RU2387515C1 - Method for obtaining heat-exchange tubes with shaped ends - Google Patents
Method for obtaining heat-exchange tubes with shaped ends Download PDFInfo
- Publication number
- RU2387515C1 RU2387515C1 RU2008137184/02A RU2008137184A RU2387515C1 RU 2387515 C1 RU2387515 C1 RU 2387515C1 RU 2008137184/02 A RU2008137184/02 A RU 2008137184/02A RU 2008137184 A RU2008137184 A RU 2008137184A RU 2387515 C1 RU2387515 C1 RU 2387515C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- matrix
- engraving
- mandrel
- preliminary
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к процессам получения теплообменных труб с профилированными законцовками, полученными с использованием эффекта локализованного направленного пластического деформирования материала трубы.The invention relates to the field of metal forming, in particular, to processes for producing heat exchange tubes with shaped ends obtained using the effect of localized directed plastic deformation of the pipe material.
Известен способ получения теплообменных труб с профилированными законцовками, включающий размещение конца трубы в разъемной матрице, фиксацию ее от возможного перемещения и последующее формирования кольцевого выступа путем приложения осевого сжимающего усилия к торцу трубы (RU №2160175 C2, МПК В21D 39/06).A known method of producing heat transfer pipes with shaped ends, including placing the end of the pipe in a detachable matrix, fixing it from possible movement and the subsequent formation of an annular protrusion by applying axial compressive force to the pipe end (RU No. 2160175 C2, IPC B21D 39/06).
К недостаткам известного способа относятся необходимость использования гидравлических прессов с большими номинальными усилиями, так как формирование кольцевых выступов осуществляется пластическим течением материала трубы от прикладываемого к ее торцу осевого усилия.The disadvantages of this method include the need to use hydraulic presses with high nominal forces, since the formation of annular protrusions is carried out by plastic flow of pipe material from the axial force applied to its end.
Известен также способ получения теплообменных труб с профилированными законцовками, включающий подготовку трубы путем ее правки, резки в меру и зачистки внешней поверхности концов, радиальный обжим конца трубы сегментами разъемной матрицы, имеющей чистовую гравюру в виде кольцевой канавки трапециевидного поперечного сечения и предварительную гравюру в виде кольцевой выемки, и формирование на трубе кольцевого выступа (RU 2202431 C2, 20.04.2003, В21D 53/08, 41/00, бюл. №11 - прототип).There is also known a method of producing heat exchange tubes with profiled endings, including preparing the pipe by straightening it, cutting to the extent and cleaning the outer surface of the ends, radial crimping of the pipe end by segments of a split matrix having a fine engraving in the form of an annular groove of a trapezoidal cross section and preliminary engraving in the form of an annular excavation, and the formation on the pipe of an annular ledge (RU 2202431 C2, 04.20.2003, B21D 53/08, 41/00, bull. No. 11 - prototype).
К недостатку известного способа следует отнести осевое течение материала при радиальном обжиме конца трубы, что не приводит к предварительному заполнению чистовой гравюры матрицы. Следовательно, процесс дорнования будет ограничиваться силами трения между рабочей поверхностью разъемной матрицы и внешней поверхностью конца трубы. В результате для качественного формообразования кольцевого выступа требуется дорн с большим рабочим зубом по диаметру, а значит, будет иметь место утонение полотна законцовки.The disadvantage of this method should include the axial flow of the material with a radial crimp of the end of the pipe, which does not lead to the preliminary filling of the final engraving of the matrix. Therefore, the burning process will be limited by the forces of friction between the working surface of the split matrix and the outer surface of the pipe end. As a result, for high-quality shaping of the annular protrusion, a mandrel with a large working tooth in diameter is required, which means that there will be a thinning of the tip blade.
Задачей изобретения является разработка такого способа получения теплообменных труб с профилированными законцовками, который бы обеспечивал качественное формообразование кольцевого выступа и не приводил к нерегламентированному утонению полотна законцовки.The objective of the invention is to develop such a method for producing heat exchange tubes with profiled endings, which would ensure high-quality shaping of the annular protrusion and did not lead to unregulated thinning of the blade.
Технический результат достигается тем, что в способе получения труб с профилированными законцовками, включающем подготовку трубы путем ее правки, резки в меру и зачистки внешней поверхности концов, радиальный обжим конца трубы сегментами разъемной матрицы, имеющей чистовую гравюру в виде кольцевой канавки трапециевидного поперечного сечения и предварительную гравюру в виде кольцевой выемки, и формирование на трубе кольцевого выступа, согласно изобретению радиальный обжим конца трубы осуществляют на дорне с формующим и рабочим зубьями сегментами разъемной матрицы с торцевым буртом, в которую устанавливают трубу с размещением ее торца в плоскости внутренней кромки чистовой гравюры и путем приложения радиального усилия к сегментам производят формирование на трубе внешней кольцевой жесткости в предварительной гравюре матрицы на формующем зубе дорна, затем раскрывают разъемную матрицу и перемещают трубу в осевом направлении до контакта с торцевым буртом матрицы с обеспечением расположения сформированной внешней кольцевой жесткости напротив чистовой гравюры матрицы, трубу фиксируют от возможных перемещений и приложением радиального усилия к сегментам матрицы осуществляют кольцевой пережим конца трубы за внешней кольцевой жесткостью с одновременной штамповкой на трубе внутренней кольцевой жесткости, ограничивающей осевое течение материала трубы в предварительную гравюру матрицы, и предварительным заполнением материалом трубы чистовой гравюры матрицы, затем производят формирование на трубе кольцевого выступа ее дорнованием рабочим зубом дорна с окончательным заполнением материалом трубы чистовой гравюры матрицы, после чего дорнование трубы рабочим зубом дорна продолжают с обеспечением выдавливания материала трубы в предварительную гравюру матрицы и формирования законцовки трубы с утолщенной стенкой.The technical result is achieved by the fact that in the method for producing pipes with shaped ends, including preparing the pipe by straightening it, cutting to the extent and cleaning the outer surface of the ends, radial crimping of the pipe end by segments of a split matrix having a fine engraving in the form of an annular groove of a trapezoidal cross section and preliminary engraving in the form of an annular recess, and the formation of an annular protrusion on the pipe, according to the invention, the radial crimping of the end of the pipe is carried out on a mandrel with forming and working teeth and segments of a detachable matrix with an end collar, into which a pipe is installed with its end placed in the plane of the inner edge of the final engraving, and by applying a radial force to the segments, external ring stiffness is formed on the pipe in a preliminary engraving of the matrix on the mandrel tooth, then the detachable matrix is opened and move the pipe in the axial direction to contact with the end face of the matrix with the location of the formed external ring stiffness opposite the final engraving of the matrix s, the pipe is fixed from possible movements and applying a radial force to the segments of the matrix, annular pinch of the end of the pipe behind external ring stiffness is performed with simultaneous stamping on the pipe of internal ring stiffness, limiting the axial flow of the pipe material into the preliminary engraving of the matrix, and preliminary filling of the material of the pipe with a fine engraving of the matrix then an annular protrusion is formed on the pipe by its mandrel mandrel mandrel with the final tooth of the mandrel with the final filling of the material pipe h Stow engraving matrix, whereupon the pipe burnishing working tooth mandrel continue with providing a pipe extrusion material in pre-forming and engraving matrix pipe ending with a thickened wall.
Осуществление предлагаемого способа получения труб с профилированными законцовками позволяет получать качественные кольцевые выступы, не вызывая нерегламентируемого утонения стенки полотна.Implementation of the proposed method for producing pipes with profiled endings allows you to get high-quality annular protrusions without causing unregulated thinning of the web wall.
Это объясняется тем, что используют эффективную конструкцию предварительно профилированной законцовки, в результате чего стало возможным применение операции локального кольцевого пережима трубы, достигая:This is due to the fact that they use the effective design of the pre-shaped ending, as a result of which it became possible to use the operation of the local ring clamping of the pipe, reaching:
- эффективное ограничение очага деформации местоположением внутренней кромки чистовой гравюры разъемной матрицы;- effective limitation of the deformation zone by the location of the inner edge of the final engraving of the split matrix;
- частичное заполнение объема чистовой гравюры матрицы внешней кольцевой жесткостью и материалом трубы, выдавливаемым в осевом направлении;- partial filling of the volume of the fine engraving of the matrix with external ring stiffness and pipe material extruded in the axial direction;
- перевода обрабатываемого материала трубы в пластическое состояние осевой изгибной деформацией ее полотна.- translation of the processed pipe material into a plastic state by axial bending deformation of its web.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 - показано исходное положение штамповой оснастки и теплообменной трубы перед выполнением операции штамповки внешней кольцевой жесткости; на фиг.2 - стадия окончания операции штамповки внешней кольцевой жесткости; на фиг.3 - исходное положение штамповой оснастки и трубы с внешней кольцевой жесткостью перед выполнением операции кольцевого пережима; на фиг.4 - то же после операции кольцевого пережима и штамповки внутренней кольцевой жесткости; на фиг.5 - показана стадия окончания формирования кольцевого выступа и утолщения в полотне операцией дорнования; на фиг.6 - профилированная законцовка, содержащая кольцевой выступ и утолщение в полотне.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 - shows the initial position of the die tooling and heat transfer pipe before performing the operation of stamping external ring stiffness; figure 2 is the stage of completion of the stamping operation of the external ring stiffness; figure 3 - the initial position of the die tooling and pipes with external ring stiffness before performing the operation of the ring clamping; figure 4 is the same after the operation of the ring clamping and stamping of the inner ring stiffness; figure 5 - shows the stage of completion of the formation of the annular protrusion and thickening in the canvas by the operation of burnishing; Fig.6 is a profiled ending containing an annular protrusion and a thickening in the canvas.
Вариант осуществления изобретения состоит в следующем.An embodiment of the invention is as follows.
На теплообменной трубе 1 выполняют операции с целью подготовки внешней поверхности ее концов к профилированию: правка труб в косовалковой машине, отрезка мерной длины и зачистка поверхности концов до металлического блеска.On the heat exchange pipe 1, operations are performed to prepare the outer surface of its ends for profiling: straightening pipes in a Kosovalkovy machine, measuring length cuts and cleaning the surface of the ends to a metallic sheen.
Далее осуществляют профилирование концов трубы.Next, profiling of the ends of the pipe is carried out.
Теплообменную трубу 1 устанавливают в полость разъемной матрицы 2, содержащей чистовую 3 и предварительную 4 гравюры (фиг.1). Установку трубы производят, размещая ее торец в плоскости внутренней кромки чистовой гравюры. Трубы фиксируют от возможных перемещений (показано стрелкой за пределами матрицы). Далее со стороны свободного торца матрицы устанавливают дорн 5, имеющий формующий 6 и рабочий 7 зубья. При этом формующий зуб размещают напротив предварительной гравюры разъемной матрицы.The heat exchange pipe 1 is installed in the cavity of the
Далее прикладывая радиальное усилие к сегментам разъемной матрицы (их 3 штуки), осуществляют радиальный обжим конца трубы, придавая ему внутренней диаметр, равный диаметру стержня дорна. Отметим, что данная операция приводит к локальной деформации трубы в поперечном направлении и формированию внешней кольцевой жесткости (фиг.2).Further, applying a radial force to the segments of the split matrix (there are 3 of them), they radially crimp the end of the pipe, giving it an inner diameter equal to the diameter of the mandrel rod. Note that this operation leads to local deformation of the pipe in the transverse direction and the formation of external ring stiffness (Fig.2).
Далее раскрывают сегменты матрицы и перемещают трубу в осевом направлении, обеспечивая контакт ее торца с торцевым буртом матрицы. Тем самым, внешнюю кольцевую жесткость располагают напротив чистовой гравюры матрицы. Формующий зуб дорна остается в прежнем положении. Прикладывая радиальное усилие к сегментам матрицы, выполняют локальный кольцевой пережим трубы с одновременной штамповкой внутренней кольцевой жесткости на формующем зубе дорна. В этом случае объем материала трубы, вызванный осевой деформацией при кольцевом пережиме, приводит, наряду со штамповкой внутренней кольцевой жесткости, к предварительному заполнению чистовой гравюры. Внутренняя кольцевая жесткость препятствует выдавливанию материала трубы в предварительную гравюру (фиг.4).Next, open the segments of the matrix and move the pipe in the axial direction, providing contact of its end with the end collar of the matrix. Thus, the external ring stiffness is located opposite the final engraving of the matrix. The forming tooth of the mandrel remains in the same position. Applying a radial force to the segments of the matrix, perform a local annular clamping of the pipe with the simultaneous stamping of the inner ring stiffness on the forming tooth of the mandrel. In this case, the volume of pipe material caused by axial deformation during ring clamping leads, along with stamping of the internal ring stiffness, to the preliminary filling of the fine engraving. The inner ring stiffness prevents the extrusion of the pipe material into the preliminary engraving (figure 4).
Далее, прикладывая осевое усилие к дорну, вызывают его перемещение и, как следствие, окончательное формообразование кольцевого выступа в чистовой гравюре разъемной матрицы. Дорнование продолжают до выхода конической поверхности рабочего зуба дорна из контакта с внутренней поверхностью трубы (фиг.5). В последнем случае, в законцовке формируется полотно с утолщенной стенкой, располагаемой в предварительной гравюре.Further, applying axial force to the mandrel, cause its movement and, as a result, the final shaping of the annular protrusion in the fine engraving of the split matrix. Burning continues until the conical surface of the working tooth of the mandrel comes out of contact with the inner surface of the pipe (figure 5). In the latter case, a leaf with a thickened wall located in the preliminary engraving is formed in the tip.
После удаления трубы из штамповой оснастки она будет иметь два компенсационных объема в виде кольцевого выступа и утолщенной стенки полотна с регламентируемым утонением стенки законцовки вне компенсационных объемов (фиг.6).After removing the pipe from the die tooling, it will have two compensation volumes in the form of an annular protrusion and a thickened web wall with regulated thinning of the end wall outside the compensation volumes (Fig.6).
Опытно-промышленная проверка разработанного способа прошла при получении профилированных законцовок на трубах из стали 10 с поперечным сечением ⌀ 25×19,8 мм, предназначенных для изготовления трубных пучков.A pilot test of the developed method was carried out upon receipt of profiled endings on pipes made of steel 10 with a cross section of ⌀ 25 × 19.8 mm, intended for the manufacture of tube bundles.
Профилирование производилось в технологической оснастке гидравлического пресса двойного действия, развивающего максимальное усилие 0,6 МН. После операции радиального обжима обжатый участок трубы имел следующие геометрические размеры: внешний диаметр - 24,3 мм, внутренний - 18,98 мм, длиной 7 мм. Ширина переходного конического участка составляла 2 мм. Усилие обжима на завершающей стадии составило 328 кН. Моделирующая программа Deform 2D позволила оценить объем удлинения материала трубы при обжиме, составивший 25 мм3. Это дает возможность более качественно предварительно заполнить свободный объем чистовой гравюры разъемной матрицы. Интенсивность напряжений в материале трубы, находящемся в чистовой гравюре разъемной матрицы, на этапе предварительного заполнения не ниже предела текучести. Дорнование полостей законцовок осуществляли ступенчатым дорном с диаметром рабочего и формующего зубьев, равным 19,6 мм. Усилие дорнования не превышало 90,6 кН.Profiling was carried out in the technological equipment of a double-action hydraulic press, developing a maximum force of 0.6 MN. After the radial crimping operation, the compressed section of the pipe had the following geometric dimensions: outer diameter - 24.3 mm, inner - 18.98 mm,
Технологическая оснастка для получения профилированных законцовок изготавливалась из закаленной стали У8 с точностью по 9-му квалитету и твердостью HRC после закалки не менее 56 единиц.The technological equipment for obtaining profiled endings was made of hardened steel U8 with an accuracy of 9th grade and HRC hardness after hardening of at least 56 units.
Установлено, что предварительное профилирование концов трубы и их последующий локальный пережим обеспечивают предварительное заполнение чистовой гравюры матрицы материалом трубы и переводят обрабатываемый материал в пластическое состояние. Операция дорнования полости конца трубы гарантирует воспроизведение кольцевых выступов с размерами, заданными исполнительными размерами штамповой оснастки.It has been established that the preliminary profiling of the pipe ends and their subsequent local clamping provide for the preliminary filling of the fine engraving of the matrix with the pipe material and translate the processed material into a plastic state. The operation of the burnishing of the cavity of the end of the pipe ensures the reproduction of annular protrusions with the dimensions specified by the executive dimensions of the die tooling.
Изобретение применимо при изготовлении трубных пучков теплообменных аппаратов нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой и другими отраслями промышленности.The invention is applicable in the manufacture of tube bundles of heat exchangers for oil refining, petrochemical, gas and other industries.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008137184/02A RU2387515C1 (en) | 2008-09-16 | 2008-09-16 | Method for obtaining heat-exchange tubes with shaped ends |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008137184/02A RU2387515C1 (en) | 2008-09-16 | 2008-09-16 | Method for obtaining heat-exchange tubes with shaped ends |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2387515C1 true RU2387515C1 (en) | 2010-04-27 |
Family
ID=42672521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008137184/02A RU2387515C1 (en) | 2008-09-16 | 2008-09-16 | Method for obtaining heat-exchange tubes with shaped ends |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2387515C1 (en) |
-
2008
- 2008-09-16 RU RU2008137184/02A patent/RU2387515C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2285507B1 (en) | Method for producing a large steel tube | |
RU2505370C1 (en) | Method and device for manufacturing of pipes with butt weld made from metal sheets | |
JP5191613B2 (en) | Manufacturing method of wheel rim for vehicle | |
SK18012002A3 (en) | Method and device for producing steel, especially stainless steel press fittings. | |
JP2009517222A (en) | Method and apparatus for coreless molding of hollow member | |
RU2486985C2 (en) | Method of forging hollow parts and forging complex to this end | |
US6044678A (en) | Method and device for manufacturing a tubular hollow body with spaced-apart increased diameter portions | |
RU2387515C1 (en) | Method for obtaining heat-exchange tubes with shaped ends | |
US4373365A (en) | Up-set shrinker for producing thick wall steel pipe | |
RU2380188C1 (en) | Method for production of pipes with profiled tips | |
RU2401174C2 (en) | Method of producing heat exchange pipes with profiled edges | |
RU2686503C1 (en) | Method for combined pipe ends upsetting | |
RU2317173C2 (en) | Tubes with shaped end portions making method | |
RU2397837C2 (en) | Procedure for production of heat-exchanging pipes with shaped tips | |
RU2395362C1 (en) | Procedure for production of pipes with profiled edge lines | |
RU2379147C1 (en) | Method of pipes receiving with profiled edge lines | |
RU2457056C1 (en) | Method of trimming long heat exchange tube ends | |
RU2202431C2 (en) | Method for making heat exchange tubes with profiled ends | |
RU2628444C1 (en) | Manufacture method of thick-walled short-radius elbows | |
RU48287U1 (en) | STAMP FOR MANUFACTURE OF HOLLOW DETAILS | |
RU2294807C1 (en) | Apparatus for forming sharply bent branches | |
RU2198052C2 (en) | Method for making tubes with shaped outer ends | |
RU2445183C2 (en) | Method of producing heat exchange tubes with shaped tips | |
RU2430804C1 (en) | Method of producing heat exchange tubes with shaped heavy ends | |
RU2385199C2 (en) | Method to produce heat exchange tubes with shaped tips |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100917 |