Vibration Piercing of Pipe Billet on the Piercing Press of Pipe-Rolling Mill

Abstract

Национальная металлургическая академия Украины (49600, Украина, Днепр, ул. Акинфеева, 18) Аннотация. Рассмотрены вопросы использования высокоэффективных технологий при производстве труб на прошивном прессе трубопрессовой установки. Проанализированы существующие базовые и перспективные направления интенсификации режимов деформации в процессах обработки металлов давлением с использованием активных управляемых высокочастотных вибраций. Установлено, что в силу недостаточной изученности вибрационные процессы не находят широкого применения при производстве бесшовных труб. Путем анализа и синтеза ряда известных фундаментальных исследований показано, что благоприятные условия деформации металла достигаются при использовании высокочастотных вибраций. Выявлено, что операция прошивки трубной заготовки на прошивном прессе сопровождается значительными потерями на преодоление сил технологического сопротивления, характерного для процесса неравномерности деформаций по всему объему обрабатываемого металла. Установлены некоторые ранее неизвестные явления, возникающие при реализации существующих технологий прошивки трубных заготовок, что потребовало создания новых математических моделей таких процессов, адекватно отражающих условия осуществления процесса прошивки или экспандирования заготовок на современных прошивных прессах. Составлена математическая модель динамических волновых процессов, возникающих в обрабатываемом металле. Для квазистационарного процесса прошивки трубной заготовки получены дифференциальные уравнения образования волн на соответствующих границах зон очага деформации, характерных для пластической зоны и зоны с трещинообразованием в прошиваемом металле. Определены параметры границы распространения волн в прошиваемой трубной заготовке на сопрягаемых фронтах пластической зоны с зоной возникновения трещинообразования. Установлено, что деформации и напряжения в прошиваемом металле зависят от скорости расширения характерных волн на границе контакта с технологическими инструментами. Обоснована высокоэффективная инновационная технология вибрационной прошивки трубной заготовки на прошивном прессе трубопрессовой установки. Установлены особенности реализации технологии активной управляемой вибрационной прошивки трубной заготовки на прошивном прессе трубопрессовой установки. Показано, что применение высокочастотных колебаний на прессе способствует значительному повышению эффективности технологического процесса прошивки или экспандирования трубных заготовок. Выбором рациональных параметров высокочастотных вибраторов (амплитудно-частотных характеристик), встроенных в систему, получено заметное снижение энергосиловых параметров в процессе прошивки трубной заготовки и достигнуто существенное повышение качества производимых гильз.

Mathematical modelling of the processes of vibrational pipe pressing

“…Для рассматриваемой скорректированной математической модели процесса прошивки и реологии металла сила осевого сопротивления оправки с учетом трения в очаге деформации, при известных предположениях [27,28], оп-ределяется…”