sales@qform3d.ru+7 (499) 643 04 53

Винтовая прошивка

Винтовая прошивка (поперечно-винтовая прокатка, винтовая прокатка) относится к классу инкрементальных процессов, когда деформация происходит в локализованном малом участке изделия и само изделие обрабатывается последовательно. При этом очаг деформации перемещается по всему изделию и таким образом обеспечивается деформация во всем объеме.

Винтовая прошивка широко используется для получения бесшовных труб и гильз. Главным в таком процессе является эффект Манессмана, когда создаётся состояние всестороннего растяжения при вращении заготовки валками, наклоненных под небольшим углом к оси заготовки. Более того, благоприятное напряженно-деформированное состояние в очаге деформации при прокатке на трехвалковых и двухвалковых станах позволяется получать поковки с равномерной структурой по сечению трубы и благоприятными механическими свойствами.

Для поперечной прокатки характерной особенностью является то, что после обжатия на некоторую величину заготовки по диаметру может происходить нарушение сплошности и развитие трещины и полости в центральной части заготовки. Выполняя оценку напряженно-деформированного состояния и используя критерии разрушения в QForm возможно установить, произошло ли образование полости, а также зону металла, вовлеченного в процесс вязкого разрушения.

Технология винтовой прошивки получила наибольшее распространение для изготовления бесшовных труб и гильз с диаметром до 1,5 метров.

Такие инкрементальные процессы наиболее сложны в моделировании и предъявляют особые требования к ядру расчетных программ и генератору сетки конечных элементов:

  • Необходима специальная сетка в зоне перемещающегося очага пластической деформации
  • Требуется сохранение объема заготовки на протяжении всего процесса деформирования
  • Необходимо приемлемое время расчета при одновременном обеспечении высокой точности расчета.
  • Учет вращательного движения заготовки при построении системы разрешающих уравнений метода конечных элементов.

Так современный программный комплекс QForm выполняет все предъявляемые требования к моделированию процессов винтовой прошивки.

Преимущества

  • Анализ напряженно-деформированного состояния в очаге пластической деформации между раскатными валками и прошивнем.
  • Оценка влияния технолоических факторов на качество процесса: форма прошивня, схема прошивки, угол наклона валков, влияние элементов конструкции прошивного стана.
  • Предсказание температурного поля в заготовке и инструменте.
  • Расчет напряженно-деформированного состояния и износа в инструменте.
  • Возможность исследования влияния углов наклона валков для отладки новых технологий на компьютере.

Специальный функции QForm для моделирования процессов винтовой прокатки и винтовой прошивки

  • Возможность импорта отлитой заготовки из программ моделирования литья (например, ProCAST) для последующего анализа пористости в теле трубы после прошивки.
  • Возможность расчета пользовательских подпрограмм, позволяющих оценить качество детали (например, эффект Манессмана).
  • Специальные алгоритмы для расчета процессов с вращающейся заготовкой, снижающие время расчета таких процессов.
  • Пакетный режим для отладки новых технологий.
  • Специальное поле перемещения материала, позволяющее оценить скручивание поверхности.
  • Специальное граничное условие «толкатель» для создания условия заталкивания заготовки в начальный момент времени.
  • Возможность использования большого числа инструментов для задания деформирующих инструментов и элементов конструкции стана.