚｍａｘ）ＲｄΔｄｉ"Ｋｆ＝１．１５σｓσｓ＝ｅｘｐ［０．１２６－１．７５０Ｃ＋０．５９４Ｃ２＋２８５１＋２９６８Ｃ－１１２０Ｃ２ＴＫ］×ｕ０．１３×ｒ０．２１图４孔型加工几何关系图５张力系数分配曲线王仕杰等：定（减）径机工艺设计的软件实现钢管２００６年１２月第３５卷第６期ｕ＝２ｎｉ６０ε!Ｒｉ／ｄｉ!ｌｎ１１－εｒ＝ｌｎ１１－εε＝ｄｉ－１－ｄｉｄｉ－１式中Ｋｆ———金属塑性变形抗力，ＭＰａ；Ｃ——碳含量（质量分数），％；ＴＫ———绝对温度，Ｋ；ｕ———变形速度，ｓ－１；ｒ———变形程度，％；ε———相对减径量。
（２）各机架的轧制力矩ＭＭ＝ＲｄＫｆ［ΔｄｉＳｉ（１－Ｚｍａｘ）＋（Ｆｉ－１Ｚｉ－１－ＦｉＺｉ）］（３）轧制功率ＮＮ＝ｎＭ／９４５０１．５切头损失计算对于小延伸率，利用谢夫钦科公式可得：Ｌｃ＝２Ｃｄｕ∑!ｕ∑＝Ｓ０（ｄ０－Ｓ０）Ｓｎ（ｄｎ－Ｓｎ）式中Ｃｄ———机架间距，ｍｍ；ｕ∑———总的延伸率。
２软件实现本软件设计系统主要是针对无缝钢管定（减）径机设计生产单位的工艺参数设计和过程控制要求而进行的设计，不仅可以实现对轧辊孔型的合理设计，还可以对轧辊转速、轧制力等与设备设计有关的重要的工艺参数进行合理的优化设计。
同时还可以完成孔型加工时的工艺参数设计以及对钢管切头损失进行预测。
本软件的特点如下。
（１）系统设计功能的开放性本系统在对重要的工艺参数进行设计时，都是从用户自身的角度考虑，给工程设计人员非常宽松的设计环境，加入了人工参与设计的成分。
在本系统给定的各种设计方案的情况下，又增添了自定义的模块。
工程设计人员可以根据自身的设计要求和多年积累的实践经验，人为地给定一些初始限定条件，使最后的设计结果更合理和可靠（见图６孔型设计界面）。
（２）界面友好，易用性强用户界面采用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０语言设计，利用对话框、菜单、窗口等多种形式，输入、修改与保存十分方便。
系统具有良好的用户界面，并且在系统的帮助文件中有关于本系统的具体使用说明，供用户查阅。
