Розвиток наукових основ та розробка технологічних режимів холодної пільгерної прокатки прецизійних труб з прогнозованим рівнем властивостей металу

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ

УДК 621.774.36

Спеціальність 05.03.05

"Процеси та машини обробки тиском"

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук

Розвиток наукових основ та розробка технологічних режимів холодної пільгерної прокатки прецизійних труб з прогнозованим рівнем властивостей металу

Фролов Ярослав Вікторович

Дніпропетровськ - 2010

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національній металургійній академії України Міністерства освіти і науки України.

Науковий консультант:

доктор технічних наук, професор Данченко Валентин Миколайович, Національна металургійна академія України, м. Дніпропетровськ, завідувач кафедри обробки металів тиском.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, старший науковий співробітник Медведєв Михайло Іванович, завідувач відділу технології виробництва труб гарячою деформацією, обробки труб Державного підприємства "Науково-дослідний та конструкторсько-технологічний інститут трубної промисловості ім. Я.Ю. Осади" Міністерства промислової політики України, м. Дніпропетровськ;

доктор технічних наук, професор Сивак Іван Онуфрійович, завідувач кафедри технології і автоматизації машинобудування Вінницького національного технічного університету Міністерства освіти і науки України, м. Вінниця;

доктор технічних наук, професор Фурманов Валерій Борисович, науковий консультант ВАТ "Дніпропетровський трубний завод" Міністерства промислової політики України, м. Дніпропетровськ.

Захист відбудеться 14.09.2010 р. о 1230 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д08.084.02 Національної металургійної академії України за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ, пр. Гагаріна, 4.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національної металургійної академії України за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ, пр. Гагаріна, 4.

Автореферат розісланий 23.07.2010 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради А.М. Должанський



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Традиційні та перспективні споживачі сталевих труб, отримуваних холодною пільгерною прокаткою, висувають все більш жорсткі вимоги щодо їхньої якості. До цих вимог слід віднести: використання високолегованих і низьколегованих сталей, які у звичайних умовах деформуються дуже складно, але мають високі споживчі властивості, мінімальне відхилення фактичних розмірів труб від номінальних, прогнозований рівень властивостей металу, а також можливість отримання труб зі складною формою поперечного перерізу. Особливе місце у цьому переліку займає прогнозований рівень властивостей металу готових труб, зокрема, межа міцності та межа текучості, які у відповідності до вимог стандартів та технічних умов, визначають здатність труб до подальшої деформаційної обробки, як з проміжною термічною обробкою, так і без неї. Прогнозування властивостей металу труб також потрібно для розрахунків маршрутів циклічного деформування при холодній пільгерній прокатці.

Виготовленню прецизійних труб з високими показниками якості по геометрії присвячено багато досліджень, в той час як керування властивостями металу холоднодеформованих труб, зокрема, відношенням межі міцності до межі текучості, ще не отримало достатнього розвитку. Це не дозволяє у повній мірі використовувати відомий ефект знакозмінності деформації при холодній пільгерній прокатці труб, що, у свою чергу, призводить до значного збільшення кількості проміжних термічних обробок, деформаційних циклів та підвищеній витраті металу і ресурсів при виготовленні труб з високими споживчими властивостями. Це є особливо важливим у випадку виробництва труб зі складною формою поперечного перерізу, де необхідним є повне виконання заданої форми поперечного перерізу за один цикл деформації.

Задоволення вимог, що висуваються до холоднокатаних труб, потребує комплексного перегляду методів розрахунку режимів деформації, які були створені в умовах інших, менш жорстких вимог до якості продукції та економічної ефективності виробництва. У відомих методах розрахунку приймається, що при холодній пільгерній прокатці деформація по діаметру та товщині стінки має сукупний вплив на зміну властивостей металу. Такий підхід був достатнім, коли основним фактором, що обмежував інтенсифікацію виробництва, була сила прокатки та стійкість обладнання. Прогнозування рівня властивостей труби після прокатки з достатньою точністю у цьому випадку було неможливе. З розвитком вимог до якості труб та деформаційної здібності процесу стає важливим окреме дослідження впливу на зміну властивостей металу обтиснень по діаметру та по товщині стінки, як параметрів, які забезпечують знакозмінні деформації та напруження вздовж робочого конусу. Таке дослідження може бути виконане з використанням сучасних методів моделювання і повинно врахувати параметри деформації, притаманні холодній пільгерній прокатці що розвине наукові уявлення про розподіл напружень вздовж робочого конусу. Результатом такого дослідження має бути метод розрахунку режиму деформації, який забезпечить раціональний розподіл часткових деформацій по діаметру по довжині робочого конусу для кожного конкретного випадку прокатки з урахуванням зміни властивостей матеріалу, параметрів прокатного стану та інших технологічних елементів. Використання відповідного режиму деформації має забезпечити зниження циклічності процесу холодної пільгерної прокатки при виробництві прецизійних труб з високими споживчими характеристиками.

Значну роль у процесі пільгерної прокатки відіграє форма поперечного перерізу зони деформації, яка регламентує течію металу у тангенціальному напрямку, а також забезпечує знакозмінність деформації при повороті робочого конусу, що, у свою чергу, додатково впливає на зміну властивостей металу. Однак рівень досліджень у цієї галузі не дозволяє узгодити розвиток деформації у поздовжньому та поперечному напрямках з урахуванням впливу розподілу деформації по діаметру та по товщині стінки на зміну властивостей металу. Це призводить до інтенсивного зміцнення металу, що, у свою чергу, збільшує кількість технологічних операцій при виробництві прецизійних труб та утруднює отримання труб зі складною формою поперечного перерізу.

Таким чином, робота, яка спрямована на розвиток наукових основ та розробку технологічних режимів холодної пільгерної прокатки труб з прогнозованим рівнем властивостей високолегованих і низьколегованих сталей з узагальненням досвіду попередніх теоретичних і експериментальних досліджень впливу розподілу та знакозмінності деформації, теплових та кінематичних параметрів процесу на зміну властивостей металу в процесі деформації, а також на геометричні показники якості труб, є актуальною.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Виконання дисертаційної роботи пов'язане з тематичними планами наукових досліджень Національної металургійної академії України (науково-дослідні роботи ДР № 0109U004016, ДР № 0109U004017, ДР № 0106U002225) за пріоритетним напрямом розвитку "Новітні технології та ресурсозберігаючі технології в енергетиці, промисловості та агропромисловому комплексі" відповідно закону України "Про пріоритетні напрями розвитку науки і техніки" від 11.07.2001р №2623-ІІІ. Автор був керівником і виконавцем цих робіт. Як запрошений науковий співробітник автор брав участь у роботі над проектом SFB 489 Німецького наукового товариства (DFG), Міністерства науки та культури Нижньої Саксонії та Гановерського Університету ім. Ляйбниця (ФРН). деформація метал переріз холодний

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є розвиток наукових основ врахування знакозмінного впливу параметрів деформації на зміну властивостей металу та розробка ефективних технологічних режимів холодної пільгерної прокатки прецизійних труб, зокрема, з прогнозованим рівнем властивостей металу та складною формою поперечного перерізу.

Для досягнення поставленої мети були сформульовані такі завдання:

проаналізувати відомі методи розрахунку режимів деформації холодної пільгерної прокатки труб та теоретичні підґрунтя, на яких вони базуються, з точки зору врахування зміни властивостей металу;

визначити та обґрунтувати показник зміни властивостей високолегованих і низьколегованих сталей та параметр деформації для кількісної оцінки цієї зміни в умовах застосування найбільш розповсюджених технологічних елементів холодної пільгерної прокатки;

визначити залежність, яка пов'язує параметри деформації та показник зміни властивостей металу у сумарній зоні деформації, а також дозволяє порівнювати методи розрахунку режимів деформації та способи прокатки з точки зору впливу теплових, кінематичних і деформаційних параметрів процесу на зміну властивостей металу в процесі пільгерної прокатки;

розвинути метод розрахунку режиму деформації у частині визначення характеру зміни площі поперечного перерізу робочого конусу, який відповідає характеру зміни властивостей металу та розвитку деформації при холодній пільгерній прокатці.

встановити залежності для розрахунку частки деформації по діаметру у деформації по площі поперечного перерізу по довжині робочого конусу та експериментально перевірити отримані залежності з точки зору можливостей прогнозування властивостей металу готових труб;

розробити метод визначення розмірів поперечного перерізу робочого конусу, який має враховувати зміну фактичних розмірів поперечного перерізу робочого конусу по всій довжині периметру калібра, а також визначити залежність, яка б враховувала зміну властивостей металу при розрахунках формозміни металу у тангенціальному, відносно вісі прокатки, напрямку;

провести дослідження впливу технологічних параметрів холодної пільгерної прокатки на температуру металу, його властивості, а також розробити технічні рішення для покращення кінематичних умов процесу холодної пільгерної прокатки труб;

провести моделювання холодної пільгерної прокатки труб за методом скінчених елементів з варіюванням параметрів деформації, а також визначити залежності, які пов'язують коефіцієнт напруженого стану металу з параметрами деформації при холодній пільгерній прокатці труб;

розробити методику та перевірити точність прогнозування властивостей металу у промислових умовах, а також оцінити вплив запропонованих змін до режимів деформації на показники якості труб.

з урахуванням отриманих даних про вплив параметрів деформації на зміну властивостей металу розробити режими деформації для холодної пільгерної прокатки труб з прогнозованим рівнем властивостей металу, а також для труб з некруглою формою поперечного перерізу;

перевірити отримані результати у промислових умовах та підготувати їх до впровадження у технологічному процесі;

використати одержані дані у промислових умовах та навчальному процесі для підготовки фахівців за спеціальністю «Обробка металів тиском»;

Об'єкт дослідження. Технологічний процес холодної пільгерної прокатки труб.

Предмет дослідження. Закономірності впливу режиму деформації, технологічних та кінематичних параметрів процесу холодної пільгерної прокатки на зміну властивостей металу та геометричні показники якості труб.

Методи дослідження. Теоретичні дослідження базуються на положеннях теорії пластичності, теорії обробки металів тиском, теорії трубного виробництва, теорії пільгерної прокатки. Лабораторні і промислові дослідження виконані з використанням сучасного устаткування та вимірювальної апаратури, що пройшла метрологічний контроль. При проведенні досліджень також було використано метод скінчених елементів, результати оброблено за допомогою методів математичної статистики.

Наукова новизна. Наукову новизну мають наведені нижче результати теоретичних і експериментальних досліджень.

1. Вперше отримано залежність, яка пов'язує частку деформації по діаметру у сумарній деформації з визначеним показником зміни властивостей металу при холодній пільгерній прокатці труб.

Раніше така залежність не була відома. Застосування отриманої залежності дозволяє оптимізувати параметри деформації для отримання потрібного рівня властивостей металу, а також при відомих параметрах деформації прогнозувати властивості металу готових труб.

2. Вперше визначено залежності частки деформації по діаметру від сумарної деформації в умовах безперервного нарощування сумарної деформації по довжині робочого конусу та відповідної зміни властивостей металу при холодній пільгерній прокатці труб.

Раніше такі залежності відомі не були. Це дозволяє прогнозувати зміну властивостей металу, а також розподіляти деформацію по діаметру по довжині робочого конусу для утримання властивостей металу у потрібному діапазоні не обмежуючись параметрами маршруту прокатки, що у свою чергу, надає більшої гнучкості у проектуванні технології прокатки.

3. Вперше розроблено метод визначення еквівалентних розмірів поперечного перерізу робочого конусу по його довжині в умовах знакозмінності деформації при холодній пільгерній прокатці труб.

Раніше такий метод для холодної пільгерної прокатки, яка характеризується значною знакозмінністю деформації, відомим не був. Це дозволяє підвищити точність визначення формозміни металу у тангенціальному напрямку.

4. Вперше визначено залежність, яка пов'язує деформацію у поздовжньому та поперечному напрямах з урахуванням зміни частки деформації по діаметру по довжині робочого конусу при холодній пільгерній прокатці труб.

Раніше така залежність не була відома. Це дозволяє проектувати поперечний профіль інструменту з урахуванням зміни властивостей металу по довжині робочого конусу.

5. Дістав подальшого розвитку метод розрахунку режиму деформації при холодній пільгерній прокатці, який враховує зміну властивостей металу у зоні деформації та забезпечує отримання труб з прогнозованим рівнем властивостей металу.

Метод відрізняється розподілом частки деформації по діаметру у сумарній деформації по довжині робочого конусу у відповідності до зміни властивостей металу. Це дозволяє розробити технологічні режими холодної пільгерної прокатки труб з потрібним рівнем властивостей металу, а також зі складною формою поперечного перерізу.

6. Одержали подальший розвиток на основі моделювання за методом скінчених елементів наукові уявлення про розподіл нормальних напружень по довжині робочого конусу та визначено залежності, які пов'язують коефіцієнт напруженого стану металу з параметрами деформації при холодній пільгерній прокатці труб.

Раніше для холодної пільгерної прокатки таких залежностей не існувало. Це дозволяє підвищити точність розрахунку напружено-деформованого стану металу при холодній пільгерній прокатці прецизійних труб.

Практичне значення одержаних результатів. Виконані дослідження процесу холодної пільгерної прокатки дозволили:

визначити критерій оцінки ефективності технологічних елементів холодної пільгерної прокатки з точки зору використання ресурсу властивостей металу, а також визначити значення цього критерію для груп маршрутів прокатки труб з високолегованих сталей;

встановити рівень точності прогнозування властивостей металу при прокатці з відомими параметрами деформації у маршруті прокатки;

кількісно оцінити взаємний технологічних параметрів холодної пільгерної прокатки на температуру металу та його властивості, а також розширити діапазон застосування способу теплої прокатки;

розробити спосіб для покращення кінематичних умов холодної пільгерної прокатки шляхом зміщення ведучої рійки та визначити величину цього зміщення у залежності від різниці між вимушеним та природним котючими радіусами.

розробити режим деформації, який забезпечує мінімальне використання ресурсу властивостей металу при прокатці труб з високими показниками якості, а також при прокатці труб з некруглою формою поперечного перерізу з низьколегованих та жаростійких сталей;

розробити спосіб прогнозування властивостей металу при холодній пільгерній прокатці у промислових умовах та дати рекомендації щодо застосування запропонованих змін до режимів деформації з метою покращення показників якості по геометричним показникам, властивостям та структурі металу.

Теоретичні і експериментальні результати розробок, наведені в дисертації, використані в умовах: ЗАО «Сентравис продакшн Україна» (довідка від 17.12.2009р.); ЗАТ „ЮТіСТ” (довідка від 15.10.2009 р.); ЗАТ «Дніпровський завод Алюмаш» (довідка від 15.09.2009 р.); ДП «Укрдіпромез» (довідка від 5.10.2009 р); ТОВ «Прецизіон труб Юг» (довідка від 21.12.2009 р); ТОВ «Стальконструкція» (довідка від 5.12.2008 р); Інститут матеріалознавства Гановерського університету ім. Ляйбниця (ФРН) (лист підтримки від 22.02.2010 р.); Відділ інженерії процесів та фізики матеріалів університету „Політехніка Ченстоховська” (Республіка Польща) (Довідка про застосування від 24.11.2009 р.). Розробки, які виконані в дисертації, використовуються у навчальному процесі на кафедрі обробки металів тиском Національної металургійної академії України (довідка від 4.01.2010 р.).

Особистий внесок здобувача. У дисертації не використані ідеї співавторів. Всі основні результати досліджень отримані й узагальнені автором самостійно. У теоретичних розробках автором виділені параметри деформації, які мають найбільш суттєвий вплив на зміну властивостей металу, режими деформації, узагальнені відомі дані, сформульовані завдання для розрахунків за допомогою скінчено-елементних програм та проведений аналіз їх результатів. Автором особисто здійснена постановка лабораторних і промислових експериментів, оброблені й узагальнені результати досліджень. Автор брав безпосередню участь в організації і проведенні експериментів та впровадженні розробок у виробництво. Особистий внесок автора в роботах, опублікованих у співавторстві наведено на с. 32.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи доповідались і обговорювались на: Міжнародних науково-технічних конференціях "Удосконалення процесів та обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні" (Краматорськ, 2005, 2006, 2007 та 2009 рр.); Міжнародній конференції "Прогресивна техніка і технологія" (Севастополь, 2007 р.); VІІІ та IX Міжнародних науково-технічних конференціях "Пластична деформація металів" (Дніпропетровськ, 2005 р., Нікополь, 2008 р.); Міжнародній науковій конференції "Advances in Metallurgical Processes and Materials" (Дніпропетровськ, 2007 р.); Міжнародній конференції "Tube Ukraine 2007 - Modern Production Trends for Tubes & Pipes - Welded, Seamless & Non-Ferrous" (Дніпропетровськ, 2007 р.); науковому семинарі Інституту матеріалознавства Гановерського університету ім. Ляйбниця (ФРН, Гановер, 2006, 2007, 2008 та 2010 рр.); Об'єднаному науковому семінарі кафедри обробки металів тиском НМетАУ і прокатних відділів ІЧМ НАНУ (Дніпропетровськ, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010 рр.).

Публікації. Основні матеріали дисертації викладені в 38 публікаціях. Серед них: 1 монографія, 31 стаття у спеціалізованих виданнях згідно переліку ВАК України (зокрема, 5 статей без співавторів).

Структура дисертації. Робота складається з вступу, 6 розділів, висновків і додатків. Дисертація викладена на 341 сторінці, містить 127 рисунків, 35 таблиць, список використаних джерел з 175 найменувань, 9 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

АНАЛІЗ ВПЛИВУ ПАРАМЕТРІВ РЕЖИМУ ДЕФОРМАЦІЇ НА ЗМІНУ ВЛАСТИВОСТЕЙ МЕТАЛУ

Основи теорії розрахунку режимів деформації для холодної пільгерної прокатки були закладені П.Т.Ємельяненко. Він сформулював правило, яке визначає величину обтиснень у миттєвій зоні деформації. На підставі експериментального досвіду П.Т.Ємельяненка та аналітичної моделі процесу Я.Е. Осада, О.А.Семенов, П.К. Тетерін, Ю.Ф. Шевакін розвили наукові уяви про режим деформації при холодній пільгерній прокатці труб, головними параметрами котрого є форма та розмір інструмента. Саме вони визначають процес прокатки як послідовне проходження металом скрізь ряд миттєвих зон деформації, кожна з котрих характеризується своїм співвідношенням обтиснень по діаметру та товщині стінки, що забезпечує знакозмінність деформації. Складність опису процесу холодної пільгерної прокатки обумовлена тим, що параметри миттєвої зони деформації, температура металу та його властивості безперервно змінюються по довжині хода валків.

Рис. 1. Робочій конус при холодній пільгерній прокатці

1 - калібр; 2 - оправка

Взаємодія металу з деформуючим інструментом при холодній пільгерній прокатці здійснюється у миттєвих зонах деформації, безперервна послідовність яких у межах робочого ходу валків утворює робочий конус (рис. 1). По довжині робочого конусу l проходить зміна зовнішнього та внутрішнього діаметру Dз, а також товщини стінки tз заготовки таким чином, що на виході із стана формуються остаточні розміри готової труби Dтр. таtтр. Початком робочого конусу вважається поперечний переріз заготовки, де вона зустрічається з валками, а кінцем - переріз готової труби, що контактує з останньою ділянкою робочої частини рівчака калібрів. Твірною лінією поверхні робочого конусу є розгортка a'b' найбільш глибокої лінії ab рівчака калібру 1 по ділильній окружності приводної шестерні.

На робочому конусі розрізняють декілька ділянок: зона редукуванняlред, де проходить зменшення зовнішнього та внутрішнього діаметрів заготовки до контакту з оправкою; зона обтиснень lо, де проходить основна деформація - зменшується діаметр та товщина стінки; зона калібруванняlк, де проходить калібрування фінальних розмірів труби. Довжина вказаних ділянок визначається калібровкою інструмента - формою лінії, що з'єднує початок та кінець робочого конусу та визначає режим деформації для даного маршруту прокатки.

Створення ефективного технологічного режиму холодної пільгерної прокатки можливо на базі аналізу характеристик взаємодії металу і параметрів деформації. Результати такого аналізу показали, що відомі методи розрахунку режимів деформації мають певні недоліки.

Розглянуті методи розрахунку технологічних режимів показали, що найбільшу кількість характеристик взаємодії металу і інструменту враховує метод пропорційних обтиснень, однак в ньому недостатньо враховується зміна форми поперечного перерізу робочого конусу по довжині сумарної зони деформації, а також знакозмінний вплив обтиснень по діаметру та по товщині стінки на зміну властивостей металу.

З огляду на те, що відомі методи розрахунку інструменту побудовані на різних принципах, а крім того прокатка ведеться різними способами, наприклад, способом теплої прокатки з різними значеннями подачі та варіюванням інших технологічних факторів, виникає потреба у єдиному критерії, за яким можна було б оцінити ефективність використання того чи іншого метода розрахунку інструменту або способу прокатки з точки зору ефективного використання ресурсу властивостей металу.

Аналіз режимів деформації при холодній пільгерній прокатці труб показав, що невирішеною є проблема визначення знакозмінного впливу деформації по діаметру та площі поперечного перерізу на зміну властивостей металу при розробці раціональних деформаційних, теплових та кінематичних режимів холодної пільгерної прокатки прецизійних труб з прогнозованим рівнем властивостей металу, які б забезпечували високі показники якості та можливість подальшого деформування труб при виробництві готових виробів.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ТА ТЕОРЕТИЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ПАРАМЕТРІВ ДЕФОРМАЦІЇ НА ВЛАСТИВОСТІ МЕТАЛУ ПРИ ХОЛОДНІЙ ПІЛЬГЕРНІЙ ПРОКАТЦІ

Визначення показника зміни властивостей металу в процесі холодної та теплої пільгерної прокатки. Зміна властивостей металу при холодній пільгерній прокатці відбувається під впливом як деформаційних так і теплових факторів. Кінцева температура, властивості для попереднього перерізу робочого конусу стають початковими для наступного. Під час ходу робочої кліті такий процес відбувається безперервно. Відношення межі міцності та межі текучості (Рис. 2), отримане при стандартних випробуваннях на розривних машинах мікрозразків, виконане за методикою ДТІ РМВ 241-26-02, дозволяє визначити ресурс властивостей металу та коефіцієнт його використання в умовах холодної пільгерної прокатки за наведеними нижче залежностями.

Для труби-заготовки:

; (1);

для готової труби після прокатки: 

; (2);

для контрольного поперечного перерізу х сумарної зони деформації:

; (3);

для оцінки використання ресурсу властивостей у сумарній зоні деформації: ; (4);

для оцінки використання ресурсу властивостей процесу у зоні деформації, що передує поперечному перерізу х:

. (5).

Експериментальні дослідження проводились в умовах ЗАТ «Сентравіс продакшн Юкрейн». Оцінка зміни властивостей металу під впливом холодної та теплої пільгерної прокатки проводилася для груп маршрутів: Група 1 - метод розрахунку інструмента, що передбачає конічну оправку та криволінійну твірну рівчака калибрів при холодній прокатці - 4 маршрути (1 - для стану великого типорозміру, 2 - середнього та 1 для малого);



Рис. 2. Схема до визначення показника зміни властивостей при холодній пільгерній прокатці kу (1 - робочій конус)

Група 2 - метод розрахунку інструмента, що передбачає конічну оправку та криволінійну твірну рівчака калибрів при теплій прокатці - 5 маршрутів (3 - для стану великого типорозміру та 2 для середнього);

Група 3 - метод розрахунку інструмента, що передбачає конічну оправку та криволінійну твірну рівчака калибрів при теплій прокатці зі збільшеною на 50% подачею металу - 4 маршрутів (2 - для стану великого типорозміру та 2 для середнього);

Група 4 - метод розрахунку інструмента, що побудований за методом пропорційності обтиснень при холодній прокатці - 6 маршрутів (3 - для стану великого типорозміру, 2 - середнього та 1 для малого);випробування проводилися в рамках однієї партії труб для кожного випадку з марок сталей AISI 304, 316 та 31803.

За результатами досліджень встановлено, що для всіх випадків ресурс властивостей після прокатки зменшується. Для труб-заготовок інтервал значень склав 1,56…2,4, а для готових труб - 1,01…1,5. Значення коефіцієнту використання ресурсу властивостей для всіх методів розрахунку інструменту та способів прокатки знаходиться в інтервалі 1,44…1,98. Аналіз отриманих результатів показує, що чим вище значення , тим інтенсивніше використовується ресурс властивостей матеріалу, що негативно характеризує процес деформації та збільшує вірогідність появи у металі мікроруйнувань.

З огляду на те, що в практиці обробки металів тиском значення находиться в інтервалі 1…2,5, можна зробити висновок, що проведені експерименти відображають поведінку матеріалів майже у всьому діапазоні можливих значень відношень межі міцності та межі текучості.

Таким чином встановлено, що зміна параметрів пільгерної прокатки оказує вплив на використання ресурсу властивостей металу.

Визначення параметру холодної пільгерної прокатки для кількісної оцінки зміни властивостей металу. При холодній пільгерній прокатці деформація розвивається вздовж робочого конусу, тому найбільш розповсюдженими осями абсцис для опису зміни параметрів процесу є саме х/l (відношення положення контрольного перерізу до довжини робочої зони) та - сумарна ступінь деформації, яка складається з обтиснень по діаметру та обтиснень по товщині стінки . У досліджених маршрутах прокатки сумарна відносна умовна деформація варіювалася від 28 до 98 %, по товщині стінки - від 21 до 57%, по діаметру - від 24 до 67 %.

Для зазначених вище випадків прокатки були побудовані залежності зміни коефіцієнту використання властивостей від сумарної деформації , відношення обтиснень по діаметру та по товщині стінки , частки обтиснень по діаметру та по товщині стінки у сумарній деформації. Встановлено, що саме збільшення частки обтиснень по діаметру у маршруті прокатки призводить до стабільного, з різною інтенсивністю, росту значень для всіх випадків прокатки (рис.3).

Рис. 3. Залежності коефіцієнту використання властивостей металу від частки обтиснень по діаметру у сумарній деформації

Визначення граничних умов для залежності показало, що при процес пільгерної прокатки є неможливим з кінематичної точки зору, відповідно, ресурс властивостей готової труби дорівнює ресурсу властивостей труби-заготовки. При відсутня деформація по товщині стінки, що призводить до максимальних значень коефіцієнту використання властивостей. Такий висновок добре корелюється з відомими з літератури даними про негативний вплив редукування на властивості металу труб. Аналіз експериментальних залежностей показав, що зміна коефіцієнту використання властивостей від частки обтиснень по діаметру у сумарній деформації може бути описана залежністю:

, (6)

де - коефіцієнт інтенсивності використання властивостей (для групи маршрутів 1 він дорівнює 0,97; для групи маршрутів 2 - дорівнює 0,92; для групи маршрутів 3 дорівнює 0,7; а для групи маршрутів 4 дорівнює 0,53).

Коефіцієнт можна вважати критерієм оцінки ефективності технологічних елементів холодної та теплої пільгерної прокатки з точки зору використання ресурсу властивостей металу. Він дозволяє порівнювати методи розрахунку інструменту та способи прокатки з точки зору впливу теплових, кінематичних та деформаційних параметрів процесу на зміну властивостей металу в процесі пільгерної прокатки. Значення коефіцієнту знаходяться в інтервалі від 0, що відповідає умовам «ідеального» процесу (властивості металу не змінюються) до 1, що є ознакою «нераціонального процесу» (ресурс властивостей використовується з максимальною інтенсивністю). Основний вплив на інтенсивність використання ресурсу властивостей оказують такі параметри, як форма інструменту, дрібність деформації та тепловий режим прокатки.

На підставі результатів експериментальних досліджень встановлено, залежність коефіцієнта від вказаних параметрів:

, (7)

де m - подача; µУ - сумарний коефіцієнт витяжки; kb - коефіцієнт, що враховує форму поперечного перерізу робочого конусу; nу - коефіцієнт дрібності деформації, який залежить від довжини сумарної зони деформації, яка у свою чергу обумовлена формою інструменту; kуз - ресурс властивостей труби-заготовки, який у даному випадку дозволяє враховувати зміну властивостей від ефекту теплої деформації.

ДОСЛІДЖЕННЯ зв'язку РОЗПОДІЛУ ЧАСТКОВИХ ДЕФОРМАЦІЙ ТА ЗМІНИ ВЛАСТИВОСТЕЙ МЕТАЛУ В ЗОНІ ДЕФОРМАЦІЇ

Розвиток методу розрахунку режиму деформації по довжині робочого конусу. Співвідношення деформації по діаметру та по товщині стінки за відомим методом пропорційності часткових деформацій відображено у залежності:

, (8)

де µхt та µxD відповідно часткові коефіцієнти витяжки по товщині стінки та діаметру. Окремий розгляд деформації по діаметру та по товщині стінки у даному випадку обґрунтовано їх знакозмінним впливом на властивості металу.

У розрахунках режимів деформації для холодної пільгерної прокатки метод пропорційності часткових деформацій реалізується введенням у формули для розрахунку інструменту показника інтенсивності розподілу часткових обтиснень n. Рівність цього показника для розрахунку твірних рівчака калібрів та оправки забезпечує постійне співвідношення часткових деформацій по діаметру та товщині стінки на всьому протязі робочого конусу. Однак наведені вище результати досліджень впливу частки деформації по діаметру у сумарній деформації на зміну властивостей металу не дозволяють безпосередньо використовувати цей показник тому, що постійна частка деформації по діаметру буде сприяти зростанню значень Sу.

Для усунення цього недоліку було отримано функцію зміни площі поперечного перерізу робочого конусу, яка враховує показник інтенсивності розподілу часткових обтиснень n.

, (9)

де Fx - площа поперечного перерізу на відстані х від початку робочого конусу; F3 - площа поперечного перерізу заготовки; l - довжина робочого конусу; µУ - сумарний коефіцієнт витяжки.

Залежність (6) з урахуванням нарощування деформації по довжині робочого конусу може бути записана у вигляді рівняння зв'язку параметрів режиму деформації та зміни властивостей металу.

, (10)

де еDx - накопичена часткова деформація по діаметру; ех - накопичена часткова деформація по площі поперечного перерізу; Sуx - коефіцієнт використання ресурсу властивостей металу у перерізі х. Коефіцієнт інтенсивності використання властивостей bD у даному випадку слід визначати за залежністю (7) для маршруту прокатки у цілому.

У рівнянні (10) параметри деформації еDx та ех визначаються відносно розмірів заготовки.

Визначення складових рівняння зв'язку параметрів режиму деформації та зміни властивостей металу. Проведені експериментальні дослідження зміни властивостей металу при холодній пільгерній прокатці показали, що зміна межі текучості може бути записана як залежність від деформації по площі поперечного перерізу, а зміна межі міцності - як залежність від деформації по діаметру:

, (11); . (12).

Для визначення зміни частки деформації по діаметру у деформації по площі поперечного перерізу по довжині робочого конусу, який би забезпечував раціональне використання ресурсу властивостей металу за допомогою рівняння (10), встановлено додаткові умови:

1) (визначається параметрами маршруту прокатки);

2) частка деформації по діаметру у сумарній деформації для маршруту прокаткизмінюється в інтервалі 0,25…0,75, що відповідає більшості маршрутів холодної та теплої пільгерної прокатки;

3) значення коефіцієнтів у залежностях (11) та (12) відповідають таким умовам: a>b; 1>q>m.

З урахуванням зазначених умов, зв'язок деформації по діаметру та деформації по площі поперечного перерізу по довжині робочого конусу, може бути записаний у вигляді:

для , (13)

для , (14)

де: a, m - коефіцієнти у залежності (11), b, q - коефіцієнти у залежності (12).

Розрахунок розподілу частки деформації по діаметру у деформації по площі поперечного перерізу для маршруту прокатки 63х5 > 38х2,5 мм (рис. 4) показав, що для розподілу часткових деформацій, що базується на методі

постійності часткових деформацій (Метод 1) характерна двозонна зміна частки деформацій по діаметру: різке падіння у зоні вільного редукування до контакту внутрішньої поверхні робочого конусу з оправкою та поступове зростання у зоні сумісної деформації по діаметру та товщині стінки. Для розподілу часткових деформацій, який базується на методі пропорційності часткових деформацій по діаметру та товщині стінки (Метод 2) характерна постійна частка деформацій по діаметру на всій довжині робочого конусу. Розподіл часткових деформацій по діаметру, який базується на рівнянні (10) зв'язку параметрів деформації та зміни властивостей (Метод 3), забезпечує зменшення частки деформації по діаметру у відповідності до зміни властивостей металу.

Рівняння (10), (13) та (14) зв'язку параметрів деформації та зміни властивостей металу дозволяють прогнозувати та корегувати властивості труб після прокатки. При прокатці труб зі сталі 304 (AISI) за маршрутом 38х3,6 > 18х1,5 мм встановлено, що розбіжність між прогнозованим та фактичним рівнем властивостей склала: 5,7%, причому фактичні значення як для , так і для були більшими.

Рис. 4. Розподіл частки деформації діаметру по довжині робочого конусу

ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ФОРМИ ПОПЕРЕЧНОГО ПЕРЕРІЗУ РОБОЧОГО КОНУСУ НА ЗМІНУ ВЛАСТИВОСТЕЙ МЕТАЛУ

Експериментальне дослідження зміни ширини рівчака калібрів в умовах зміни частки деформації по діаметру у сумарній деформації.

Дослідження полягало у порівнянні відносної ширини калібру Bx/Dx по довжині робочого конусу для маршрутів прокатки, які мають однакову сумарну деформацію еУ = 54,5% та різні частки деформації по діаметру: 63х5>51х1,8 мм - еD/еУ = 0,27; 63х5>45х2,05 мм - еD/еУ = 0,41; 63х5>38х2,5 мм - еD/еУ = 0,57; 63х5>30х3,3 мм - еD/еУ = 0,75; 63х5>25х4,25 мм - еD/еУ = 0,87. Розрахунок інструменту здійснювався у відповідності до методу пропорційності обтиснень без урахування рівняння (10). За результатами досліджень встановлено, що при побудові інструменту без врахування узгодженого зі зміною властивостей розподілу частки деформації по діаметру має місце немонотонна зміна Bx/Dx у залежності від еD/еУ. Це призводить до збільшення інтенсивності використання ресурсу властивостей металу та негативно впливає на точність геометричних розмірів труб.

Для усунення цього недоліку розроблено та запропоновано використання методу еквівалентних розмірів робочого конусу для розрахунку форми та розмірів поперечного профілю інструменту для холодної пільгерної прокатки труб.

Рис. 5. Схема до визначення еквівалентних розмірів поперечного перерізу робочого конусу

Метод еквівалентних розмірів. Метод еквівалентних розмірів, направлений на розвиток розробленого у попередніх дослідженнях каркасного методу побудови інструменту, який передбачає визначення розмірів поперечного перерізу робочого конусу не в координатах Bx та Dx, що є традиційним для холодної пільгерної прокатки, а за допомогою коефіцієнту kb, який характеризує відхилення фактичних розмірів поперечного перерізу, зокрема Dиx від еквівалентних розмірів, зокрема Dекв з урахуванням полярного кута ц (рис 5). З огляду на те, що розподіл часткових деформацій по довжині робочого конусу є функцією зміни площі поперечного перерізу робочого конусу, положення Dекв визначається за умови:

, (15)

що забезпечує рівність площ поперечного перерізу еквівалентного та фактичного поперечних перерізів робочого конусу у контрольному перерізі х. У загальному вигляді зв'язок між фактичними та еквівалентними розмірами робочого конусу може бути записаний як:

, (16)

де: ц - полярний кут (0є та 180є відповідають горизонтальній осі калібру, 90є - гребеню калібру), ц1 - полярний кут, який відповідає умові Dцx = Dекв у поперечному перерізі х; kbх - коефіцієнт, що враховує форму поперечного перерізу робочого конусу.

Для прокатки труб з круглою формою поперечного перерізу при визначенні kbх існують такі граничні умови: на початку зони обтиснень kbх дорівнює максимальному значенню kbmax, яке обумовлено умовами захвату металу валками, на кінці зони обтиснень kbх = 0. Тому для даного випадку одним із шляхів визначення kbх може бути залежність:

, (17)



де n - показник інтенсивності розподілу часткових обтиснень.

Вплив форми поперечного перерізу робочого конусу на зміну властивостей металу враховується за допомогою рівняння (10), яке може бути наведено у такому вигляді:

, (18)

з якого витікає, що змінюючи kb від перерізу (х-1) до перерізу (х) робочого конусу, можна впливати на розподіл частки деформації по діаметру у деформації по площі поперечного перерізу та, відповідно, на інтенсивність використання ресурсу властивостей металу:

. (19)

Результати математичного моделювання холодної пільгерної прокатки труб зі змінною формою поперечного перерізу показали, що найменший рівень нерівномірності деформації притаманний калібрам, у яких cosц1 має найнижчі значення, наприклад калібрам з випуском по дотичній. Однак, значний рівень напружень, що виникає у металі призводить до надмірних навантажень на деталі стану. З іншого боку, збільшення cosц1, яке характерно, наприклад, для овальних калібрів, разом зі зниженням напружень призводить до збільшення нерівномірності деформації.

При експериментальній прокатці труб зі сталі 316 (AISI) за маршрутом 48Ч3,9?25,4Ч2,11 мм з використанням інструмента, у якому kbх змінювався по довжині робочого конусу від 0,32 до 0 (варіант 1) та з використанням інструменту, у якого відношення Bx/Dx змінювалвісь по довжині робочого конусу з 1,09 до 1 (варіант 2) встановлено, що ресурс властивостей kу та коефіцієнт використання ресурсу властивостей у прокатаних труб склали: для варіанту 1 kу = 1,46; = 1,37; для варіанту 2 - kу = 1,35; = 1,47.

Таким чином, встановлено, що метод еквівалентних розмірів за допомогою показників cosц1 та kbх дозволяє привести форму поперечного перерізу робочого конусу у відповідність до визначеного характеру зміни властивостей металу при холодній пільгерній прокатці та збільшити різницю між напруженням міцності та напруженням текучості за рахунок використання ефекту знакозмінності напружень у зоні деформації, що позитивно впливає на експлуатаційні показники готових труб.

ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕПЛОВИХ ТА КІНЕМАТИЧНИХ УМОВ ХОЛОДНОЇ ПІЛЬГЕРНОЇ ПРОКАТКИ

Вплив параметрів процесу холодної пільгерної прокатки на температуру металу. Дослідження теплових умов холодної пільгерної прокатки труб проводилося у розвиток досліджень ефекту теплої деформації для різних марок сталей, який знайшов свою реалізацію у створенні Державним трубним інститутом способу теплої пільгерної прокатки труб. У даній роботі дістало подальший розвиток дослідження визначення впливу на температуру металу окремих параметрів процесу холодної та теплої пільгерної прокатки на станах великого, середнього та малого типорозмірів труб зі сталей аустенітного класу. Апроксимація експериментальних даних дозволила одержати емпіричні функції, які описують зростання температури металу у залежності від технологічних параметрів холодної пільгерної прокатки труб.

Кількість подвійних рухів робочої кліті. Цей показник не відноситься до деформаційних факторів, але показує скільки разів за одиницю часу здійснюється деформація робочого конусу. Тому він впливає не тільки прибуткові статті теплового балансу, а й на інтенсивність видалення тепла з зони деформації. Залежність зміни максимальної температури робочого конусу ДТ відносно температури заготовки від кількості подвійних рухів робочої кліті n може бути описана функцією: 

, (20)

де б = 17,59…88,4 та в = 0,48…0,55 - показники апроксимації. Оскільки значення показника в відрізняється несуттєво, то для технічних розрахунків може бути прийнятим рівним 0,5 для всіх типорозмірів станів.

Температура труби-заготовки. Вплив температури заготовки T0 на Дt є показником зміни роботи деформації, яка у свою чергу характеризує здібність металу змінювати властивості під впливом температури нижче точки рекристалізації. Для сталей аустенітного класу, у яких ефект теплої деформації проявляється найбільш явно, визначення Дt можливо за залежністю:

, (21)

де г = 360…430 та д =(-0,002) - показники апроксимації. Таким чином типорозмір стану практично не впливає на характер зміни температури у залежності від температури труби-заготовки.

Величина подачі. З літератури відомо, що збільшення подачі m призводить до пропорційного зростання сили прокатки, в той же час як зростання температури металу може бути описано функцією:

, (22)

де лm = 111,1…183,6 та цm = 0,13…0,39 - показники апроксимації. Аналіз значень емпіричних показників показав, що типорозмір стану суттєво впливає на характер зміни температури. Це пов'язано з різною долею лінійної величини m в об'ємі подачі, який залежить від площі поперечного перерізу заготовки.

Коефіцієнт витяжки. Для досліджених маршрутів прокатки залежність Дt від сумарного коефіцієнта витяжки µ має вигляд:

, (23)

де о = 76,87…138,2 та ш = 0,56…0,62 - показники апроксимації. Значення показнику ш відрізняється несуттєво, тому для технічних розрахунків він може бути прийнятим рівним 0,6 для всіх типорозмірів станів.

Для всіх досліджених параметрів процесу величина достовірності апроксимації R2 знаходилася у діапазоні 93,4…98,9.

Встановлено, що підвищення температури прокатки робочого конусу у визначених межах забезпечує зниження сили прокатки не тільки для сталей аустенітного класу, а ще й сталей феритного класу.

Вплив способу подачі охолоджуючої рідини на твердість поверхні. Попередніми дослідженнями було встановлено, що кращі результати при охолодженні робочого конусу дає використання масляних мастильно-охолоджуючих рідин (МОР). Однак, використання таких МОР є не завжди прийнятним з точки зору екології. В рамках наукового співробітництва з Гановерським університетом ім. Ляйбниця у дослідженнях ефекту появи парового шару на поверхні охолоджуваних деталей діаметрами 27, 30, 45, 60 та 68 мм циліндричної форми було встановлено, що ефект від охолодження водою, яка подається з водо-повітряних спрейєрів, виражений у розподілі твердості металу HVi у напряму від охолоджуваної поверхні в середину зразка, може бути визначений за залежністю:

, (24)

де: Q - витрата води (кг/с); h - емпіричний коефіцієнт;HV0 - базова твердість у перерізі при повітряному охолодженні.

Отримана залежність дає можливість вибирати витрату води, яка дозволить за рахунок енергії стриї подолати паровий шар на поверхні робочого конусу.

Вплив температури на властивості металу. За результатами експериментальних досліджень температури робочого конусу встановлено, що приріст температури Тx металу у перерізі, що відстоїть від початку робочого конусу на відстані х може бути визначено за залежністю:

, (25)

де: к і н - показники апроксимації.

Для досліджених сталей AISI 304, 316, 31803 та 410 визначені значення емпіричних коефіцієнтів, а також величина достовірності апроксимації R2, яка знаходиться у діапазоні 97,9…99,8%.

Таким чином для визначення напруження текучості з урахуванням впливу температури металу можливо за залежністю:

, (26)

де ct, kt і z - показники апроксимації.

Для досліджених сталей AISI 304, 316, 31803 та 410 визначені значення емпіричних коефіцієнтів, а також величина достовірності апроксимації R2, яка знаходиться у діапазоні 97,12…98,76%.

Кінематичні особливості холодної пільгерної прокатки труб. Реалізація розподілу часткових деформацій по діаметру, що базується на рівнянні (10) зв'язку параметрів деформації та зміни властивостей металу, може привести до підвищених значень конусності рівчака та оправки на окремих ділянках робочого конусу. Така ситуація збільшує різницю між природним катальним радіусом Rкп та радіусом зчеплення ведучої шестерні Rш та призводить до таких негативних явищ як збільшення вісьової сили прокатки, сил тертя, зменшення терміну служби інструменту та неконтрольованого підвищення температури металу. Для усунення цього недоліку запропоновано здійснювати зміщення ведучої рійки за залежністю, що забезпечує мінімальну вісьову силу. Така залежність для кожного випадку прокатки може бути знайдена за даними з датчику вісьових сил. Визначення величини зміщення рейки можливо за схемою (рис. 6). В умовах нерухомої ведучої рійки під час кочення шестерні горизонтальна проекція розгортки дуги cd на лінію зчеплення буде відповідати ділянці l2, а розгортка дуги по RКП - ділянці l1. Різниця між цими ділянками ДPxі може бути виражена залежністю:

, (27) або: .(28)

Суми різниць УДРхі при прямому та зворотному русі робочої кліті будуть визначати зміщення ведучої рейки. Так, для прокатки в валках з кільцевими калібрами діаметром 300 мм при величині Dш = 290 мм, та деформації по діаметру ДD, рівній 10, 13, 22, 27 та 32 мм, зміщення ведучої рейки буде складати відповідно 17,6; 32,5; 54,8; 93,7 та 92,8 мм.

РОЗВИТОК ТА ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДІВ РОЗРАХУНКУ РЕЖИМІВ ДЕФОРМАЦІЇ ПРИ ХОЛОДНІЙ ПІЛЬГЕРНІЙ ПРОКАТЦІ ТРУБ З КРУГЛОЮ ТА НЕКРУГЛОЮ ФОРМОЮ ПОПЕРЕЧНОГО ПЕРЕРІЗУ

Вплив режиму деформації на зміну напружень у металі по довжині робочого конусу та визначення коефіцієнту напруженого стану при холодній пільгерній прокатці. Проведені дослідження впливу розподілу часткових деформацій та форми поперечного перерізу робочого конусу на зміну властивостей металу при холодній пільгерній прокатці дозволили в умовах порівняння експериментальних та теоретичних даних визначити коефіцієнт напруженого стану Ку, який є характеристикою сумарного впливу параметрів деформації на зміну властивостей. Ку визначався як відношення нормального напруження вздовж відповідної вісі до напруження текучості металу у даному перерізі робочого конусу х.

Дослідження проводились у рамках співробітництва з Університетом «Політехніка Ченстохова» (Польща) та полягали в розробці вихідних даних та обробці результатів моделювання за методом скінчених елементів у середовищі програми Forge 3® холодної пільгерної прокатки труб (рис. 7.) з варіюванням параметрів деформації, зокрема зміни по довжині робочого конусу розподілу частки деформації по діаметру у сумарній деформації еDx/еx, відношення фактичних та еквівалентних розмірів поперечного перерізу kbx, та відношення поточних конусностей рівчака калібрів та оправки гx/бx.

Встановлено, що нормальні напруження, які виникають уздовж вісі у у випуску калібру є незначними, а у вершині - можуть бути прийнятими як середнє значення між напруженнями вздовж осей х та z .

Проведена обробка результатів моделювання дозволила отримати такі аналітичні залежності для визначення коефіцієнтів напруженого стану вздовж основних осей х та z для частин поперечного перерізу робочого конусу, що відповідають вершині та випуску калібру.

Вісь х, випуск калібру:

, (29)

де: ; .

Вісь х, вершина калібру:

, (30)

де: ; .

Вісь z, випуск калібру:

, (31)

де: ; ;

Вісь z, вершина калібру:

. (32)

Розраховані коефіцієнти напруженого стану металу у випуску та вершині калібру враховують основні впливові параметри режиму деформації. Так для розрахунку напруженого стану у випусках калібру включено показник зв'язку фактичних та еквівалентних розмірів kbx, у той же час, при розрахунках у вершині калібру цей показник відсутній. Взаємозв'язок факторів та їх вплив було визначено на основі проведеного математичного моделювання для найбільш розповсюджених маршрутів прокатки труб. Слід зазначити, що отримані залежності для розрахунку коефіцієнту напруженого стану металу є прийнятні для усіх основних методів розрахунку режимів деформації по довжині робочого конусу, що використовуються на виробництві.

Аналіз впливу типу розподілу обтиснень на напруження у зоні деформації показав, що для методів розрахунку режимів деформації, які передбачають лінійну конусність оправки, наприклад метод 1, у випусках калібрів мають місце значні розтягаючі напруження з величинами, що навіть перевищують межу текучості. Використання методу 3, який базується на рівнянні (10) зв'язку параметрів деформації та зміни властивостей металу, дозволяє зменшити коефіцієнт напруженого стану металу за рахунок раціонального розподілу часткових деформацій по довжині робочого конусу та використання методу еквівалентних розмірів для забезпечення знакозмінності напружень у зоні деформації.

Використання залежностей (29…32) дозволяє проводити комплексний аналіз відомих методів розрахунку режимів деформації холодної пільгерної прокатки труб, а також дозволяє виявити нераціональні або несприятливі режими та визначити основні напрями інтенсифікації виробництва при збереженні рівня якості. Проведення розрахунків дозволяє проводити оптимізацію режимів деформації, які відображуються у геометрії деформуючого інструменту.

Метод розрахунку режиму деформації для холодної пільгерної прокатки труб з круглою формою поперечного перерізу. Результати досліджень зв'язку параметрів деформації та зміни властивостей металу можуть бути реалізовані у методі визначення технологічного режиму холодної пільгерної прокатки, що базується на методі пропорційності часткових деформацій. Це дозволить раціонально використовувати ресурс властивостей металу, зокрема в умовах підвищених обтиснень по діаметру. Зміна площі поперечного перерізу робочого конусу описується функцією (9), знаменник якої визначає розподіл часткової витяжки. З огляду на це, розподіл часткових деформацій по площі поперечного перерізу буде мати вигляд:

...