Разработка численной модели процесса пластической деформации муфтовой заготовки на кольцераскатной машине

При бурении нефтяных скважин стальные трубы используются для передачи вращения породоразрушающему инструменту, для крепления стенок в процессе бурения и эксплуатации, для транспортировки нефтепродуктов на поверхность и других целей [1-3]. Наиболее распространенным соединением обсадных труб в обсадную колонну является муфтовое соединение. По концам трубы имеют наружную коническую резьбу и соединяются между собой при помощи муфты, имеющей внутреннюю резьбу [4, 5]. В значительной степени производство заготовок для муфт аналогично технологии изготовления бесшовных труб, включающей прошивку круглой заготовки с последующей прокаткой. На предприятии ОАО «Уральский трубный завод» (Свердловская обл., г. Первоуральск) разработана и реализована производственная линия по получению муфтовой заготовки, которая исключает весь цикл классического производства бесшовных труб [1]. Уникальная технология предполагает нагрев стальной сплошной круглой заготовки до температуры горячей деформации, операцию прошивки заготовки в стакан на вертикальном прессе интенсивной пластической деформации, пробивку донышка стакана и раскатку полученной втулки в муфтовую заготовку на кольцераскатной машине с последующей нарезкой внутренней резьбы в специализированных станках с числовым программным управлением. Актуальными научно-техническими задачами совершенствования технологии являются повышение точности геометрии и прогнозирование качества получаемого изделия [6], а также поиск резервов повышения энергоэффективности и снижения материальных затрат на производство муфтовых соединений [7, 8]. Кроме того, отсутствуют адекватные методики оценки энергосиловых параметров процесса кольцераскатки и анализа температурно-скоростных режимов процесса [9-11]. Целью работы стало создание компьютерной модели процесса раскатки муфтовой заготовки для изучения закономерностей течения металла, в частности уширения, а также для установления связи между качеством готовой продукции и параметрами настройки оборудования.