ФГБОУ ВО «НИТУ «МИСиС», Москва, Россия:

Н. М. Вавилкин, профессор кафедры технологии и оборудования трубного производства, докт. техн. наук
С. М. Крискович, старший преподаватель кафедры обработки металлов давлением, эл. почта: moose2@yandex.ru

Проведено моделирование процесса винтовой прошивки полых заготовок и выполнен анализ полученных результатов с целью оценки возможности дополнительной проработки структуры металла. Созданы трехмерные модели рабочего инструмента и заготовки в программе SolidWorks и осуществлена сборка двух очагов деформации прошивного стана с различными параметрами угла подачи и овализации. В программе Qform заданы параметры инструмента и заготовки, сформулированы граничные условия и проведено моделирование процесса прошивки особотолстостенной (D/S = 3,4) заготовки. В качестве критерия проработки структуры выбран параметр интенсивности напряжений (ИН), получено поле его распределения в трех характерных сечениях по длине очага деформации. При сравнении полученных результатов показана схожесть распределения поля ИН при обеих настройках очага деформации, а также более высокий уровень ИН для большего угла подачи. Рассчитан тензор напряжений в первом характерном сечении и установлено наличие объемной разноименной схемы главных напряжений. Получены зависимости изменения усилия металла на валок и времени прошивки от настройки очага деформации. Полученные значения усилия металла на валок могут быть использованы как проверочные, свидетельствующие об адекватном выборе технических параметров прошивного стана.

1. Romantsev B., Goncharuk A., Aleshchenko A., Gamin Y., Mintakhanov M. Development of multipass skew rolling technology for stainless steel and alloy pipes’ production // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018. Vol. 97, Iss. 9-12. P. 3223–3230.
2. Протасьев В. Б., Батова Н. Н. Проектирование валков для горячей поперечно-винтовой прокатки заготовок без дефектов в осевой зоне // Черные металлы. 2020. № 3. C. 42–47.
3. Zhang Z., Liu D., Li Z., Zhang Y., Zhang R. et al. Study on the shear-torsion deformation of rotary tube piercing process for nickel base superallo // Journal of Materials Processing Technology. 2021. Vol. 295. 117153 p.
4. Galkin S. P., Romantsev B. A., Kharitonov E. A. Putting into practice innovative potential in the universal radial-shear rolling process // CIS Iron and Steel Review. 2014. Vol. 9. P. 35–39.
5. Romanenko V. P., Stepanov P. P., Kriskovich S. M. Production of hollow railroad axles by screw piercing and radial forging metallurgist // Metallurgist. 2018. Vol. 61, Iss. 9-10. P. 873–877.
6. Du S., Li Y., Song J. Optimization of forging process parameters and anvil design for railway axle during high-speed forging // International Mechanical Engineering Congress and Exposition. 2015. 6 p.
7. Zhang R., Luo Q., Xie H., Jiang L., Wang T. Discussion of design technology for subgrade structure of 40 t axle-load heavy haul railway // Journal of the China Railway Society. 2020. Vol. 42, Iss. 4. P. 131–139.
8. Zhang J., Li H., Yang B., Wu B., Zhu S. Fatigue properties and fatigue strength evaluation of railway axle steel: effect of micro-shot peening and artificial defect // International Journal of Fatigue. 2020. Vol. 132. 105379 p.
9. Makino T., Sakai H., Kozuka C., Yamazaki Y., Yamamoto M. et al. Overview of fatigue damage evaluation rule for railway axles in Japan and fatigue property of railway axle made of medium carbon steel // International Journal of Fatigue. 2020. Vol. 132. 105361 p.
10. Galkin S. P., Aleschenko A. S., Romantsev B. A., Gamin Y. V., Iskhakov R. V. Effect of preliminary deformation of continuously cast billets by radial-shear rolling on the structure and properties of hot-rolled chromium-containing cteel pipes // Metallurgis. 2021. Vol. 65. P 185–195.
11. Ahmad Bahmani, Srinivasan Arthanari, Kwang Seon Shin. Improvement of corrosion resistance and mechanical properties of a magnesium alloy using screw rolling // Journal of Alloys and Compounds. 2020. Vol. 813. 152155 p.
12. Romanenko V. P., Romantsev B. A., Illarionov G. P., Fomin A. V., Zimin V. Ya. et al. Billet preparation method for railcar hollow axle productio // Metallurgist. 2014. Vol. 58, Iss. 7-8. P. 684–688.

13. Skripalenko M. M., Romantsev B. A., Bazhenov V. E., Tran B. H., Skripalen ko M. et al. FEM simulation of mannesmann piercing of aluminium alloy ingots // Izvestiya. Non-Ferrous Metallurgy. 2018. No. 6. P. 27–34.
14. Ахмеров Д. А., Выдрин А. В. Исследование процесса образования концевых участков труб при продольной прокатке в калибрах, образованных разным числом валков. 2021. № 1. С. 44–48.
15. Потапов И. Н., Полухин П. И. Новая технология винтовой прокатки. – М. : Металлургия, 1975. – 344 с.