Олег Александрович Панасенко, начальник трубопрокатной лаборатории научно-исследовательского центра
Россия, 623388, Свердловская обл., Полевской, ул. Вершинина, 7
Oleg A. Panasenko, Head of the Pipe Rolling Laboratory of the Research Center
7 Vershinina Str., Polevskoi, Sverdlovsk Region 623388, Russian Federation
Александр Олегович Халезов, аспирант кафедры «Обработка металлов давлением»
Россия, 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19
Aleksandr O. Khalezov, Postgraduate of the Chair “Metal Forming”
19 Mira Str., Yekaterinburg 620002, Russian Federation
Данис Шамильевич Нухов, к.т.н., доцент кафедры «Обработка металлов давлением»
Россия, 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19
Danis Sh. Nukhov, Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof. of the Chair “Metal Forming”
19 Mira Str., Yekaterinburg 620002, Russian Federation
Процесс винтовой прошивки заготовки – это процесс со сложным цикличным характером течения металла в очаге деформации. Настройка инструмента деформации и его калибровка, а также точность подачи заготовки и выдачи гильзы из очага деформации оказывают существенное влияние на качество гильзы: точность размеров и наличие дефектов на внутренней и наружной поверхности гильзы. В работе предложено техническое решение повышения стабильности ведения процесса прошивки непрерывнолитой заготовки на станах винтовой прокатки. Реализация идеи предполагает применение усовершенствованной калибровки инструмента прошивного стана. Для обеспечения центровки заготовки и стабильной ее подачи по оси прокатки прошивного стана предложено добавить на входном конусе валка специальное его утолщение (гребень), а на линейке изменить калибровку входного ее участка с целью более ранней встречи заготовки с валками – до первичного захвата валками заготовки, т. е. до начала деформации валками металла непрерывнолитой заготовки. Для проверки и корректировки предлагаемого решения были поставлены и решены задачи конечно-элементного моделирования процесса винтовой прошивки с измененной конструкцией грибовидного валка и линейки. Решение задач осуществлялось в программном комплексе QForm 3D. Результаты конечно-элементного моделирования показали, что применение усовершенствованной калибровки инструмента позволяет улучшить центровку заготовки и обеспечить стабильную ее подачу по оси прокатки прошивного стана. За счет этого удается снизить биение заготовки в очаге деформации и тем самым снизить усилие на валках с 8 до 5 МН. Результаты замеров геометрических параметров гильз, полученные при помощи конечно-элементного моделирования, показали незначительные относительные отклонения, которые укладываются в нормативные пределы.
Screw piercing of a workpiece is a process with complex cyclical nature of metal flow in deformation center. Setting up the deformation tool and its calibration, as well as the accuracy of the workpiece feed and release of the hollow billet from deformation zone, have a significant impact on the quality of the hollow billet: dimensional accuracy and presence of defects on its inner and outer surface. In the paper, a technical solution was proposed to increase the stability of piercing a continuously cast workpiece on screw rolling mills. Implementation of the idea involves the use of an improved calibration of the piercing mill tool. For both in order to achieve the workpiece alignment and its stable feeding along rolling axis of the piercing mill, it was proposed to add a special thickening (hump) on the roll input cone and to change calibration of its input section on the ruler in order to meet the workpiece with the rolls earlier: before the initial capture of the workpiece by the rolls, that is, before deformation of metal of the continuously cast workpiece by the rolls. To check and correct the proposed solution, the tasks of FEM-modeling of screw piercing process with a modified design of the tapered roll and ruler were set and solved using the QForm 3D software package. Results of the finite element modeling (FEM) showed that the use of improved tool calibration makes it possible to improve the alignment of the workpiece and ensure its stable position along the rolling axis of the piercing mill, thereby reducing the runout of the workpiece in the deformation center and thereby reducing the force on the rolls from 8 to 5 MN. The results of measurements of the hollow billets’ geometric parameters obtained by FEM showed insignificant relative deviations that fit within the regulatory limits.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.