RAl7切管机是衡阳华菱钢管有限公司用于切除热轧无缝钢管管头的设备，使钢管达到定尺寸和管头平整。该设备原为德国制造，在使用中存在以下问题：①在切除管头时每个管头被切掉200多毫米，使一部分合格钢管连同不规则管头一起当作废料被切掉，且不能监视切除管头的过程，经常因切削刀具损坏而导致刀杆一起损坏而报废，使切管机维修工作频繁。②切削钢管时伴有严重振动，并使切断管头时管壁连皮不断，切口不平齐和管口不美观。这些问题严重影响无缝钢管的生产正常进行，影响产品的质量，使经济效益降低。衡阳华菱钢管有限公司决定与中南大学合作对RAl7切管机进行技术改造。 本文对RAl7切管机的结构、工作原理和出现的问题进行全面分析和对国内外切管机技术进行比较研究的基础上，进行了无缝钢管切削过程的热一力耦合的数值模拟，利用有限元理论建立切削过程的刚一塑性有限元模型，应用MSC.Marc／Mentat软件求解。分析在给定的切削参数下，切削时工件和切屑的温度、应力、应变分布，研究切削力随时间变化的曲线图，为加工参数的优化寻找参考依据；建立钢管一夹具一刀具系统的有限元的数学模型，并对模型进行模态和谐响应的分析，找出该系统的前几阶振动频率和振型，为避免共振提供参考依据。 在上述研究的基础上，根据RAl7切管机的工作要求，提出了一个新的辅夹持装置设计方案，并试制出样品，经过几个月装机运行试验表明，新研制的辅夹持装置解决了切削管头过程中存在的上述问题。与改造前相比每根钢管两端少切掉100～150mm，同时消除了切削过程中钢管的机械振动，并能够通过增设的工控机完全监视切管过程，操作简便可靠，受到操作工人的充分肯定和集团公司领导的高度赞扬。紧接着，该公司决定其余3台RAl7切管机全部按课题组的技术方案进行改造和投入使用，在生产中发挥着重要的作用，产生了显著的技术、经济效益。该技术改造项目获得华菱钢管有限公司2005年度技术进步三等奖。 RAl7切管机的技术改造获得了圆满成功，证明课题组对RAl7切管机的理论研究与技术改造方案完全正确，本文的研究工作对我国利用自己的技术设计、制造同类型钢管切管机提供了宝贵的实践经验，具有重要的工程实用价值和学术理论意义。