Оценка возможности повышения точности геометрических размеров труб за счет совмещения процессов бокового прессования и редуцирования

Одним из направлений развития процессов прессования труб является способ прессования с боковым истечением металла. При этом совместное использование оригинальных устройств [1, 2] позволяет существенно снизить, в сравнении с известными способами, технологические потери металла, главным образом, за счет уменьшения или полного устранения пресс-остатка. В свою очередь, процесс прессования труб с боковым истечением металла подробно рассмотрен в работах [3–5].

Вместе с этим, как показали результаты проведенного компьютерного моделирования процесса прессования труб с поперечно-боковым истечением (рис. 1) и последующей выпрессовкой пресс-остатка (рис. 2), при изготовлении труб размерами 40×10 мм из контейнера диаметром 60 мм, геометрические размеры профиля трубы выполняются с недостаточной точностью.

Важно отметить, что для обеспечения достаточной точности конечно-элементной модели, как показано в работах [6, 7], модель заготовки включала 120 000 конечных элементов в форме тетраэдров.

Таким образом, представляет определенный научный интерес выполнение оценки возможности повышения точности геометрических размеров поперечного сечения трубы за счет совмещения названного способа прессования [2] с редуцированием [1]. Решение сформулированной задачи осу- ществлялось с применением системы трехмерного моделирования и оптимизации процессов ОМД Deform-3D [7, 8]. При этом модель заготовки также включала 120 000 конечных элементов в форме тетраэдров.

Так, на рис. 3 представлена спроектированная 3D-модель устройства для реализации трубопрессовой системы: процесс прессование с боковым истечением – редуцирование.

Скорость перемещения (в вертикальном и горизонтальном направлении) пресс-шайб назначалась 10 мм/с. Коэффициент трения на контактных поверхностях принимался 0,43 [9]. Моделирование проводилось также при прессовании труб размерами 40×10,0 мм (табл. 1) С целью обеспечения требуемого натяжения в межклетевом пространстве, потребовалось определение угловых скоростей валков [10] первой ( ω1 ) и второй клети ( ω2 ), соответственно:

• „ _ 2vиcт _ ^ZoKPl _ 2упш ■ λПР to = ------ = ------- =  

• 1   DK     DKD

ККК

2vOKP, ■ ^P to2 = —

I где νИСТ – скорость истечения металла из контейнера пресса, мм/с;

νОКР – окружная скорость вращения валков в первой клети, с–1;

Рис. 1. Результаты компьютерного моделирования первой стадии процесса

Рис. 2. Результаты компьютерного моделирования второй стадии процесса

Рис. 3. 3D-модель совмещенного процесса прессования труб с боковым истечением [2] и редуцирования [1]

Параметры процесса редуцирования труб размерами 40×10,0 мм

Таблица 1

ν ОКР1	ν ОКР2	D К	λ Р	λ ПР	ω 1	ω 2
64,17	66,80	150,50	1,041	6,417	0,85	0,88

Толщина стенки по периметру поперечного сечения трубы

Таблица 2

Сечение (см. рис. 5)	Max, мм	Min, мм	Среднее, мм	Относительная разностенность, %
I–I	11,9	8,1	9,98	38,0
II–II	9,81	9,07	9,44	7,8
III–III	10,45	9,91	10,22	5,3

ASSESSMENT OF POSSIBILITY TO INCREASE THE ACCURACY OF THE GEOMETRIC DIMENSIONS OF PIPES BY COMBINING THE PROCESSES OF SIDE EXTRUSION AND REDUCTION

• V.P. Shumeyko , ShumeikoVP@gmail.com

South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation