ВПЛИВ ПЕРЕДНЬОГО НАТЯГУ НА ДЕФОРМОВАНИЙ СТАН ПРИ ПРОКАТЦІ КРУГЛИХ РОЗКАТІВ В ОВАЛЬНОМУ КАЛІБРІ

Abstract

The purpose of this work is to study the effect of forward tension on the deformed state when rolling round bars in an oval caliber. The work includes experimental and theoretical parts. The experimental part of the work was done in the laboratory. Theoretical part is divided into two other parts - computer modeling and calculations using empirical formulas. The mathematical model was developed in the software package QForm 2D / 3D wich using for modeling and optimization of metal forming processes. Modeling was made for a quarter of the sample, which allowed reducing the time of task solution. Based on previous studies for the conditions of the real experiment on the contact of the sample with the rolls chose the law of friction Coulomb’s with a coefficient of friction of 0.45, most accurately corresponds to the conditions of the experiment. Other boundary conditions are selected from the standard libraries of the QForm software system according to the conditions of the real experiment. Comparison of the calculation results with the experimental data shows that the error does not exceed the engineering accuracy, that is, the process of rolling round samples in an oval caliber with a tension can be studied, based on the results of simulation in QForm. Comparison of the calculation results by the proposed formula and as a result of mathematical modeling showed that the error of determining the profile width by the empirical formula and when modeling in the software package QForm 2D / 3D are close to each other. In other words, both formula and model can be used in engineering calculations anyway. The results of theoretical and experimental studies show that under the influence of front tension reduces the value of widening when rolling round samples in oval calibers. This influence must be taken into account when calculating the deformation mode in finishing wire blocks. The results of work can be used in automated systems of modern rolling mills, which will allow to develop innovative resource-saving technologies of wire rod production on the existing equipment with lower consumption factor as compared to the existing equipment.Целью данной работы является исследование влияния переднего натяжения на деформированное состояние при прокатке круглых раскатов в овальном калибре. Работа включает экспериментальную и теоретическую части. Экспериментальная часть работы выполнена в лабораторных условиях. Теоретическая часть разделена еще на две – компьютерное моделирование и расчеты по эмпирическим формулам. Математическая модель была разработана в программном комплексе для моделирования и оптимизации процессов обработки металлов давлением QForm 2D / 3D. Моделирование проводили для четверти образца, что позволило сократить время решения задачи. На основе предыдущих исследований для условий реального эксперимента на контакте раската с валками выбрали закон трения Кулона с коэффициентом трения 0,45, наиболее точно соответствует условиям эксперимента. Другие граничные условия выбраны из стандартных библиотек программного комплекса QForm в соответствии с условиями натурного эксперимента. Сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными показывает, что погрешность не превышает инженерную точность, то есть процесс прокатки круглых образцов в овальном калибре с натяжением можно исследовать, опираясь на результаты моделирования в QForm. Сравнение результатов расчета по предлагаемой формуле и в результате математического моделирования показали, что погрешность определения ширины профиля по эмпирической формуле и при моделировании в программном комплексе QForm 2D / 3D близки друг к другу. То есть при инженерных расчетах все равно могут быть использованы как формула, так и модель. Результаты теоретических и экспериментальных исследований показывают, что под воздействием переднего натяжения уменьшается величина уширения при прокатке круглых образцов в овальных калибрах. Это влияние необходимо учитывать при расчетах режима деформации в чистовых проволочных блоках. Результаты работы можно использовать в автоматизированных системах современных сортовых станах, что позволит разрабатывать инновационные ресурсосберегающие технологии производства катанки на существующем оборудовании с пониженным расходным коэффициентом, по сравнению с существующим.Метою даної роботи є дослідження впливу переднього натягу на деформований стан при прокатці круглих розкатів в овальному калібрі. Робота включає експериментальну та теоретичну частини. Експериментальна частина роботи виконана в лабораторних умовах. Теоретична частина поділена ще на дві – комп’ютерне моделювання та розрахунки за емпіричними формулами. Математична модель була розроблена в програмному комплексі для моделювання та оптимізації процесів обробки металів тиском QForm 2D/3D. Моделювання проводили для чверті зразка, що дозволило скоротити час на рішення задачі. На основі попередніх досліджень для умов реального експерименту на контакті розкату з валками обрали закон тертя Кулона з коефіцієнтом тертя 0,45, що найбільш точно відповідає умовам експерименту. Інші граничні умови обрані зі стандартних бібліотек програмного комплексу QForm у відповідності до умов натурного експерименту. Порівняння результатів розрахунків з експериментальними даними показує, що похибка не перевищує інженерну точність, тобто процес прокатки круглих зразків в овальному калібрі з натягом можна досліджувати, опираючись на результати моделювання в QForm. Порівняння результатів розрахунку за пропонованою формулою та в результаті математичного моделювання показали, що похибка визначення ширини профілю по емпіричній формулі та при моделюванні в програмному комплексі QForm 2D/3D близькі один до одного. Тобто при інженерних розрахунках однаково можуть бути використані як формула, так і модель. Результати теоретичних та експериментальних досліджень показують, що під впливом дії переднього натягу зменшується величина розширення при прокатці круглих зразків в овальних калібрах. Цей вплив необхідно враховувати при розрахунках режиму деформації в чистових проволочних блоках. Результати роботи можна використовувати в автоматизованих системах сучасних сортових станах, що дозволить розробляти інноваційні ресурсозберігаючі технології виробництва катанки на існуючому обладнанні зі зниженим розхідним коефіцієнтом, в порівнянні з існуючим