Университет науки и технологий МИСИС, Москва, Россия

Э. Р. Гусейнов, аспирант кафедры обработки металлов давлением, эл. почта: eduardguseinov97@yandex.ru
А. С. Алещенко, заведующий кафедрой обработки металлов давлением, доцент, канд. техн. наук, эл. почта: aleschenko.as@misis.ru

Выксунский филиал Университета науки и технологий МИСИС, Выкса, Россия
А. Н. Фортунатов, доцент кафедры технологий и оборудования обработки металлов давлением, эл. почта: fortan1979@mail.ru
А. В. Король, доцент кафедры технологии и оборудования обработки металлов давлением, канд. техн. наук, эл. почта: korol_av@omk.ru

Рассмотрен вопрос исследования износа рабочего инструмента двухвалкового стана винтовой прокатки с помощью программного комплекса моделирования процессов обработки металлов давлением (ОМД) QForm. Влияние на износ факторов настройки инструмента и, соответственно, качества получаемой геометрии труб актуально при расширении сортамента бесшовных труб с большим содержанием хрома. В программе смоделировали процесс прошивки при производстве бесшовных труб. Для моделирования и построения очага деформации использовали геометрические размеры валков, линеек и оправок стана МИСиС-130Д. Построили 3D-модель очага деформации с инструментом в программе SolidWorks. Модель загрузили в программу QForm. Моделирование прошивки проводили с изменением параметров очага: коэффициента овализации, угла подачи, относительного обжатия в пережиме. При этом получили одинаковую геометрию прошитых гильз. Исследование износа проводили при помощи имитационного моделирования с применением численных методов решения задач процессов ОМД. Провели расчет с помощью подпрограммы «Износ» для инструмента в программном комплексе QForm. Контакты инструмента с заготовкой разбили на несколько сечений. Выполнили замеры износа в сечениях для валка, оправки и линейки. Просчитали средние значения износа. Методом полного факторного эксперимента построили математические регрессионные модели зависимости износа валка, оправки и линейки при прошивке. Выявили влияние факторов модели на величину износа.

Работа выполнена при реализации комплексного проекта по теме «Разработка и внедрение комплексных технологий производства бесшовных труб из сталей нового поколения с управляемой коррозионной стойкостью при осложненных условиях эксплуатации для топливно-энергетического комплекса Российской Федерации» в рамках соглашения №075-11-2025-017 от 27.02.2025 г. по постановлению Правительства РФ 218 от 09.04.2010 г.

1. ГОСТ 8732–78. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент. Переиздание с изм. 1, 2. — М. : Стандартинформ, 2007.
2. Романцев Б. А., Гончарук А. В., Вавилкин Н. М., Самусев С. В. Обработка металлов давлением: учебник. — М. : Изд. дом МИСиС, 2008. — 960 с.
3. Романцев Б. А. Новая технология прокатки труб на мини-ТПА // Сталь. 2011. № 12. С. 27–31.
4. Романцев Б. А., Гончарук А. В., Зимин В. Я., Пахомов В. П., Алещенко А. С., Мартыко О. К. Освоение технологии производства бесшовных труб в ОАО «Выксунский металлургический завод» // Сталь. 2009. № 9. С. 64–66.
5. Романцев Б. А., Гончарук А. В., Алещенко А. С. Винтовая прошивка в трубном производстве : учеб. пособие. — М. : Изд. дом НИТУ «МИСиС», 2017. — 262 с.
6. Романцев Б. А., Алещенко А. С., Цюцюра В. Ю., Тыщук И. Н., Лубе И. И. Особенности износа рабочих валков прошивного стана ТПА 50–200 при прокатке непрерывнолитых и горячекатаных заготовок // Металлург. 2016. № 10. С. 57–61.
7. Романцев Б. А., Алещенко А. С., Цюцюра В. Ю., Лубе И. И. Особенности износа рабочих валков прошивного стана ТПА 159–426 при прокатке непрерывнолитых заготовок большого диаметра // Производство проката. 2016. № 6. С. 20–26.
8. Алещенко А. С., Гамин Ю. В., Чан Б. Х., Цюцюра В. Ю. Особенности износа рабочего инструмента при прошивке жаропрочных сплавов // Черные металлы. 2018. № 8. С. 63–70.
9. Carr G. E., Conde R. H., Chapetti M. D. An experimental approach towards an equation for the prediction of piercing mandrels wear // Proc. IMechE Part J: J. Engineering Tribology. 2011. Vol. 225. P. 161–169.
10. Коликов А. П. Осадчий В. Я., Яралиев Н. Г. Исследование стойкости инструмента прошивных станов. // Известия вузов. Черная металлургия. 1972. № 5. С. 94–97.
11. Алещенко А. С., Нгуен К. Исследование износостойкости оправок двухвалкового стана винтовой прокатки // Металлург. 2022. № 6. С. 38–42.
12. Горленко А. О., Агеев Е. В., Шевцов М. Ю. Оценка параметров контактного взаимодействия и изнашивания деталей с цилиндрическими поверхностями трения // Известия Юго-Западного государственного университета. 2024. Т. 28. № 3. С. 10–24.
13. Коликов А. П., Крупин А. В., Потапов И. Н. и др. Исследование стойкости технологического инструмента при высокотемпературной винтовой прокатке // Известия вузов. Черная металлургия. 1976. № 5. С. 125–128.
14. Quang Nguyеn. Research on the mandrel wear of a screw rolling piercing mill by the finite lement method // Key Engineering Materials. 2022. Vol. 910. P. 381–387
15. Zinyagin A. G., Borisenko N. R., Muntin A. V., Kruychkova M. O. Features of finite element modeling for hot rolling process of clad sheets and strips // CIS Iron and Steel Review. 2023. Vol. 26. P. 51–57.
16. Кречетов А. А. Влияние параметров конечно-элементной модели на результаты моделирования контактного взаимодействия // Инновации в машиностроении (ИнМаш-2023) : сборник трудов XIV Международной научно-практической конференции. Кемерово, 2023. С. 190–194.
17. Научно-производственный центр «Обработка металлов давлением». Производство труб. — URL: https://omdmisis.ru/tube.html (дата обращения: 16.09.2025).
18. Murillo-Marrodán A., García E., Cortés F. Modelling of the cone-type rotary piercing process and analysis of the seamless tube longitudinal shear strain using industrial data // Proceedings of the 22nd International ESAFORM Conference on Material Forming: ESAFORM. 2019. Vol. 2113 А. P. 1–6.