Введение
1 Современное состояние технологии процессов волочения труб 16
1.1 Передовые технологии в производстве холоднодеформированных труб волочением 16
1.2 Анализ процесса оправочного волочения как способа изготовления холоднодеформированных труб с заданным внутренним диаметром
1.2.1 Анализ параметров профилировки самоустанавливающихся оправок известных конструкций 18
1.2.2 Обзор конструкций самоустанавливающихся оправок 21
1.2.3 Анализ существующих технологических и технических решений, обеспечивающих равновесное положение самоустанавливающейся оправки 22
1.2.4 Анализ влияния качества поверхности и трибологических параметров смазочного материала на условия трения 25
1.3 Анализ современного уровня развития теории оправочного волочения 28
1.3.1 Оценка общего уровня исследований и принимаемых допущений 28
1.3.2 Анализ существующих математических моделей напряженного состояния при волочении труб на самоустанавливающейся оправке 31
1.4 Выводы и постановка задач исследования 33
2 Разработка и исследование математической модели системы «волока – оправка – очаг деформации» для процесса волочения труб на самоустанавливающейся оправке 38
2.1 Предварительный анализ и построение концептуальной схемы моделируемой системы 38 2.2 Анализ параметров формоизменения трубы по длине очага деформации 43
2.2.1 Параметры формоизменения на участке редуцирования 44
2.2.2 Параметры формоизменения на участке основного обжатия 47
2.2.3 Параметры формоизменения на участке дополнительного обжатия 48
2.2.4 Параметры формоизменения на участке калибровки 49
2.3 Применение инженерного метода для описания напряженного состояния системы «волока – оправка – очаг деформации» 50
2.3.1 Анализ схемы сил, приложенных к участку основного обжатия 51
2.3.2 Анализ схемы сил, приложенных к участку дополнительного обжатия 54
2.3.3 Анализ схемы сил, приложенных к участку калибровки
2.4 Вывод линейных неоднородных дифференциальных уравнений равновесия и их анализ 59
2.5 Разработка алгоритма решения системы линейных неоднородных дифференциальных уравнений равновесия
2.5.1 Применение метода конечных элементов 62
2.5.2 Применение метода Бубнова-Галеркина 68
2.6 Численное исследование математической модели системы «волока – оправка – очаг деформации» 82
2.6.1 Анализ влияния степени и сопротивления пластической деформации на напряженное состояние при волочении на самоустанавливающейся оправке 82
2.6.2 Анализ влияния параметров профилировки инструмента на напряженное состояние при волочении на самоустанавливающейся оправке 86
2.6.3 Анализ влияния коэффициента трения на напряженное состояние при волочении на самоустанавливающейся оправке 88
2.7 Выводы 93
3 Физическое моделирование процесса волочения на самоустанавливающейся оправке 95
3.1 Исследование сопротивления пластической деформации углеродистой стали 95
3.1.1 Анализ результатов исследования 97
3.2 Исследование вязкости современных смазочных материалов, применяемых при оправочном волочении труб из углеродистой стали 100
3.2.1 Анализ результатов исследования 102
3.3 Экспериментальное исследование влияния смазочного материала на качество труб и стабильность процесса волочения на самоустанавливающейся оправке 104
3.3.1 Устройство и технологический инструмент для физического моделирования 104
3.3.2 Проектирование экспериментальных маршрутов волочения на самоустанавливающейся оправке 110
3.3.3 Порядок проведения экспериментального волочения 112
3.3.4 Анализ результатов экспериментального волочения
3.3.4.1 Влияние профилировки самоустанавливающейся оправки и вязкости смазочного материала на стабильность процесса волочения 114
3.3.4.2 Влияние профилировки самоустанавливающейся оправки и вязкости смазочного материала на силовые параметры процесса волочения 115
3.3.4.3 Влияние профилировки самоустанавливающейся оправки и вязкости смазочного материала на качество труб 118
3.3.4.4 Влияние вязкости смазочного материала на положение оправки в очаге деформации 120
3.4 Определение коэффициента трения скольжения при волочении с использованием современных смазочных материалов 122
3.4.1 Установка и инструмент для физического моделирования 122
3.4.2 Адаптация трибометра для исследования коэффициента трения в процессе волочения 125
3.4.3 Алгоритм трибометрического исследования 126
3.4.4 Анализ результатов исследования 127
3.5 Исследование ресурса смазочного материала с вязкостью 0,1 Па-с 130
3.5.1 Постановка задачи исследования 130
3.5.2 Анализ результатов исследования 131
3.6 Сравнительная оценка расчетных и экспериментальных величин усилия волочения труб на самоустанавливающейся оправке 132
4 Реализация предлагаемой технологии в промышленных условиях и разработка технических решений с целью интенсификации производства 137
4.1 Разработка технологических режимов волочения на самоустанавливающейся оправке труб размерами 16,0 х вн.12,0 мм 137
4.2 Опытно-промышленное волочение труб размерами 16,0 х вн.12,0 мм из стали марки 10 139
4.3 Анализ результатов опытно-промышленного волочения
4.3.1 Анализ режима работы самоустанавливающейся оправки 141
4.3.2 Анализ причин волочения в безоправочном режиме. Разработка нового способа задачи и перемещения самоустанавливающейся оправки в полости трубы 143
4.3.3 Оценка соответствия опытно-промышленной партии труб размерами 16,0 х вн.12,0 мм требованиям DIN EN 10305-1 145
5 Разработка эффективной технологии изготовления холоднодеформированных труб с внутренним диаметром от 6,0 до 12,0 мм 149
5.1 Разработка рациональной конструкции и профилировки самоустанавливающейся оправки
5.2 Разработка рациональных режимов волочения труб с внутренним диаметром от 6,0 до 12,0 мм на самоустанавливающейся оправке 152
5.3 Разработка технологии изготовления прямолинейных холоднодеформированных труб с внутренним диаметром от 6,0 до 12,0 мм 153
5.4 Разработка технологии изготовления холоднодеформированных труб с внутренним диаметром от 6,0 до 12,0 мм в бунтах
5.4.1 Особенности оборудования для реализации бунтового волочения труб 158
5.4.2 Особенности технологии бунтового волочения труб
5.5 Технико-экономическая оценка возможных технологий производства труб с внутренним диаметром от 6,0 до 12,0 мм 163
5.6 Выводы 165
Заключение 167
Список литературы
