冷轧管机是利用变断面环孔型以往复运动的方式对荒管进行冷态轧制的工艺设备,现代金属管材生产,尤其是合金钢、有色合金及各种高变形抗力合金管材的生产广泛采用周期式冷轧管机。根据国内用户需求以及未来核电工业对不锈钢管道的特殊要求,需要开发大型周期式两辊冷轧管机。LG730是世界上最大的两辊伺服型冷轧管机,该机具有较好的开坯性能,用于轧制大规格的黑色及有色金属无缝管。在冷轧管工业生产中,孔型设计是冷轧管机设计的核心技术。通过孔型设计,给金属变形提供最合理的变形机制。孔型设计的合理性对冷轧无缝钢管成品尺寸精度、表面光洁度和变形均匀性有着重要影响。同时,孔型的好坏还影响着轴向力、轧机生产效率和生产成本。目前,俄罗斯拥有世界最大两辊冷轧管机组,其最大成品管外径为Φ450mm。为了解决核电所需要的更大口径冷轧钢管(极限尺寸Φ730mm),在孔型设计理论和生产实践上都存在较高的难度。国内孔型设计一般采用经验加理论的设计思想,传统孔型设计理论不完全适用大口径钢管。特别是对于管径极限尺寸达到或超过Φ730mm的大口径钢管,国际上尚未开发。所以,LG730冷轧管机孔型设计在理论和实际生产中都没有先例。破解大口径孔型设计方法,建立孔型设计的数学模型也是本课题需要解决的主要问题。本课题密切结合企业需求,利用舍瓦金孔型设计方法和Meer孔型设计方法对LG730进行孔型设计,并利用有限元软件MARC建立弹塑性有限元模型,对世界最大的两辊伺服型冷轧管机LG730典型品种进行建模和过程仿真,主要研究机组环状孔型设计和产品工艺制度。根据企业生产需求,开发了孔型设计软件,建立了孔型设计参数化模型,解决了往复轧制与回转送进机构系统建模问题,为LG730冷轧管机的孔型设计过程提供了重要的模拟实验数据依据,最终验证利用Meer孔型设计方法在设计大口径孔型的合理性。本课题研究对指导冷轧大口径无缝钢管工业生产将发挥一定作用,对推动我国冷轧无缝钢管工业发展及其技术进步将产生较大影响,具有一定的理论意义和实用价值。