RU2492951C1 - Method of forging large-sized thick-wall steel tees for nuclear power engineering, oil-and-gas industry and heat and water supply systems by extruding branch pipe from inside of tube billet, and system to this end - Google Patents
Method of forging large-sized thick-wall steel tees for nuclear power engineering, oil-and-gas industry and heat and water supply systems by extruding branch pipe from inside of tube billet, and system to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2492951C1 RU2492951C1 RU2012102130/02A RU2012102130A RU2492951C1 RU 2492951 C1 RU2492951 C1 RU 2492951C1 RU 2012102130/02 A RU2012102130/02 A RU 2012102130/02A RU 2012102130 A RU2012102130 A RU 2012102130A RU 2492951 C1 RU2492951 C1 RU 2492951C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- punch
- billet
- workpiece
- branch
- tube
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к горячей штамповке деталей из трубных заготовок или из вальцованных обечаек, посредством выдавливания ответвления изнутри магистрали, и может быть использовано в качестве способа изготовления бесшовных, приварных тройников, тройников штампованных (ТШ) и тройников штампосварных (ТШС) для атомной и нефтегазовой отрасли и для тепло-водопроводных сетей.The invention relates to the field of metal forming, in particular to hot stamping of parts from tube blanks or rolled shells by extruding branches from the inside of the line, and can be used as a method of manufacturing seamless, welded tees, stamped tees (TS) and stamped tees ( TShS) for the nuclear and oil and gas industry and for heat and water supply networks.
Из уровня техники известен способ штамповки, при котором происходит нагрев заготовки целиком в печи, помещение разогретой заготовки на балку, фиксированную с одной стороны (так называемую «лапу»), удерживающую пуансон, до совмещения оси пуансона и оси будущего ответвления с последующей осадкой заготовки на пуансон посредством матрицы.The stamping method is known in the prior art, in which the entire workpiece is heated in the furnace, the heated workpiece is placed on a beam fixed on one side (the so-called “paw”), holding the punch, until the axis of the punch and the axis of the future branch are combined with the subsequent blanking on the workpiece punch by means of a matrix.
Недостатком способа является отсутствие возможности приложения сколько-нибудь значительных усилий между матрицей и пуансоном в связи с недостаточными жесткостью и способностью «лапы» выдерживать нагрузки, что, в свою очередь исключает возможность штамповки сколько-нибудь толстостенных изделий. Кроме этого комплекс недостатков, свойственных традиционным способам штамповки при помощи матрицы и пуансона, высокий расход энергоносителей, высокая стоимость оборудования (печей для осуществления нагрева заготовки целиком, матриц и т.д.), термическое воздействие на зоны заготовки не участвующие в формообразовании, приводящее к снижению класса прочности металла изделия в целом. Кроме того нагрев целиком разупрочняет заготовку и приводит к потере геометрии в местах где она должна оставаться неизменной. Это приводит к удорожанию процесса за счет возникновения необходимости в рихтовке, а соответственно и в дорогостоящем оборудовании ее осуществления. Для борьбы с этим во многих технологиях применяют местное охлаждение части заготовки, не участвующей в формообразовании, путем погружения части заготовки, противоположенной ответвлению, в ванну с водой или охлаждения ее при помощи спреера. Резкое охлаждение половины заготовки, разогретой до температуры 950 градусов, создает опасность возникновения растрескивания металла на границе сред.The disadvantage of this method is the inability to apply any significant effort between the die and the punch due to insufficient rigidity and the ability of the paws to withstand loads, which, in turn, eliminates the possibility of stamping any thick-walled products. In addition to this, a set of drawbacks inherent in traditional stamping methods using a die and a punch, high energy consumption, high cost of equipment (furnaces for heating the entire workpiece, dies, etc.), the thermal effect on the workpiece zones that are not involved in shaping, leading to reducing the strength class of the metal product as a whole. In addition, heating completely softens the workpiece and leads to a loss of geometry in places where it should remain unchanged. This leads to an increase in the cost of the process due to the need for straightening, and, accordingly, in expensive equipment for its implementation. To combat this, many technologies use local cooling of the part of the workpiece that is not involved in shaping by immersing the part of the workpiece opposite to the branch in a bath of water or cooling it with a sprayer. Abrupt cooling of half of the workpiece, heated to a temperature of 950 degrees, creates the risk of cracking of the metal at the media boundary.
Известен способ штамповки, при котором нагрев осуществляется на открытом воздухе при помощи нескольких газокислородных горелок перемещаемых операторами вручную, с последующей протяжкой пуансона через отверстие в заготовке и матрицу, имеющую образующую поверхности в соответствии с диаметром заготовки, с отверстием - в соответствии с диаметром ответвления.A known method of stamping, in which heating is carried out in the open air with the help of several gas-oxygen burners manually moved by operators, followed by drawing a punch through a hole in the workpiece and a matrix having forming surfaces in accordance with the diameter of the workpiece, with the hole in accordance with the diameter of the branch.
Кроме свойственных этому способу традиционных недостатков, связанных с дороговизной штамповой оснастки, прессов и т.д., способ имеет еще и свой эксклюзивный недостаток - принцип нагрева, основанный на перегреве заготовки, с целью компенсации потерянных в виде излучения и передачи окружающему пространству калорий, а не за счет накопления их, посредством недопущения излучения в окружающее пространство. Это неизбежно влечет за собой локальный, точечный перегрев металла заготовки в местах воздействия высокотемпературной газокислородной плазмы, приводящий к необратимым изменениям химических и физических свойств металла и, как следствие, снижение качества изделия в целом. Кроме того геометрия нагреваемой зоны, равно как и ее равномерность целиком зависят от человеческого фактора, что исключает возможность обеспечения повторяемых результатов. Осуществление разогрева на открытом воздухе исключает возможность измерения температуры разогретой части при помощи термопар и делает невозможным использование традиционных самописцев для хронометража нагрева. Точность измерения температуры при помощи пирометра существенно по сравнению с термопарой снижает точность измерения в связи с высокой в сравнении с термопарой погрешностью. Невозможность теплоизоляции заготовки, при нагреве ее таким способом, приводит к значительным энергопотерям а наличие нескольких операторов (4 и более) к высокому коэффициенту использования человеческих ресурсов и, как следствие, к высокой энергоемкости, трудоемкости и себестоимости.In addition to the traditional disadvantages inherent to this method associated with the high cost of die tooling, presses, etc., the method also has its own exclusive disadvantage - the heating principle, based on overheating of the workpiece, in order to compensate for calories lost in the form of radiation and transfer to the surrounding space, and not due to their accumulation, by preventing radiation in the surrounding space. This inevitably entails a local, point overheating of the workpiece metal in places exposed to high-temperature gas-oxygen plasma, leading to irreversible changes in the chemical and physical properties of the metal and, as a result, a decrease in the quality of the product as a whole. In addition, the geometry of the heated zone, as well as its uniformity, depends entirely on the human factor, which excludes the possibility of providing repeatable results. The implementation of outdoor heating excludes the possibility of measuring the temperature of the heated part using thermocouples and makes it impossible to use traditional recorders for heating timing. The accuracy of temperature measurement using a pyrometer significantly compared with a thermocouple reduces the measurement accuracy due to the high error compared to a thermocouple. The inability to insulate the workpiece when it is heated in this way leads to significant energy losses, and the presence of several operators (4 or more) leads to a high utilization of human resources and, as a result, to high energy consumption, labor intensity and cost.
Известен способ штамповки, при котором, как и в первом случае, производится осадка заготовки посредством матрицы на пуансон, с той лишь разницей что пуансон размещен не на «лапе», как в первом способе, а на балке, имеющей уже две точки опоры - по краям.There is a known stamping method, in which, as in the first case, the workpiece is settled by means of a die on a punch, with the only difference being that the punch is not placed on the “paw” as in the first method, but on a beam that already has two points of support to the edges.
Этот способ существенно упрочняет устройство удержания пуансона, вводя вторую точку опоры балки, однако этого упрочнения по-прежнему недостаточно для обеспечения необходимой жесткости при штамповке крупногабаритных, толстостенных изделий, так как усилия, необходимые для штамповки металла толщиной 40 мм и выше измеряются тысячами тонн, когда как балка сечением, в соответствии с геометрией свободного пространства заготовки и длиной, обеспечивающей выход балки за пределы строительной длины заготовки на необходимую технологического величину, имеющая две точки опоры по концам, способна удержать на себе вес с точкой опоры в центре не намного превышающий сотню тонн.This method significantly strengthens the device for holding the punch by introducing the second point of support of the beam, however, this hardening is still not enough to provide the necessary rigidity when stamping large-sized, thick-walled products, since the forces required for stamping a metal 40 mm thick and above are measured in thousands of tons, when as a beam with a cross-section, in accordance with the geometry of the free space of the workpiece and the length that ensures the beam goes beyond the construction length of the workpiece to the required technological lead An order having two points of support at the ends is capable of supporting the weight with a support point in the center not much exceeding a hundred tons.
Наиболее близким аналогом по технической сущности заявленного способа горячей штамповки крупногабаритных толстостенных стальных тройников для атомной и нефтегазовой отрасли и тепло-водопроводных сетей, посредством выдавливания ответвления изнутри трубной заготовки является способ безматричной горячей штамповки нефте-газо-водопроводных стальных тройников (RU 2410180, 27.01.2011).The closest analogue in technical essence of the claimed method of hot stamping of large-sized thick-walled steel tees for the nuclear and oil and gas industries and heat supply networks by extruding branches from the inside of a pipe billet is a method for hot stamping of oil-gas-water steel tees (RU 2410180, January 27, 2011 )
Недостатком наиболее близкого по технической сущности способа является наличие тянущего штока, не позволяющего производить тройники с малыми диаметрами ответвлений - так называемые вантузные тройники.The disadvantage of the method closest in technical essence is the presence of a pulling rod that does not allow the production of tees with small branch diameters - the so-called plunger tees.
Задачей изобретения является создание способа горячей штамповки крупногабаритных толстостенных стальных тройников для атомной и нефтегазовой отрасли и тепло-водопроводных сетей, посредством выдавливания ответвления изнутри трубной заготовки свободного от всех описанных выше недостатков, при котором размещенный внутри заготовки гидравлический цилиндр, опираясь на внутреннюю холодную часть заготовки, производит выдавливание ответвления с противоположенной стороны, термоподготовленной в соответствии геометрией будущего ответвления.The objective of the invention is to provide a hot stamping method for large-sized thick-walled steel tees for the nuclear and oil and gas industries and heat and water supply networks, by extruding a branch from the inside of the billet free from all the disadvantages described above, in which the hydraulic cylinder placed inside the billet, relying on the inner cold part of the billet, extrudes the branch on the opposite side, thermally prepared in accordance with the geometry of the future branch tions.
Техническим результатом настоящего изобретения является:The technical result of the present invention is:
- Создание больших штампующих усилий, благодаря рациональному способу их приложения. В связи с тем, что силовой гидроцилиндр размещен внутри заготовки, своим основанием в точке необходимой для приложения опорного усилия, а своим штоком в точке, необходимой для приложения толкающего усилия пуансону, отсутствуют технологические устройства (штанги, тяги, опоры, балки и т.п.), передающие усилия гидроцилиндра в необходимые места их приложения;- Creation of large stamping efforts, thanks to the rational method of their application. Due to the fact that the power hydraulic cylinder is located inside the workpiece, there are no technological devices (rods, rods, supports, beams, etc.) with its base at the point necessary for applying the punch force, and its rod at the point necessary for applying the pushing force to the punch .) transmitting the efforts of the hydraulic cylinder to the necessary places of their application;
- Получение значительной высоты малых диаметров ответвления, благодаря отсутствию необходимости удаления значительного количества металла при формировании исходного отверстия, обусловленного диаметром тянущего штока, в связи с отсутствием последнего;- Obtaining a significant height of small branch diameters, due to the lack of the need to remove a significant amount of metal during the formation of the initial hole, due to the diameter of the pulling rod, due to the absence of the latter;
- Уменьшение трудозатрат на подготовку производства, в связи с минимизацией технологической оснастки для перераспределения усилия силового гидроцилиндра в места обечайки, обусловленные технологической задачей;- Reduction of labor costs for the preparation of production, in connection with the minimization of technological equipment for the redistribution of the efforts of the power hydraulic cylinder in the shell, due to the technological task;
- Уменьшение расходования энергоресурсов при термоподготовке заготовки за счет применения трафаретного нагрева или нагрева из безматричного способа штамповки;- Reduction of energy consumption during heat treatment of the workpiece through the use of screen heating or heating from a matrixless stamping method;
- Уменьшение затрат на подготовку производства за счет исключения из состава технологического оборудования матрицы - как необходимого элемента штамповой оснастки, в связи с использованием жесткости части обечайки, не участвующей в формообразовании, фактически используя ее в качестве матрицы;- Reducing the cost of preparation of production due to the exclusion from the technological equipment of the matrix - as a necessary element of die tooling, due to the use of rigidity of the part of the shell that is not involved in shaping, actually using it as a matrix;
- Создание системы (установки) способной при определенных условиях производить равнопроходные тройники без изменения состава технологического оборудования;- Creation of a system (installation) capable of producing equidistant tees under certain conditions without changing the composition of technological equipment;
- Создание больших штампующих усилий, благодаря рациональному способу их приложения кроме всего прочего позволяет создать установку целиком умещающуюся внутри исходной заготовки. Это не ограничивает применение такого способа штамповки рамками специально подготовленных производственных площадей и позволяет рассматривать направление применения этого способа в «полевых условиях».- The creation of large stamping efforts, thanks to the rational method of their application, among other things, allows you to create a plant that fits entirely inside the original workpiece. This does not limit the application of this method of stamping with specially prepared production facilities and allows us to consider the direction of application of this method in "field conditions".
Указанный технический результат достигается в способе горячей штамповки крупногабаритных толстостенных стальных тройников для атомной и нефтегазовой отрасли и тепло-водопроводных сетей, посредством выдавливания ответвления изнутри трубной заготовки, которую помещают с предварительно выполненным в ней технологическим отверстием в зону выдавливания, в которой для позиционирования надвигают заготовку на опорный ложемент и находящийся на нем пуансон, после чего заготовку перемещают в зону нагрева для локального нагрева части заготовки вокруг технологического отверстия, затем разогретую заготовку помещают в зону выдавливания, где происходит формирование ответвления посредством проталкивания пуансона изнутри заготовки наружу через технологическое отверстие, при этом толкающее пуансон усилие направлено изнутри заготовки наружу с точкой опоры на внутреннюю холодную поверхность заготовки.The indicated technical result is achieved in the method of hot stamping of large-sized thick-walled steel tees for the nuclear and oil and gas industries and heat and water supply networks, by extruding the branches from the inside of the pipe billet, which is placed with a technological hole previously made in it, into the extrusion zone in which the billet is pushed onto for positioning supporting tool tray and punch located on it, after which the workpiece is moved to the heating zone for local heating of part of the workpiece ki around the technological hole, then the heated preform is placed in the extrusion zone, where the branch is formed by pushing the punch from the inside of the workpiece to the outside through the technological hole, while the force pushing the punch is directed from the inside of the workpiece outward with a support point on the inner cold surface of the workpiece.
Толкающее пуансон усилие образует главный силовой гидроцилиндр, опирающийся через опорный ложемент на внутреннюю холодную часть заготовки и равномерно распределяющий указанное усилие по внутренней поверхности заготовки, на площади до половины образующей внутреннюю поверхность окружности, с противоположной будущему ответвлению стороны и протяженностью не менее диаметра будущего ответвления.The force pushing the punch forms the main power hydraulic cylinder, leaning through the support lodgement on the inner cold part of the workpiece and evenly distributing the indicated force on the inner surface of the workpiece, on the area up to half forming the inner surface of the circle, with the opposite side branch and the length not less than the diameter of the future branch.
Применяют поддавливающие бандажи, располагающиеся с двух сторон по краям заготовки и создающие предварительную деформацию магистрали для обеспечения беспрепятственного введения внутрь заготовки ложемента с гидроцилиндром и пуансоном при штамповке равнопроходных тройников или предотвращающие деформацию при штамповке переходных.Apply clamping bandages, located on both sides at the edges of the workpiece and creating a preliminary deformation of the line to ensure unhindered insertion of a lodgement with a hydraulic cylinder and a punch during stamping of equal tees or preventing deformation when stamping transitional ones.
Позиционирования заготовки относительно ложемента с пуансоном осуществляют при помощи устройств регулировки и опорного регулировочного домкрата, таким образом, что бы технологическое отверстие располагалось соосно с пуансоном, а поверхности опорного ложемента и пуансона имели одинаковый технологический зазор между собственной поверхностью и внутренней поверхностью заготовки.The workpiece is positioned relative to the punch with the punch by means of adjustment devices and a support adjusting jack, so that the technological hole is aligned with the punch, and the surfaces of the support lodgement and punch have the same technological gap between its own surface and the inner surface of the workpiece.
Часть трубной заготовки, подвергаемая локальному нагреву, имеет диаметр, соответствующий диаметру будущего ответвления.The part of the tube billet subjected to local heating has a diameter corresponding to the diameter of the future branch.
Управляют высотой ответвления, изменяя величину и форму отверстия для выхода пуансона, вплоть до исключения этого отверстия вовсе. Исключение отверстия применяется для двойной штамповки с целью увеличения высоты ответвления за счет металла, не исключенного отверстием - первое выдавливание производит подъем высоты поверхности заготовки, в месте предполагаемого ответвления, формируя так называемую «пуклю», далее в этой «пукле» вырезают технологическое отверстие для выхода пуансона и второе выдавливание окончательно формирует ответвление.The height of the branch is controlled by changing the size and shape of the hole for the exit of the punch, right up to the exclusion of this hole at all. Exclusion of the hole is used for double stamping in order to increase the height of the branch due to the metal, not excluded by the hole - the first extrusion raises the height of the workpiece surface, in the place of the proposed branch, forming the so-called “convex”, then a technological opening is cut out in this “nucleus” for exit the punch and the second extrusion finally forms a branch.
Данный технический результат достигается в системе горячей штамповки крупногабаритных толстостенных стальных тройников для атомной и нефтегазовой отрасли и тепло-водопроводных сетей, посредством выдавливания ответвления изнутри трубной заготовки, содержащей для размещения и перемещения заготовки из зоны выдавливания в зону нагрева и обратно транспортировочную тележку с размещенными на ней поддавливающими бандажами, при этом зона выдавливания состоит из узла удержания и подъема пуансона, содержащего опорный ложемент с пуансоном, взаимодействующий с внутренней поверхностью заготовки, а зона нагрева - из узла локального нагрева части заготовки вокруг ее технологического отверстия, причем внутри опорного ложемента расположен главный силовой гидроцилиндр.This technical result is achieved in the hot stamping system of large-sized thick-walled steel tees for the nuclear and oil and gas industries and heat supply networks, by extruding a branch from the inside of a pipe billet containing, for placing and moving the billet from the extrusion zone to the heating zone and back, a transport trolley with squeezing bandages, while the extrusion zone consists of a node for holding and lifting the punch containing the support tool box with the punch, in interacting with the inner surface of the workpiece, and the heating zone is from the local heating unit of a part of the workpiece around its technological hole, and the main power hydraulic cylinder is located inside the support box.
Узел локального нагрева состоит из газо-воздушной горелки, локализующей подложки с отверстием и теплоизолированного экрана-отражателя.The local heating unit consists of a gas-air burner, localizing the substrate with the hole and a heat-insulated reflector screen.
Транспортировочная тележка выполнена с возможностью перемещения заготовки из зоны выдавливания в зону нагрева и обратно по рельсовым направляющим.The transport trolley is configured to move the workpiece from the extrusion zone to the heating zone and back along the rail guides.
Узел удержания и подъема пуансона содержит рельсовую опору, опорный регулировочный домкрат, взаимодействующий с силовой балкой с фланцем, выполненной с возможностью перемещения по рельсовой опоре, связанной со стационарной балкой с системой блоков, на которой размещен трос, на одном конце которого выполнен фиксатор пуансона, а другой связан с лебедкой.The punch holding and lifting assembly comprises a rail support, a support adjusting jack interacting with a power beam with a flange configured to move along the rail support associated with a stationary beam with a block system on which a cable is placed, at which one punch lock is made, and the other is connected to a winch.
На фланце силовой балки закреплен опорный ложемент.A support lodgement is fixed on the flange of the power beam.
Главный силовой гидроцилиндр содержит толкающий шток, на котором закреплен пуансон, который своим поступательным движением производит выдавливание ответвления наружу заготовки.The main power hydraulic cylinder contains a pushing rod, on which a punch is fixed, which, with its forward movement, extrudes the branch outward of the workpiece.
Поддавливающие бандажи выполнены с возможностью обеспечения предварительной деформации заготовки для управления результатами овальности торцов магистрали в процессе штамповки.The compressive bandages are made with the possibility of pre-deformation of the workpiece to control the results of the ovality of the ends of the highway in the stamping process.
Поддавливающие бандажи представляют собой гидравлические струбцины и каждый из них выполнен в виде двух балок, соединенных между собой двумя шпильками, при этом на нижней балке размещен гидроцилиндр, обеспечивающий возможность фиксации и деформации заготовки на транспортировочной тележке, а на верхней балке выполнена выборка по форме, повторяющая окружность заготовки, но с большим диаметром, с учетом изменения диаметра заготовки при поддавливании.The squeezing bandages are hydraulic clamps and each of them is made in the form of two beams interconnected by two studs, while a hydraulic cylinder is placed on the lower beam, which makes it possible to fix and deform the workpiece on the transport trolley, and the shape is repeated on the upper beam, repeating the circumference of the workpiece, but with a large diameter, taking into account changes in the diameter of the workpiece during crushing.
Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен вид с торца заготовки до выдавливания; на фиг.2 - вид сбоку заготовки до выдавливания; на фиг.3 - вид с торца заготовки после выдавливания; на фиг.4 - вид сбоку заготовки после выдавливания; - на фиг.5 - помещение заготовки на транспортировочную тележку в центральной зоне; на фиг.6 - позиционирование заготовки в зоне выдавливания; на фиг.7 - нагрев заготовки в зоне нагрева; на фиг.8 - заготовка с разогретой зоной вокруг технологического отверстия, помещенная в зону выдавливания и готовая к штамповке; на фиг.9 - отштампованная заготовка с высаженным наружу ответвлением и вышедшим наружу пуансоном; на фиг.10 - поднятый над поверхностью заготовки при помощи лебедки пуансон и опущенный обратным ходом в периметр внутреннего пространства магистрали толкающий шток главного силового гидроцилиндра, освободившие от сцепления с ними заготовки, обеспечив последней возможность выхода в центральную зону для последующей разгрузки.The essence of the claimed invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a view from the end of the workpiece before extrusion; figure 2 is a side view of the workpiece before extrusion; figure 3 is an end view of the workpiece after extrusion; figure 4 is a side view of the workpiece after extrusion; - figure 5 - placing the workpiece on a transport trolley in the Central zone; figure 6 - positioning of the workpiece in the extrusion zone; Fig.7 - heating the workpiece in the heating zone; on Fig - workpiece with a heated zone around the technological hole, placed in the extrusion zone and ready for stamping; figure 9 is a stamped workpiece with a branch out and an outward punch; figure 10 is a punch raised above the surface of the workpiece using a winch and lowered by the reverse stroke to the perimeter of the interior space of the highway, the pushing rod of the main power hydraulic cylinder, which freed the workpieces from engagement with them, providing the latter with the possibility of access to the central zone for subsequent unloading.
Производят вырезку в заготовке 18 технологического отверстия 19 для выхода пуансона 17, с центром отверстия 19 в соответствии с осью будущего ответвления.Cut in the blank 18 of the
Производят нагрев заготовки 18 вокруг отверстия 19 в строгом соответствии с геометрией зоны участвующей в формообразовании ответвления, для обеспечения требований по точности геометрии, обеспечивающей возможность безматричной штамповки, как это достигается в способе безматричной штамповки, известном из патента RU 2410180, 07.01.2011, или при помощи трафаретного нагрева.The
Для обеспечения проникновения в заготовку 18 пуансона 17 с заведомо большим с учетом технологического утонения диаметром, чем внутренний диаметр заготовки 18, при штамповке равопроходных тройников, а так же для обеспечения неизменности исходной геометрии магистрали, применяют поддавливающие (специальные гидравлические) бандажи 5, располагающиеся с двух сторон по краям заготовки 18. Эти бандажи 5 создают предварительную деформацию магистрали для обеспечения беспрепятственного введения внутрь заготовки 18 опорного ложемента 15 с главным силовым гидроцилиндром 16 и пуансоном 17 при штамповке равнопроходных тройников, или же просто предотвращают деформацию при штамповке переходных.To ensure penetration into the
Создают толкающее усилие внутри заготовки 18 посредством главного силового гидроцилиндра 16, размещенного таким образом, что бы его опорное усилие, через опорный ложемент 15, равномерно распределялось по внутренней поверхности заготовки 18, на площади до половины образующей внутреннюю поверхность окружности, с противоположенной будущему ответвлению стороны и протяженностью не менее диаметра будущего ответвления. Толкающее усилие обеспечивает поступательное движение пуансона 17 в направлении будущего ответвления, строго по его оси.They create a pushing force inside the
Производят проталкивание пуансона 17 через подготовленное в заготовке 18 отверстие 19, опираясь на внутреннюю поверхность заготовки 18.The
Управляют высотой ответвления, изменяя величину и форму отверстия 19 для выхода пуансона 17, вплоть до исключения этого отверстия 19 вовсе. Исключение отверстия 19 применяется для двойной штамповки с целью увеличения высоты ответвления за счет металла, не исключенного отверстием 19 - первое выдавливание производит подъем высоты поверхности заготовки 18, в месте предполагаемого ответвления, формируя так называемую «пуклю», далее в этой «пукле» вырезают технологическое отверстие 19 для выхода пуансона 17 и второе выдавливание окончательно формирует ответвление.The height of the branch is controlled by changing the size and shape of the
Управляют величиной предварительной деформации при помощи поддавливающих бандажей 5 для минимизации изменения геометрии магистрали после штамповки.The magnitude of the preliminary deformation is controlled with the help of clamping
Система горячей штамповки крупногабаритных толстостенных стальных тройников для атомной и нефтегазовой отрасли и тепло-водопроводных сетей, посредством выдавливания ответвления изнутри трубной заготовки (Система выдавливания ответвления изнутри трубной заготовки изображена на фиг.5-10), состоит из зоны нагрева 1, зоны выдавливания 24, центральной зоны 20, заготовки 18 с технологическим отверстием 19 для выхода пуансона 17, разогретой зоны 23 заготовки 18 вокруг технологического отверстия 19, транспортировочной тележки 2 с размещенными на ней устройствами регулировки 3, позволяющими перемещать заготовку 18 вдоль оси транспортировочной тележки 2, устройствами регулировки 4, обеспечивающими возможность легкого проворота заготовки 18 вокруг собственной оси, благодаря применению подшипников, а так же обеспечивающими изменение поперечного положения заготовки на транспортировочной тележке 2, благодаря механизму изменения положения подшипников относительно транспортировочной тележки 2 и поддавливающими бандажами 5 с гидроцилиндрами 22 поддавливающих бандажей 5.The hot stamping system of large-sized thick-walled steel tees for the nuclear and oil and gas industries and heat supply networks, by extruding a branch from the inside of a pipe billet (The system of extrusion of a branch from inside a pipe billet is shown in Figs. 5-10), consists of
Зона нагрева 1 состоит из узла локального нагрева части заготовки 18 вокруг ее технологического отверстия 19, выполненного из газо-воздушной горелки 26, локализующей подложки 25 с отверстием 28 и теплоизолированного экрана-отражателя 27.The
Зона выдавливания 24 состоит (в ней располагаются) из узла удержания 6 оснастки и подъема пуансона 17.The
Транспортировочная тележка 2 служит для размещения и позиционирования на ней заготовки 18 и перемещения заготовки 18 из зоны нагрева 1 в зону выдавливания 24 и обратно по рельсовым направляющим 29. Тележка 2 снабжена устройствами регулировки 3 - положения заготовки 18 вдоль оси тележки 2, представляющими собой два винта, закрепленные посредством гаек на транспортировочной тележке 2 по ее оси и упирающиеся своими концами в торцы заготовки в ее нижней части, (вкручиваясь в гайку винты совершают поступательное движение относительно гайки и соответственно относительно транспортировочной тележки 2 и упираясь своими концами в заготовку производят ее перемещение вдоль оси транспортировочной тележки 2), устройствами регулировки 4 - поворота заготовки 18 относительно своей оси, а так же поперечного смещения заготовки 18 относительно транспортировочной тележки 2, представляющими собой 4 подшипника, закрепленные каждый на своей собственной подвижной опоре, (проворот заготовки, стоящей на четырех подшипниках, вокруг собственной оси происходит за счет вращения подшипников, а подвижность каждой опоры обеспечивается благодаря винтам, закрепленным посредством гаек на транспортировочной тележке 2 в поперечном направлении, которые благодаря своим поступательным движениям при вкручивании производят перемещение подвижных опор в поперечном направлении относительно транспортировочной тележки 2, смещающих при этом и саму заготовку в в поперечном направлении). Устройства регулировки 3 и 4 служат для обеспечения совмещения оси технологического отверстия 19 для выхода пуансона 17 и оси самого пуансона 17.The
Узел удержания 6 и подъема пуансона предназначен для удержания навесу опорного ложемента 15 с укрепленным на нем главным силовым гидроцилиндром 16 и пуансоном 17, а по окончании штамповки подъема и удержания навесу прошедшего сквозь заготовку пуансона 17 до ухода транспортировочной тележки 2 с отштампованным тройником из зоны выдавливания 24 (штамповки). Узел 6 состоит из вертикально размещенной рельсовой опоры 7 (двойной) с растяжками, по которой при помощи двух колес, размещенных встречно, перемещается вертикально силовая балка с фланцем 8 для крепления опорного ложемента 15 на конце. Силовая балка перемещается вертикально при помощи опорного регулировочного домкрата 9 (или опорного винта или опорного гидроцилиндра). Сверху на рельсовой опоре 7 стационарно закреплена стационарная балка 10 с системой блоков 11 на конце и в месте крепления балки 10 к опоре 7. Через эту систему блоков 11 пропущен трос 12, одним концом заправленный в лебедку 14, закрепленную на одном с рельсовой опорой 7 фундаменте, в непосредственной близости от нее. Другой конец троса 12 снабжен специальной оснасткой - фиксатором 13 пуансона 17 во время штамповки, после выхода его за периметр заготовки 18. Ось свисания троса 12 с фиксатором 13 пуансона 17 совпадает с осью пуансона 17.The node for holding 6 and raising the punch is designed to hold the canopy of the
Опорный ложемент 15 предназначен для равномерного распределения опорного усилия главного силового гидроцилиндра 16 по внутренней поверхности заготовки 18 в месте, противоположенном предполагаемому ответвлению. Ложемент 15 имеет рабочую поверхность, сформированную в соответствии с геометрией половины внутреннего пространства заготовки 18, длинной в соответствии с диаметром будущего ответвления. Из практики длина опорного ложемента 15 не должна быть меньше диаметра предполагаемого ответвления, в связи с чем, опорный ложемент 15 может быть один на весь спектр ответвлений в соответствии с максимально возможным диаметром планируемого ответвления. Опорный ложемент 15 конструктивно имеет для установки главного силового гидроцилиндра 16 плоскую опорную площадку, размещенную на системе ребер жесткости.The
Главный силовой гидроцилиндр 16 предназначен для создания главного штампующего усилия между опорным ложементом 15, опирающимся на внутреннюю поверхность заготовки 18 и пуансоном 17, упирающимся в заготовку 18 в месте предполагаемого ответвления. Главный силовой гидроцилиндр 16 должен иметь собственный ход толкающего штока гидроцилиндра 21, в зависимости от геометрических размеров изделия и технологической оснастки равный сумме размеров = высота пуансона 17 + толщина стенки заготовки 18 + высота ответвления + технологические припуски на заход пуансона 17 и его выход над кромкой ответвления. Из практики главный силовой гидроцилиндр 16 для штамповки равнопроходных тройников должен иметь собственный ход толкающего штока гидроцилиндра 21, превышающий собственный исходный размер. Такие параметры обеспечиваются гидроцилиндрами 16 телескопической конструкции.The main power
Поддавливающие бандажи 5 (гидравлические) предназначены для предварительного поддавливания заготовки 18, с целью обеспечения введения внутрь оснастки для штамповки равнопроходных тройников или обеспечения сдерживающего усилия при штамповке переходных тройников. И в одном и в другом случае эти бандажи 5 обеспечивают минимальное изменение геометрии торца заготовки 18 в процессе штамповки, что позволяет исключить из технологии изготовления продукции операцию рихтовки торцов. Поддавливающие бандажи 5 кроме поддавливающих и сдерживающих функций служат для фиксации заготовки 18 на транспортирующей тележке 2 после позиционирования заготовки 18. В этом положении при помощи бандажей 5 заготовка 18 будет оставаться до окончания штамповки. Поддавливающие бандажи 5, по сути, представляют собой гидравлические струбцины. Конструктивно каждый из них исполнен в виде двух балок соединенных между собой двумя шпильками. На нижней балке размещен гидроцилиндр, который через специальные приспособления на тележке 2 при поддавливании своим штоком производит фиксацию заготовки 18. На верхней балке имеется выборка по форме повторяющая окружность заготовки 18, но диаметром несколько больше, с учетом изменения диаметра заготовки 18 при поддавливании. С целью синхронизации работы поддавливающих бандажей 5 их гидроцилиндры 22 работают от одной гидростанции ручного типа.The compressive bandages 5 (hydraulic) are intended for preliminary crushing of the
Цикл штамповки начинается с помещения заготовки 18 на транспортировочную тележку 2. Помещенную на транспортировочную тележку 2 заготовку 18 перемещают в зону выдавливания 24, надвигая заготовку 18 на опорный ложемент 15 и находящийся на нем главный силовой гидроцилиндр 16 с пуансоном 17. При помощи устройств регулировки 3, 4 и опорного регулировочного домкрата 9 регулируют взаимное положение заготовки 18 и опорного ложемента 15 с пуансоном 17 таким образом, что бы технологическое отверстие 19 для выхода пуансона 17 стало соосно с пуансоном 17, а поверхности опорного ложемента 15 и пуансона 17 имели одинаковый технологический зазор между собственной поверхностью и внутренней поверхностью заготовки 18 для исключения затирания при надвигании заготовки 18 на опорный ложемент 15 с пуансоном 17. По достижении соосности элементов оснастки производят фиксацию заготовки 18 на транспортировочной тележке 2 в этом положении при помощи поддавливающих бандажей 5.The stamping cycle begins with the placement of the
Эти же бандажи 5, при штамповке равнопроходных тройников участвуют в позиционировании заготовки 18, обеспечивая ей путем поддавливания увеличение поперечного внутреннего диаметра для прохождения внутрь пуансона 17, имеющего с учетом технологического утонения металла при штамповке несколько больший, в сравнении с внутренним размером заготовки 18 диаметр.The
Спозиционированная и зафиксированная на транспортировочной тележке 2 заготовка 18 перемещается в зону нагрева 1, где происходит локальный нагрев части заготовки 18 вокруг технологического отверстия 19 для выхода пуансона 17, в соответствии с диаметром будущего ответвления. Точность геометрических размеров нагретой части заготовки 18, ее контрастность должны обеспечивать возможность осуществления безматричной штамповки, как это происходит при трафаретном нагреве или в системе безматричной горячей штамповки нефте-газо-водопроводных стальных тройников (RU 2410180).The
Разогретая в зоне нагрева 1 заготовка 18 снова перемещается в зону выдавливания 24 в положение, в котором она находилась перед нагревом. Начинается выдавливание.Heated in the
Главный силовой гидроцилиндр 16, опираясь через опорный ложемент 15 на внутреннюю холодную часть заготовки 18, производит проталкивание пуансона 17 наружу через технологическое отверстие 19 для выхода пуансона 17 и нагретую вокруг него зону. Происходит формирование ответвления.The main power
После полного выхода пуансона 17 за пределы ответвления он, при помощи фиксатора пуансона 13, троса 12, системы блоков 11, стационарной балки 10 и лебедки 14, приподнимается над ответвлением. Пуансон 17 удерживается в этом положении до тех пор, пока шток 21 главного силового гидроцилиндра 16, вытолкнувший его, не вернется в периметр внутреннего пространства магистрали или в свое исходное состояние. После этого транспортировочная тележка 2 с готовым изделием перемещается в центральную зону 20, где происходит высвобождение готового изделия из-под поддавливающих бандажей 5 и перемещение ее в зону остывания (не показано). Удерживаемый пуансон 17 возвращается на шток 21 главного силового гидроцилиндра 16 в исходное состояние.After the
Система готова к следующему циклу штамповки.The system is ready for the next stamping cycle.
Система горячей штамповки крупногабаритных толстостенных стальных тройников для атомной и нефтегазовой отрасли и тепло-водопроводных сетей, посредством выдавливания ответвления изнутри трубной заготовки была опробована при изготовлении тройников с магистралью диаметрами от 530 до 1420 мм во всем спектре возможных ответвлений.The hot stamping system of large-sized thick-walled steel tees for the nuclear and oil and gas industries and heat and water supply networks, by extruding branches from the inside of a pipe billet, was tested in the manufacture of tees with a trunk with diameters from 530 to 1420 mm in the entire spectrum of possible branches.
Заявленное изобретение просто в реализации, так как использует наиболее рациональное приложение штампующих усилий, не требующее сложной, громоздкой и дорогостоящей оснастки. Наряду с этим, заявленное изобретение имеет высокие качество и повторяемость результатов.The claimed invention is simple to implement, as it uses the most rational application of stamping efforts, which does not require complex, bulky and expensive equipment. Along with this, the claimed invention has high quality and repeatability of results.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012102130/02A RU2492951C1 (en) | 2012-01-24 | 2012-01-24 | Method of forging large-sized thick-wall steel tees for nuclear power engineering, oil-and-gas industry and heat and water supply systems by extruding branch pipe from inside of tube billet, and system to this end |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012102130/02A RU2492951C1 (en) | 2012-01-24 | 2012-01-24 | Method of forging large-sized thick-wall steel tees for nuclear power engineering, oil-and-gas industry and heat and water supply systems by extruding branch pipe from inside of tube billet, and system to this end |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012102130A RU2012102130A (en) | 2013-07-27 |
| RU2492951C1 true RU2492951C1 (en) | 2013-09-20 |
Family
ID=49155391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012102130/02A RU2492951C1 (en) | 2012-01-24 | 2012-01-24 | Method of forging large-sized thick-wall steel tees for nuclear power engineering, oil-and-gas industry and heat and water supply systems by extruding branch pipe from inside of tube billet, and system to this end |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2492951C1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114378235A (en) * | 2022-01-07 | 2022-04-22 | 江苏新恒基特种装备股份有限公司 | Forming device and method for thick-wall pipe nozzle of pipeline |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56136223A (en) * | 1980-03-28 | 1981-10-24 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Manufacture of tee joint |
| US4676088A (en) * | 1985-06-10 | 1987-06-30 | Hitachi, Ltd. | T-joint manufacturing apparatus |
| RU2122478C1 (en) * | 1997-08-13 | 1998-11-27 | Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение | Apparatus for making t-pieces from tubular blank |
| RU2333064C2 (en) * | 2006-09-11 | 2008-09-10 | Открытое акционерное общество "ТРУБОДЕТАЛЬ" | Method of t-joints production from tubular billets |
| RU2410180C1 (en) * | 2010-02-09 | 2011-01-27 | Борис Васильевич Маркин | Method of dieless hot forming of oil-gas-water supply steel tee pipes and system to this end |
-
2012
- 2012-01-24 RU RU2012102130/02A patent/RU2492951C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56136223A (en) * | 1980-03-28 | 1981-10-24 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Manufacture of tee joint |
| US4676088A (en) * | 1985-06-10 | 1987-06-30 | Hitachi, Ltd. | T-joint manufacturing apparatus |
| RU2122478C1 (en) * | 1997-08-13 | 1998-11-27 | Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение | Apparatus for making t-pieces from tubular blank |
| RU2333064C2 (en) * | 2006-09-11 | 2008-09-10 | Открытое акционерное общество "ТРУБОДЕТАЛЬ" | Method of t-joints production from tubular billets |
| RU2410180C1 (en) * | 2010-02-09 | 2011-01-27 | Борис Васильевич Маркин | Method of dieless hot forming of oil-gas-water supply steel tee pipes and system to this end |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012102130A (en) | 2013-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8037730B2 (en) | Titanium stretch forming apparatus and method | |
| US7285761B1 (en) | Hot forming system for metal workpieces | |
| CN202137255U (en) | Hot stamping die with temperature measuring system | |
| WO2006124005A1 (en) | Hot forming system for metal workpieces | |
| CN104087725B (en) | High-strength steel thermoforming area heating installation | |
| CN101695739A (en) | Forging process of large tee and large skew tee | |
| CN102641936A (en) | Tubing bulging device and method using internal heating and pressing | |
| CN103231218B (en) | A kind of fast preparation method of titanium alloy pipe | |
| CN108421839B (en) | A kind of flat-bulb steel diplopore model extrusion method | |
| JP2021079448A (en) | Wall thickness additional manufacturing device for additive-manufacturing large-sized deformed pipe material by micro-casting rolling | |
| RU2492951C1 (en) | Method of forging large-sized thick-wall steel tees for nuclear power engineering, oil-and-gas industry and heat and water supply systems by extruding branch pipe from inside of tube billet, and system to this end | |
| CN103639220A (en) | Extrusion forming method of nickel alloy tube blank | |
| CN104551547A (en) | Processing process of high-intensity titanium alloy pipe fittings | |
| CN103286153A (en) | Manufacture method of ultra-large-diameter pipeline extruded nozzles | |
| CN210280329U (en) | Metal stamping device | |
| RU193995U1 (en) | INSTALLATION FOR LANDING OF THE END OF THE METAL PIPE | |
| CN108817130B (en) | Device for correcting large plate-shaped structural member | |
| RU2410180C1 (en) | Method of dieless hot forming of oil-gas-water supply steel tee pipes and system to this end | |
| EP2239132A1 (en) | Vertical hydraulic press for producing large-diameter steel seamless pipes | |
| US5231863A (en) | Mandrel loading method and apparatus in a thermal sizing-annealing process | |
| RU2510679C1 (en) | Production of t-bends from pipe billets | |
| CN111558627A (en) | Forming device for cold extruding multi-hole small-caliber branch pipe orifice on thick-wall large-caliber pipe fitting | |
| CN105382162A (en) | Upsetting stretching method of annular billet preformed through hollow ingot | |
| CN105598249B (en) | A kind of method and pipe fitting for obtaining high flanging hollow pipe fitting | |
| JP2005279745A (en) | Method for bending large diameter steel pipe |