RU2146177C1

RU2146177C1 - Method for extruding large-diameter tubes

Info

Publication number: RU2146177C1
Application number: RU98115897A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Смирнов; Е.Е. Кавтаев; В.А. Щапов; Г.В. Смирнов
Original assignee: ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение
Priority date: 1998-08-17
Filing date: 1998-08-17
Publication date: 2000-03-10

Abstract

FIELD: extrusion of large-diameter tubes. SUBSTANCE: method for extruding large-diameter tube with relation of wall thickness to diameter less than 0.1 comprises steps of placing plug in die holder; feeding heated ingot to container; pressing out ingot; piercing axial opening for forming sleeve; removing plug; separating bottom and extruding tube in gap between extrusion needle and wall of container during several transitions at predetermined basing of extrusion needles and piercing needle. In one case at changing cut-off and centering rings in die holder, by one stroke of punch extrusion is realized for several transitions. Annular bottom formed at each intermediate transition is separated. In other case when punch is shifted and next hollow extrusion needle is put on needle end protruding out of blank, extrusion is realized for several transitions. Then plug is removed and bottom of extruded tube is separated by means of needle having set of needles inserted one to another. EFFECT: possibility of providing extrusion tool loads not exceeding admissible values. 3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве труб большого диаметра. The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in the manufacture of pipes of large diameter.

Известен способ прессования труб, включающий нагрев слитка, подачу слитка к прессу, подачу слитка к контейнеру, подачу пресс-шайбы, распрессовку слитка, прошивку отверстия, прямое прессование трубы в зазор между иглой и матрицей, выталкивание пресс-остатка с трубой, обрезку пресс-остатка от трубы, очистку контейнера, уборку пресс-шайбы (Жолобов В.В., Зверев Г.И. Прессование металлов - М.: Металлургия, 1971, с. 229). A known method of pressing pipes, including heating the ingot, feeding the ingot to the press, feeding the ingot to the container, feeding the press washer, extruding the ingot, piercing the hole, directly pressing the pipe into the gap between the needle and the die, pushing the press residue with the pipe, cutting the press the remainder of the pipe, cleaning the container, cleaning the press washer (Zholobov V.V., Zverev G.I. Metal pressing - M .: Metallurgy, 1971, p. 229).

Известный способ обеспечивает высокую производительность при производстве труб малого и среднего диаметра (до 300 мм). The known method provides high productivity in the production of pipes of small and medium diameter (up to 300 mm).

Недостатками данного способа являются большие потери металла при прошивке из-за выпрессовки "выдры", а также большие усилия прессования. The disadvantages of this method are the large loss of metal during firmware due to the extrusion of the otter, as well as the large pressing forces.

Данный способ прессования труб совпадает с заявленным способом по следующим существенным признакам: нагрев слитка, подача слитка к прессу, затем к контейнеру, распрессовка слитка, прошивка отверстия. прессование трубы. This method of pressing pipes coincides with the claimed method according to the following essential features: heating the ingot, feeding the ingot to the press, then to the container, pressing the ingot, piercing the hole. pipe pressing.

Известен способ прессования труб большого диаметра выдавливанием на пуансон, включающий размещение слитка в контейнере, прессование трубы выдавливанием на пуансон в кольцевой зазор между пуансоном и контейнером, вырезку донца трубы, продвижение трубы вперед, выталкивание трубы из контейнера (там же, с. 27). There is a method of pressing large diameter pipes by extruding onto a punch, including placing an ingot in a container, pressing a pipe by extruding onto a punch in an annular gap between the punch and the container, cutting the bottom of the pipe, moving the pipe forward, pushing the pipe out of the container (ibid., P. 27).

Данный способ прессования позволяет получать трубы большого диаметра, диаметр которых равен диаметру контейнера. This pressing method allows to obtain pipes of large diameter, the diameter of which is equal to the diameter of the container.

Недостатком данного способа являются большие усилия прессования, что не позволяет получать тонкостенные трубы большого диаметра с отношением толщины стенки к диаметру менее 0,1. The disadvantage of this method is the large pressing forces, which does not allow to obtain thin-walled pipes of large diameter with a ratio of wall thickness to diameter of less than 0.1.

Данный способ совпадает с заявленным способом прессования труб по следующим существенным признакам: размещение слитка в контейнере, прессование трубы выдавливанием на пуансон в кольцевой зазор между пуансоном и контейнером, вырезка донца трубы. This method coincides with the claimed method of pressing pipes according to the following essential features: placing the ingot in the container, pressing the pipe by extruding it onto the punch into the annular gap between the punch and the container, cutting the bottom of the pipe.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ прессования труб, включающий размещение заглушки в матрицедержателе, подачу нагретого слитка в контейнер, распрессовку слитка пресс-штемпелем с пресс-шайбой, отвод пресс-шайбы с пресс-штемпелем, прошивку осевого отверстия прошивной иглой с образованием стакана, удаление заглушки из матрицедержателя, отделение дна заготовки иглой через отрезное кольцо и прессование трубы в кольцевой зазор, образованный матрицей и иглой, возврат иглы в исходное положение, выталкивание трубы с пресс-остатком из контейнера, отделение пресс-остатка и выталкивание трубы (там же, с. 12) - прототип. Closest to the technical nature of the present invention is a method of pressing pipes, including placing the plug in the matrix holder, feeding the heated ingot to the container, extruding the ingot with a stamp with a press washer, tap the washer with a stamp, flashing the axial hole with a piercing needle with the formation of the glass, removing the plug from the matrix holder, separating the bottom of the workpiece with a needle through a cutting ring and pressing the pipe into an annular gap formed by the matrix and needle, returning the needle to its original position s, the ejection tube with the remainder of the press container, the separation of the discard and the ejection tube (ibid, p. 12) - prototype.

В данном способе благодаря прошивке без образования "выдры" снижаются потери металла и повышается качество внутренней поверхности труб. In this method, due to the firmware without the formation of an otter, metal losses are reduced and the quality of the inner surface of the pipes is improved.

Недостатком данного способа является невозможность получения труб большого диаметра. Кроме того, данный способ может быть реализован только на прессах с прошивной системой. The disadvantage of this method is the inability to obtain pipes of large diameter. In addition, this method can only be implemented on presses with a firmware system.

Данный способ совпадает с заявленным способом прессования труб по следующим существенным признакам: размещение заглушки, подача нагретого слитка в контейнер, распрессовка слитка, прошивка осевого отверстия прошивной иглой с образованием стакана, удаление заглушки из матрицедержателя, отделение дна заготовки иглой через отрезное кольцо, прессование трубы. This method coincides with the claimed method of pressing pipes according to the following essential features: placing the plug, feeding the heated ingot into the container, pressing the ingot, flashing the axial hole with a piercing needle to form a cup, removing the plug from the die holder, separating the bottom of the workpiece with a needle through a cutting ring, and pressing the pipe.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является получение труб большого диаметра с отношением толщины стенки к диаметру менее 0,1 путем многопереходной последовательной выпрессовки трубы на пуансон в контейнере в зазор между пуансонами и стенкой контейнера, в том числе на прессах без прошивной системы. The problem to which the claimed invention is directed is to obtain pipes of large diameter with a ratio of wall thickness to diameter of less than 0.1 by multi-junction sequential extrusion of a pipe into a punch in the container into the gap between the punches and the container wall, including on presses without a piercing system.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является создание условий прессования, при которых нагрузки на прессовый инструмент не превышают допустимых и усилия пресса достаточно для получения труб большого диаметра с тонкой стенкой. The technical result achieved by the implementation of the invention is the creation of pressing conditions under which the pressure on the pressing tool does not exceed the permissible and the press forces are sufficient to obtain large diameter pipes with a thin wall.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе прессования труб большого диаметра, содержащем размещение заглушки в матрицедержателе, подачу нагретого слитка в контейнер, распрессовку слитка, прошивку осевого отверстия прошивной иглой с образованием стакана, удаление заглушки из матрицедержателя, отделение дна заготовки иглой через отрезное кольцо и прессование трубы, согласно изобретению прессование трубы осуществляют в зазор между пресс-иглой и стенкой контейнера за несколько последовательных переходов с базированием прошивной иглы или пресс-иглы предыдущего перехода на пресс-игле последующего перехода или с базированием пресс-иглы последующего перехода на пресс-игле предыдущего перехода или прошивной игле. The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed method of pressing large diameter pipes, comprising placing a plug in a matrix holder, feeding a heated ingot into a container, pressing an ingot, piercing an axial hole with a piercing needle to form a cup, removing the plug from the matrix holder, separating the bottom of the workpiece with a needle through a cutting ring and pipe pressing, according to the invention, the pipe pressing is carried out in the gap between the press needle and the container wall for several consecutive transitions s with basing the piercing needle or needle press previous transition to press the needle subsequent transition or press with basing needle subsequent transition to press the tip of the previous transition or piercing needle.

В одном случае после каждого перехода прессования, кроме окончательного, в матрицедержатель устанавливают соответствующее отрезное кольцо, а после каждого отделения дна заготовки в матрицедержатель устанавливают центрирующее кольцо, диаметр отверстия которого соответствует диаметру прошивной иглы или задействованной пресс-иглы с обеспечением скользящей посадки. При этом прошивку осевого отверстия и все переходы прессования осуществляют одним ходом пуансона. In one case, after each pressing transition, in addition to the final one, an appropriate cutting ring is installed in the matrix holder, and after each separation of the workpiece bottom, a centering ring is installed in the matrix holder, the hole diameter of which corresponds to the diameter of the piercing needle or the involved press needle with a sliding fit. In this case, the firmware of the axial hole and all the pressing transitions are carried out in one stroke of the punch.

В другом случае после прошивки осевого отверстия и после каждого перехода прессования пуансон отводят от иглы данного перехода, на выступающий ее конец надевают полую пресс-иглу, внутренний диаметр которой соответствует диаметру предыдущей иглы с обеспечением скользящей посадки между иглами. Удаление заглушки из матрицедержателя производят после прессования, и отделение дна отпрессованной трубы осуществляют составной из полного комплекта игл иглой. In another case, after flashing the axial hole and after each pressing transition, the punch is withdrawn from the needle of this transition, a hollow press needle is put on its protruding end, the inner diameter of which corresponds to the diameter of the previous needle with a sliding fit between the needles. Removing the plug from the matrix holder is carried out after pressing, and the bottom of the pressed pipe is separated by a needle made of a complete set of needles.

В отличие от прототипа прессование трубы из прошитого слитка осуществляется в зазор между пуансоном и стенками контейнера за несколько последовательных переходов, причем отделение дна стакана, образовавшегося при прошивке и прессовании, осуществляется либо после каждого перехода прессования последовательно по частям, либо после окончательного прессования - полностью. Unlike the prototype, the pressing of the pipe from the stitched ingot is carried out in the gap between the punch and the walls of the container for several consecutive transitions, and the bottom of the glass formed during the flashing and pressing is separated either after each pressing transition in series or partially after the final pressing.

Прессование труб большого диаметра в несколько переходов таким образом, что каждый переход осуществляется выдавливанием на пресс-иглу большего диаметра, чем на предыдущем переходе, обеспечивает снижение усилия прессования на каждом переходе. Pressing large diameter pipes into several transitions in such a way that each transition is extruded onto a press needle of a larger diameter than at the previous transition, reduces the pressing force at each transition.

В одном случае благодаря отделению образовавшегося после очередного перехода прессования кольцевого дна с помощью соответствующего отрезного кольца обеспечивается возможность перемещения иглы и соответственно пресс-штемпеля для следующего перехода прессования. Установкой после каждого отделения дна перед очередным переходом прессования центрирующего кольца достигается точное базирование пресс-иглы, повышается точность прессуемой трубы и исключается истечение металла в зазор между центрирующим кольцом и иглой или пресс-иглами при последующих переходах прессования. Осуществление прошивки и прессования одним ходом пуансона позволяет в этом случае прессовать трубы большого диаметра при одном нагреве слитка и при нагрузках, не превышающих допустимые по условию прочности основных деталей и предельного усилия пресса. In one case, due to the separation of the annular bottom formed after the next transition of pressing with the help of a corresponding cutting ring, it is possible to move the needle and, accordingly, the stamp for the next pressing transition. By installing after each bottom separation before the next transition of pressing the centering ring, the exact base of the press needle is achieved, the accuracy of the pressed pipe is increased and metal outflow into the gap between the center ring and the needle or press needles is avoided during subsequent pressing transitions. Flashing and pressing with one stroke of the punch allows in this case to press large diameter pipes with one heating of the ingot and at loads not exceeding the allowable strength of the main parts and the ultimate press force.

В другом случае отделение и отвод пуансона от прошивной иглы или пресс-иглы очередного перехода и надевание на выступающий конец иглы полой пресс-иглы последующего перехода позволяет сократить количество отрезных и центрирующих колец. В этом случае удалением заглушки после всех переходов прессования и отделением дна отпрессованной трубы целиком иглой, составленной из полного комплекта игл, достигается снижение трудоемкости при изготовлении трубы и сокращается количество инструмента. In another case, the separation and withdrawal of the punch from the piercing needle or press needle of the next transition and putting on the protruding end of the needle of the hollow press needle of the subsequent transition allows you to reduce the number of cutting and centering rings. In this case, removing the plug after all the pressing transitions and separating the bottom of the pressed pipe with a needle made up of a complete set of needles reduces the complexity of manufacturing the pipe and reduces the number of tools.

Все это позволяет также расширить номенклатуру прессуемых изделий. All this also allows you to expand the range of pressed products.

Количество переходов прессования зависит от марки сплава прессуемой трубы, требуемого усилия прессования, температуры деформации металла, конечной толщины стенки, требуемой микроструктуры. Количество переходов и режимы прессования являются "ноу-хау" производства. The number of pressing transitions depends on the alloy grade of the pipe being pressed, the required pressing force, the metal deformation temperature, the final wall thickness, and the required microstructure. The number of transitions and pressing modes are the know-how of production.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1-4 показана схема процесса прессования по переходам в случае прессования трубы одним ходом пуансона: на фиг. 1 показана прошивка осевого отверстия с образованием стакана, на фиг. 2 - отделение дна стакана, на фиг. 3 - первый переход прессования с образованием кольцевого дна, на фиг. 4 - окончательный переход прессования. На фиг. 5-6 показана схема процесса прессования в случае отвода пуансона после каждого перехода; на фиг. 5 - начало второго перехода прессования, на фиг. 6 - окончательный переход прессования. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1-4 shows a diagram of the pressing process for transitions in the case of pressing the pipe with one stroke of the punch: in FIG. 1 shows the flashing of an axial hole to form a cup; FIG. 2 - separation of the bottom of the glass, in FIG. 3 shows a first pressing transition to form an annular bottom; FIG. 4 - the final transition of the pressing. In FIG. 5-6 shows a diagram of the pressing process in the case of removal of the punch after each transition; in FIG. 5 - the beginning of the second pressing transition, in FIG. 6 - the final transition of the pressing.

Способ прессования труб большого диаметра реализуется следующим образом. Нагретый до температуры прессования слиток 1 размещают в контейнере 2, распрессовывают и прошивают прошивной иглой 3, размещенной на ступенчатой пресс-игле 4, с образованием стакана (фиг. 1). Затем удаляют заглушку 5 из матрицедержателя 6, устанавливают отрезное кольцо 7 и вырубают (отделяют) дно стакана прошивной иглой 3 (фиг. 2). Затем удаляют отрезное кольцо 7 из матрицедержателя, устанавливают центрирующее кольцо 8, диаметр которого обеспечивает скользящую посадку в нем прошивной иглы 3, и производят первый переход прессования трубы в зазор между пресс-иглой 4 и стенкой контейнера 2 на пресс-шайбу 9 (фиг. 3). Затем удаляют центрирующее кольцо 8, устанавливают дополнительное промежуточное отрезное кольцо и отделяют кольцевое дно 10, образовавшееся при первом переходе прессования (не показано). Затем устанавливают центрирующее кольцо 11, диаметр которого обеспечивает скользящую посадку в нем пресс-иглы 4, и осуществляют окончательное прессование трубы на пресс-шайбу 12 в зазор между пресс-иглой последней ступени 13 и контейнером (фиг. 4). После прессования трубы снимают центрирующее кольцо 11, иглу 4 с трубой 14 фиксируют в матрицедержателе (мундштуке) пресса, пуансон и контейнер отводят от мундштука, затем трубу со ступенчатой иглой извлекают из контейнера. Отделение кольцевого дна 15 и извлечение ступенчатой иглы производят вне линии пресса. The method of pressing large diameter pipes is as follows. The ingot 1 heated to the pressing temperature is placed in the container 2, pressed out and stitched with a piercing needle 3, placed on a stepped press needle 4, with the formation of a glass (Fig. 1). Then remove the plug 5 from the matrix holder 6, set the cutting ring 7 and cut out (separate) the bottom of the glass piercing needle 3 (Fig. 2). Then, the cutting ring 7 is removed from the matrix holder, a centering ring 8 is installed, the diameter of which provides a sliding fit of the piercing needle 3 in it, and the pipe is first pressed into the gap between the press needle 4 and the wall of the container 2 onto the press washer 9 (Fig. 3 ) Then the centering ring 8 is removed, an additional intermediate cutting ring is installed and the annular bottom 10 is formed, which was formed during the first pressing transition (not shown). Then, a centering ring 11 is installed, the diameter of which provides a sliding fit of the press needle 4 in it, and the pipe is finally pressed onto the press washer 12 into the gap between the press needle of the last stage 13 and the container (Fig. 4). After pressing the pipe, the centering ring 11 is removed, the needle 4 with the pipe 14 is fixed in the die holder (mouthpiece) of the press, the punch and container are removed from the mouthpiece, then the pipe with a step needle is removed from the container. The separation of the annular bottom 15 and the extraction of the stepped needle is performed outside the line of the press.

Способ прессования трубы с отводом пуансона после каждого перехода реализуется следующим образом. Нагретый до температуры прессования слиток 1 размещают в контейнере 2, распрессовывают слиток и прошивают прошивной иглой 3, размещенной на пуансоне 13, с образованием стакана. Отводят пуансон 13, надевают на выступающий конец прошивной иглы 3 промежуточную полую пресс-иглу 16, внутренний диаметр которой соответствует диаметру прошивной иглы с обеспечением скользящей посадки между ними, и начинают второй переход прессования (фиг. 5). После прессования с образованием промежуточного стакана (не показано) отводят пуансон 13, на выступающий конец полой пресс-иглы 16 надевают пресс-шайбу 17 и полую пресс-иглу 18, внутренний диаметр которой соответствует наружному диаметру промежуточной полой пресс-иглы 16 с обеспечением скользящей посадки между ними, и производят окончательное прессование трубы 19 в кольцевой зазор между пресс-иглой 18 и стенками контейнера 2 с образованием дна стакана 20 (фиг. 6). Затем удаляют заглушку 5, устанавливают отрезное кольцо и отделяют дно от трубы иглой, составленной из полного комплекта игл. Затем трубу выталкивают из контейнера (не показано). The method of pressing the pipe with the removal of the punch after each transition is implemented as follows. The ingot 1 heated to the pressing temperature is placed in the container 2, the ingot is pressed out and flashed with a piercing needle 3, placed on the punch 13, with the formation of a glass. Punch 13 is retracted, an intermediate hollow press needle 16 is inserted on the protruding end of the piercing needle 3, the inner diameter of which corresponds to the diameter of the piercing needle with a sliding fit between them, and the second pressing transition begins (Fig. 5). After pressing to form an intermediate cup (not shown), the punch 13 is retracted, a press washer 17 and a hollow press needle 18 are put on the protruding end of the hollow press needle 16, the inner diameter of which corresponds to the outer diameter of the intermediate hollow press needle 16 with a sliding fit between them, and make the final pressing of the pipe 19 into an annular gap between the press needle 18 and the walls of the container 2 with the formation of the bottom of the glass 20 (Fig. 6). Then remove the plug 5, set the cutting ring and separate the bottom of the pipe with a needle made up of a complete set of needles. Then the pipe is pushed out of the container (not shown).

Предлагаемый способ прессования труб, как с использованием ступенчатой пресс-иглы, так и с использованием комплекта концентрических полых пресс-игл, позволяет производить трубы большого диаметра (более 300 мм) с отношением толщины стенки к диаметру менее 0,1. The proposed method of pressing pipes, both using a stepped press needle and using a set of concentric hollow press needles, allows the production of large diameter pipes (more than 300 mm) with a ratio of wall thickness to diameter of less than 0.1.

Claims

1. A method of pressing large diameter pipes, comprising placing a plug in a matrix holder, feeding a heated ingot into a container, pressing an ingot, piercing an axial hole with a piercing needle to form a cup, removing the plug from the matrix holder, separating the bottom of the workpiece with a needle through a cutting ring, and pressing the pipe, characterized in that the pressing is carried out in the gap between the press needle and the container wall for several consecutive transitions based on the piercing needle or press needle of the previous transition to ESA needle subsequent transition or press with basing needle subsequent transition to press the tip of the previous transition or piercing needle.

2. The method according to claim 1, characterized in that after each transition of pressing, in addition to the final one, a corresponding cutting ring is installed in the matrix holder, and after each separation of the bottom of the workpiece, a centering ring is installed in the matrix holder, the hole diameter of which corresponds to the diameter of the piercing needle or the involved press needles with a sliding fit, while the axial hole is pierced and pressed with one stroke of the punch.

3. The method according to claim 1, characterized in that after flashing the axial hole and after each pressing transition, a punch is withdrawn, a hollow press needle of the next transition is put on the protruding end of the piercing needle or the involved press needle, the inner diameter of which corresponds to the diameter of the previous needle with providing a sliding fit, and removing the plug from the matrix holder is carried out after pressing and the bottom of the pressed pipe is separated by a needle made of a complete set of needles.