所謂專減壁厚拔管，就是管坯在不減徑的條件下，實現(xiàn)直接減壁拔制。它克服了傳統(tǒng)工藝中不減徑無法進行拔管和在強迫減徑條件下，由于金屬產(chǎn)生的縱向縐折及在變形區(qū)發(fā)生橫向彎曲變形而發(fā)生縱(橫)向裂紋的可能性，為在有效地減小壁厚的基礎(chǔ)上，同步獲得拔管內(nèi)孔尺寸的公差精度高等級及表面粗糙度值低的高精密冷拔鋼管創(chuàng)造了有利條件。對于減少多余功、節(jié)約能源和原材料、提高缸筒制品的生產(chǎn)效率，也頗具實際意義。
本世紀(jì)80年代中期以來，專減壁厚拔管技術(shù)在我國得到了廣泛應(yīng)用。但是前人繁多的拔制力計算公式，都是在減徑減壁的受力狀態(tài)條件下推導(dǎo)的，而且經(jīng)驗半經(jīng)驗公式較多，不適用于計算專減壁厚拔管的拔制力。
1.拔制變形力分析
在專減壁厚拔管拔制過程中，拔模與芯棒和金屬的接觸表面分為塑性變形區(qū)和彈性變形區(qū)兩個區(qū)域。拔管前，固定芯棒和拔模分別直接貼入預(yù)先加工成錐形的管坯頭部，造成拉拔時管子的直徑不變，只是壁厚改變。隨著夾持裝置拉拔鋼管前進的位移增加，芯棒與拔模和金屬的接觸面積逐步增大，形成變形區(qū)。由于沒有周向應(yīng)變，故可視為平面應(yīng)變問題。但在變形區(qū)受到變形結(jié)束之后的金屬，進入定徑帶內(nèi)其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系仍遵循虎克定律。因此，按照彈性卸載定律，這部分金屬仍處于彈性變形狀態(tài)，力在徑向擴張。根據(jù)以上分析，拔制力應(yīng)等于克服變形區(qū)內(nèi)金屬的拉拔應(yīng)力和定徑帶內(nèi)金屬移動阻力之和。
2.定徑帶金屬移動阻力計算
經(jīng)過變形區(qū)變形之后的鋼管，進入定徑帶內(nèi)不再承受塑性變形。但這部分金屬仍處于彈性變形狀態(tài)下作整體移動，力圖在徑向漲大，因而受到定徑帶拔模與芯棒的徑向壓力。
3.理論計算與實測拔制力比較
用20號鋼、27SiMn鋼熱軋管，擬定成兩組，分別在1470kN和2450kN高剛度預(yù)應(yīng)力液壓冷拔機上進行正常拔管測壓試驗。其實測拔制力數(shù)據(jù)與公式計算出的拉拔應(yīng)力、移動阻力及總拔制力數(shù)據(jù)比較。數(shù)據(jù)表明，公式計算出的拔制力與實測值比較，計算結(jié)果平均大于實測值1%左右，可見計算公式有足夠的計算精度，其誤差的主要原因與摩擦系數(shù)值選取、測壓表讀數(shù)誤差有關(guān)；金屬在變形區(qū)的拉拔應(yīng)力與定徑帶中的移動阻力之比，約為9:1的關(guān)系，即鋼管通過定徑帶所需的拉力約占整個拔制力的10%左右，其值的大小與定徑帶長度、拔管壁厚關(guān)系極大，而定徑帶長度的選取，則與鋼管拔后的公差精度、直線度相關(guān)。
在通常情況下，影響拔制力大小的因子較多。其中如拔模角和變形率等工藝參數(shù)的設(shè)計選擇，均與拔后鋼管的尺寸精度、粗糙度值及綜合力學(xué)性能關(guān)系密切。因此，在拔制能力富余時，并非主要考慮對象。