RU2547977C1 - Forging machine for deformation of end sections of curved pipes - Google Patents

Forging machine for deformation of end sections of curved pipes Download PDF

Info

Publication number
RU2547977C1
RU2547977C1 RU2013155640/02A RU2013155640A RU2547977C1 RU 2547977 C1 RU2547977 C1 RU 2547977C1 RU 2013155640/02 A RU2013155640/02 A RU 2013155640/02A RU 2013155640 A RU2013155640 A RU 2013155640A RU 2547977 C1 RU2547977 C1 RU 2547977C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
punch
pipe
deformation
slider
possibility
Prior art date
Application number
RU2013155640/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Татьяна Васильевна Бровман
Николай Евгеньевич Бабенко
Original Assignee
Татьяна Васильевна Бровман
Николай Евгеньевич Бабенко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Татьяна Васильевна Бровман, Николай Евгеньевич Бабенко filed Critical Татьяна Васильевна Бровман
Priority to RU2013155640/02A priority Critical patent/RU2547977C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2547977C1 publication Critical patent/RU2547977C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: forging machine includes interchangeable moulds and a cantilever arm located on the axis with a possibility of being turned about it by means of a turning drive. On the cantilever arm there installed is a slide with a replaceable puncheon provided with an alignment bar. The slide has a possibility of being moved along the cantilever arm by means of a movement drive. Interchangeable moulds are provided with a mechanism for their clamping in the form of wedges with fasteners.
EFFECT: possibility of local deformation of pipes of a wide range of sizes, which have different curvature radius.
4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, к обработке металлов давлением и к конструкциям ковочных машин.The invention relates to mechanical engineering, to metal forming and to forging machine designs.

Известен ряд конструкций ковочных машин, содержащих ползун с закрепленным на нем пуансоном и привод перемещения ползуна, см., например, монографию СМ. Несвит. Горизонтально-ковочные машины и их автоматизация. М.: Машиностроение. 1964 г. Однако масса таких машин значительна и их стоимость велика, что затрудняет их применение. Ближайшим аналогом данного изобретения является изобретение по авторскому свидетельству СССР №649197. Ковочная машина, 1978 г. (согласно решению Госкомитета по делам изобретений и открытий СССР не подлежит опубликованию в открытой печати). Данная машина содержит ползун с пуансоном, привод перемещения пуансона и две матрицы. Также имеется механизм зажима матриц в виде клина, взаимодействующего с ползуном и дополнительный клин с фиксатором.A number of designs of forging machines are known, containing a slider with a punch fixed to it and a drive for moving the slider, see, for example, the monograph SM. Nesvit. Horizontal forging machines and their automation. M .: Engineering. 1964, however, the mass of such machines is significant and their cost is high, which complicates their use. The closest analogue of this invention is the invention according to the copyright certificate of the USSR No. 649197. Forging machine, 1978 (according to the decision of the State Committee for Inventions and Discoveries of the USSR is not subject to publication in the open press). This machine contains a slider with a punch, a drive to move the punch and two dies. There is also a clamping mechanism for the matrices in the form of a wedge interacting with a slider and an additional wedge with a clamp.

Эта конструкция имеет ряд преимуществ, в частности масса машины в 4-5 раз меньше массы аналогичных горизонтально-ковочных машин. Такая ковочная машина была успешно использована, в частности, на предприятии УКРУГЛЕГЕОЛОГИЯ (г.Донецк) и дала значительный экономический эффект, см. статью «Новый механизированный ковочный комплекс», Бровман М.Я., Рудский A.M. Кузнечно-штамповочное производство. 1980 г. №6.This design has several advantages, in particular, the weight of the machine is 4-5 times less than the weight of similar horizontal forging machines. Such a forging machine was successfully used, in particular, at the UKRUGLEGEOLOGY enterprise (Donetsk) and had a significant economic effect, see the article “New Mechanized Forging Complex”, Brovman M.Ya., Rudsky A.M. Forging and stamping production. 1980, No. 6.

Однако данная конструкция не обеспечивает возможности локальной деформации концевых участков криволинейных труб, что часто требуется для труб теплотехнических, энергетических устройств и труб, используемых в угольной промышленности.However, this design does not provide the possibility of local deformation of the end sections of curvilinear pipes, which is often required for heat engineering pipes, energy devices and pipes used in the coal industry.

Данное изобретение направлено на решение технической задачи - обеспечение возможности локальной деформации криволинейных труб, причем их радиус кривизны может изменяться в широком диапазоне ввиду очень широкого сортамента используемых туб.This invention is aimed at solving a technical problem - enabling local deformation of curved pipes, and their radius of curvature can vary in a wide range due to the very wide range of tubes used.

Данная задача решается тем, что ковочная машина содержит консольный рычаг, расположенный на оси с возможностью поворота вокруг нее посредством привода поворота, ползун со сменным пуансоном, выполненным с центрирующим стержнем, установленным на консольном рычаге с возможностью перемещения вдоль него посредством привода перемещения, и сменные матрицы с механизмом их зажима в виде клиньев с фиксаторами.This problem is solved in that the forging machine contains a cantilever lever located on the axis with the possibility of rotation around it by means of a rotation drive, a slider with a replaceable punch made with a centering rod mounted on the cantilever lever with the ability to move along it by means of a movement drive, and interchangeable dies with the mechanism of their clamping in the form of wedges with clamps.

Данная конструкция обеспечивает решение поставленной задачи, поскольку именно при повороте консольного рычага посредством привода поворота обеспечивается деформация концевого участка криволинейной трубы.This design provides a solution to the problem, since it is precisely when the cantilever lever is turned by means of a rotation drive that the end section of the curved pipe is deformed.

В случае же изменения сортамента и радиуса кривизны трубы достаточно заменить пуансон и переместить ползун со сменным пуансоном вдоль консольного рычага в положение, соответствующее радиусу трубы посредством привода перемещения ползуна.In the case of changing the assortment and radius of curvature of the pipe, it is enough to replace the punch and move the slider with a replaceable punch along the cantilever arm to a position corresponding to the radius of the pipe by means of a slide displacement drive.

Конструкция ковочной машины поясняется фиг. 1-4, при этом на фиг. 1 показано положение ползуна с пуансоном перед началом деформации трубы, а на фиг. 2 его положение после завершения деформации.The design of the forging machine is illustrated in FIG. 1-4, wherein in FIG. 1 shows the position of the slider with the punch before the deformation of the pipe begins, and in FIG. 2 his position after the deformation is completed.

На фиг. 3 показана схема деформации конца трубы при движении пуансона внутрь полости, образуемой двумя матрицами. На фиг. 4 показано положение пуансона в варианте, когда он не входит в полость между матрицами, а обеспечивает формирование на трубе фланца при сжатии пуансоном участка трубы, выступающего из полости матриц.In FIG. 3 shows a diagram of the deformation of the end of the pipe when the punch moves inside the cavity formed by two matrices. In FIG. Figure 4 shows the position of the punch in the case when it does not enter the cavity between the dies, but ensures the formation of a flange on the pipe when the punch compresses a portion of the pipe protruding from the cavity of the matrix.

На фиг. 1-4 приняты следующие обозначения: 1 - труба - полая криволинейная заготовка, концевой участок которой нагревают, например, индуктором и вводят в полость между матрицами 2 и 3. Деформацию сжатия участка трубы обеспечивает пуансон 4 за счет давления на торцевую поверхность трубы 1.In FIG. 1-4, the following notation is adopted: 1 - pipe - a hollow curved billet, the end section of which is heated, for example, by an inductor and introduced into the cavity between the matrices 2 and 3. Compression deformation of the pipe section is provided by the punch 4 due to pressure on the end surface of the pipe 1.

Пуансон 4 установлен на ползуне 5 и снабжен центрирующим стержнем 6. Ползун установлен на консольном рычаге 7 с возможностью перемещения вдоль указанного рычага с помощью тяги 8 при воздействии пневматического цилиндра 9 (можно для перемещения ползуна 5 по рычагу 7 использовать также гидравлический цилиндр или механический привод).The punch 4 is mounted on the slider 5 and is provided with a centering rod 6. The slider is mounted on the cantilever lever 7 with the possibility of moving along the specified lever using the rod 8 when exposed to the pneumatic cylinder 9 (you can also use a hydraulic cylinder or a mechanical drive to move the slide 5 on the lever 7) .

Консольный рычаг 7 имеет возможность поворота вокруг оси 10 посредством привода поворота вокруг этой оси, например, при воздействии через рычаги 11, 12 усилия от гидравлического цилиндра 13. Все оборудование установлено на станине 14. Машина обеспечивает возможность формировать утолщенные участки 15 у концов трубы, либо фланцы 16. Механизм зажима трубы, воздействующий на матрицы 2, 3, включает клин, взаимодействующий с ползуном, и дополнительный клин с фиксатором, эта часть устройства аналогична прототипу и на чертежах не показана.The cantilever lever 7 has the ability to rotate around the axis 10 by driving a rotation around this axis, for example, when the force from the hydraulic cylinder 13 is applied through the levers 11, 12. flanges 16. The pipe clamping mechanism acting on the matrices 2, 3 includes a wedge interacting with a slider and an additional wedge with a clamp, this part of the device is similar to the prototype and is not shown in the drawings.

Устройство работает следующим образом. После поступления заказа на партию труб внутренним диаметром d1 и наружным d в ползун устанавливают сменный пуансон и направляющий стержень, а также матрицы с механизмом их зажима. Зная размеры трубы 1, устанавливают матрицы 2, 3, соответствующие наружному диаметру d трубы 1. Сменный пуансон 4 устанавливают в ползун 5, причем диаметр пуансона соответствует диаметру (наружному) трубы 1, а диаметр центрирующего стержня 6 - ее внутреннему диаметру - d1, см. фиг. 1.The device operates as follows. After receiving an order for a batch of pipes with an inner diameter d1 and an outer d, a replaceable punch and a guide rod, as well as dies with a clamping mechanism, are installed in the slider. Knowing the dimensions of the pipe 1, the matrices 2, 3 are installed, which correspond to the outer diameter d of the pipe 1. A replaceable punch 4 is installed in the slider 5, and the diameter of the punch corresponds to the diameter of the (outer) pipe 1, and the diameter of the centering rod 6 to its inner diameter is d1, cm Fig. one.

Далее ползун 5 устанавливают на консольном рычаге 7, перемещая ползун вдоль рычага, воздействуя на него через тягу 8 от цилиндра 9.Next, the slider 5 is installed on the cantilever lever 7, moving the slider along the lever, acting on it through the rod 8 from the cylinder 9.

Удобно нанести по длине рычага 7 шкалу с указанием на ней величин радиуса траектории центра пуансона 4 при расположении ползуна (например, его нижней торцевой поверхности) на данной отметке.It is convenient to apply a scale along the length of the lever 7 indicating the values of the radius of the trajectory of the center of the punch 4 with the location of the slider (for example, its lower end surface) at this mark.

Далее фиксируют положение ползуна, например, с помощью винтов.Next, fix the position of the slide, for example, using screws.

После нагрева конца трубы 1 в индукторе ее подают в матрицы 2, 3 и зажимают ее концевой участок. После этого осуществляют локальную деформацию концевого участка трубы 1 движением пуансона 4 и ползуна 5. При этом стержень 6 входит внутрь трубы 1 и обеспечивает стабильность внутреннего диаметра. Движение ползуна обеспечено при вращении рычага 7 с помощью тяги 8 и цилиндра 9 вокруг оси 10, что обеспечивает траектории участков пуансона в форме дуг окружностей. Форма конца трубы после деформации характеризуется фиг. 2. Положение участка деформированной заготовки также показано на фиг. 3. Если наружный диаметр утолщенного конца трубы dm, то усилие деформации составит After heating the end of the pipe 1 in the inductor, it is fed into the matrices 2, 3 and its end section is clamped. After that, local deformation of the end section of the pipe 1 is carried out by the movement of the punch 4 and the slider 5. In this case, the rod 6 enters the pipe 1 and ensures the stability of the inner diameter. The movement of the slider is ensured by rotation of the lever 7 with the help of the rod 8 and the cylinder 9 around the axis 10, which provides the trajectory of the sections of the punch in the form of circular arcs. The shape of the end of the pipe after deformation is characterized by FIG. 2. The position of the portion of the deformed workpiece is also shown in FIG. 3. If the outer diameter of the thickened pipe end is d m , then the deformation force will be

P = 0,25 π ( d m 2 d 1 2 ) σ T n σ

Figure 00000001
(1), P = 0.25 π ( d m 2 - d one 2 ) σ T n σ
Figure 00000001
(one),

где σ T

Figure 00000002
- предел текучести материала трубы, n σ
Figure 00000003
- коэффициент напряженного состояния, который для условий стесненной деформации принимают равным n σ = 2,0 ÷ 2,5
Figure 00000004
.Where σ T
Figure 00000002
- yield strength of the pipe material, n σ
Figure 00000003
- stress coefficient, which for constrained deformation conditions is taken equal n σ = 2.0 ÷ 2.5
Figure 00000004
.

Если, например, d m=70 мм, d 1=62 мм, n σ = 2,5

Figure 00000005
, σ T = 240 М Н м м 2
Figure 00000006
для углеродистой стали при 1050°C, то P=0,25·3,14(0,072-0,0622)·240· 2,5=0,5МН. После реализации деформации воздействием гидравлического цилиндра 13 через рычаги 11, 12 этим же цилиндром рычаг 7 отводят в исходное положение.If, for example, d m = 70 mm, d 1 = 62 mm, n σ = 2.5
Figure 00000005
, σ T = 240 M N m m 2
Figure 00000006
for carbon steel at 1050 ° C, then P = 0.25 · 3.14 (0.07 2 -0.062 2 ) · 240 · 2.5 = 0.5 MN . After the deformation is realized, the action of the hydraulic cylinder 13 through the levers 11, 12 by the same cylinder, the lever 7 is returned to its original position.

При изменении сортамента, т.е. диаметров обрабатываемой трубы или ее толщины надо заменить сменные матрицы 2, 3; заменить пуансон 4 с центрирующим стержнем 6; установить ползун 5 (с пуансоном 4 и центрирующим стержнем 6) в требуемое положение на консольном рычаге 7 (воздействием на него через тягу 8 пневмоцилиндром 9). Это все не требуется для изменения траектории движения пуансона перестраивать привод. Можно обеспечивать локальную деформацию концевых участков труб, изменяя траекторию движения пуансона только изменением положения ползуна с пуансоном на консольном рычаге.When changing the assortment, i.e. diameters of the processed pipe or its thickness it is necessary to replace replaceable matrixes 2, 3; replace the punch 4 with the centering rod 6; set the slider 5 (with the punch 4 and the centering rod 6) to the desired position on the cantilever lever 7 (by acting on it through the rod 8 with the pneumatic cylinder 9). All this is not required to change the path of the punch to rebuild the drive. It is possible to provide local deformation of the end sections of the pipes by changing the path of the punch only by changing the position of the slider with the punch on the cantilever arm.

В любом случае траекторией будет дуга окружности, но различного радиуса, (перенастройки привода - цилиндра 13, рычагов 11, 12 не требуется). Для практики весьма важна возможность другого вида локальной деформации.In any case, the trajectory will be an arc of a circle, but of a different radius (reconfiguration of the drive - cylinder 13, levers 11, 12 are not required). For practice, the possibility of another type of local deformation is very important.

Если в варианте по фиг. 3, где начальное положение конца трубы 1 и пуансона 4 показано пунктиром, пуансон в процессе деформации перемещается в полость между матрицами 2 и 3, формируя участок большей толщины 15, то часто требуется формировать у трубы фланец. В этом случае, как показано на фиг. 4, концевой участок трубы 1 располагают в матрицах 2 и 3 так, что конец трубы выступает из матрицы (как показано на фиг. 4 пунктиром). При движении пуансона 4 в процессе его вращения вокруг оси 10 он деформирует концевую часть трубы 1, расплющивая ее так, что обеспечивается формирование фланца 16 между поверхностями пуансона 4 и матриц 2, 3.If in the embodiment of FIG. 3, where the initial position of the end of the pipe 1 and the punch 4 is shown by a dotted line, the punch during deformation moves into the cavity between the matrices 2 and 3, forming a section of a greater thickness 15, it is often necessary to form a flange at the pipe. In this case, as shown in FIG. 4, the end portion of the pipe 1 is arranged in the matrices 2 and 3 so that the end of the pipe protrudes from the matrix (as shown by a dotted line in FIG. 4). When the punch 4 moves during its rotation around the axis 10, it deforms the end part of the pipe 1, flattening it so that a flange 16 is formed between the surfaces of the punch 4 and the dies 2, 3.

Центрирующий стержень 6 обеспечивает при этом устойчивость деформируемого участка трубы.The centering rod 6 provides stability of the deformable section of the pipe.

Многие трубы необходимо обеспечивать фланцами, что иногда делают приваривая к концам труб фланцы. Однако это требует выполнения операций сварки, зачистки, часто последующей механической обработки. Выдавливание фланца 16 пуансоном 4 обеспечивает и высокую прочность изделия, и точность его размеров. В этом варианте при переходе от одной трубы к другой нет необходимости в каждом случае заменять пуансон 4, он пригоден для формирования фланцев различных диаметров (выбрав его по максимальной величине диаметра).Many pipes need to be provided with flanges, which is sometimes done by welding flanges to the ends of the pipes. However, this requires welding, stripping, and often subsequent machining. The extrusion of the flange 16 by the punch 4 provides both the high strength of the product and the accuracy of its size. In this embodiment, when moving from one pipe to another, there is no need to replace the punch 4 in each case, it is suitable for forming flanges of various diameters (selecting it according to the maximum diameter).

Данная ковочная машина может найти широкое применение.This forging machine can be widely used.

Claims (1)

Ковочная машина для деформирования концевых участков криволинейных труб, характеризующаяся тем, что она содержит консольный рычаг, расположенный на оси с возможностью поворота вокруг нее посредством привода поворота, ползун со сменным пуансоном, выполненным с центрирующим стержнем, установленный на консольном рычаге с возможностью перемещения вдоль него посредством привода перемещения, и сменные матрицы с механизмом их зажима в виде клиньев с фиксаторами.   Forging machine for deforming the end sections of curved pipes, characterized in that it comprises a cantilever lever located on the axis with the possibility of rotation around it by means of a rotation drive, a slider with a replaceable punch made with a centering rod mounted on the cantilever lever with the ability to move along it by drive movement, and interchangeable matrixes with the mechanism of their clamping in the form of wedges with clamps.
RU2013155640/02A 2013-12-13 2013-12-13 Forging machine for deformation of end sections of curved pipes RU2547977C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013155640/02A RU2547977C1 (en) 2013-12-13 2013-12-13 Forging machine for deformation of end sections of curved pipes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013155640/02A RU2547977C1 (en) 2013-12-13 2013-12-13 Forging machine for deformation of end sections of curved pipes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2547977C1 true RU2547977C1 (en) 2015-04-10

Family

ID=53296576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013155640/02A RU2547977C1 (en) 2013-12-13 2013-12-13 Forging machine for deformation of end sections of curved pipes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2547977C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4212183A (en) * 1978-12-11 1980-07-15 Combustion Engineering, Inc. Upsetting of tube ends
SU996027A1 (en) * 1981-08-12 1983-02-15 Предприятие П/Я А-3813 Apparatus for upsetting
SU1183268A1 (en) * 1984-06-21 1985-10-07 Предприятие П/Я А-3813 Apparatus for upsetting tubular work

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4212183A (en) * 1978-12-11 1980-07-15 Combustion Engineering, Inc. Upsetting of tube ends
SU996027A1 (en) * 1981-08-12 1983-02-15 Предприятие П/Я А-3813 Apparatus for upsetting
SU1183268A1 (en) * 1984-06-21 1985-10-07 Предприятие П/Я А-3813 Apparatus for upsetting tubular work

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2505370C1 (en) Method and device for manufacturing of pipes with butt weld made from metal sheets
KR20160124848A (en) Die for bending-press forming
JP6607102B2 (en) Method and apparatus for forming welded steel pipe, method and apparatus for manufacturing welded steel pipe
JPH0722779B2 (en) Shape and size variable die for pipe bending
KR101712885B1 (en) Method of producing steel pipe
RU2486985C2 (en) Method of forging hollow parts and forging complex to this end
RU2547977C1 (en) Forging machine for deformation of end sections of curved pipes
CN103978147A (en) Radial forging and gradual-increment forming method for large-tooth-height thread element
US4352281A (en) Method and apparatus for bending pipes
CN214601213U (en) Nonrust steel pipe machining is with equipment of bending
CN105246609A (en) Method for press-molding steel pipe and method for producing steel pipe
Frohn et al. Analytic description of the frictionally engaged in-plane bending process incremental swivel bending (ISB)
CN103861915B (en) Range sensor is rolled and the U-shaped crooking of the tubes technique of pressurize sizing with bending
JP2012115852A (en) Bending method
RU2340422C2 (en) Method of final molding of large diameter pipes of u-shaped billet and device for its realisation
JP2005279745A (en) Method for bending large diameter steel pipe
RU2542865C2 (en) Production of coiled confuser-diffuser-kind parts
RU2628444C1 (en) Manufacture method of thick-walled short-radius elbows
RU2219008C2 (en) Straightening press
RU169825U1 (en) BENDING MACHINE
JP6735182B2 (en) End press bending device for taper pipe
RU64539U1 (en) STAMP
RU2528928C1 (en) Method of making flexible return bends
US3884065A (en) Straightening elongated articles
EP3028787B1 (en) A forging apparatus and method