基于正交试验的冷轧钢管模具设计参数优化

以45钢的Φ57 mm×8 mm冷轧钢管为研究对象,利用ABAQUS对钢管二辊周期轧制成形过程进行仿真,基于建立的"3维度、5指标"的钢管外形质量评价方法,利用"多变量、多指标"正交试验对基于舍瓦金方法计算得到的轧制模具参数进行优化设计。结果表明:在其他参数恒定的情况下,轧辊辊缝显著影响钢管的平均椭圆度、外径均值偏差与外径方差,进而对钢管的轧制质量产生显著影响,而芯棒定径段的锥度与预精整段的长度对钢管轧制质量无显著影响;最优的模具参数为辊缝为0.5 mm、芯棒锥度为0.024和轧槽无预精整段。在上述的质量评价体系下,优化后钢管的仿真成形质量显著提升,壁厚均值偏差、外径均值偏差与外径方差等3个指标的提升量大于86%,5个指标的平均提升量72%。