RU2648813C2 - Method for press-molding steel pipe and method for producing steel pipe - Google Patents

Method for press-molding steel pipe and method for producing steel pipe Download PDF

Info

Publication number
RU2648813C2
RU2648813C2 RU2015155551A RU2015155551A RU2648813C2 RU 2648813 C2 RU2648813 C2 RU 2648813C2 RU 2015155551 A RU2015155551 A RU 2015155551A RU 2015155551 A RU2015155551 A RU 2015155551A RU 2648813 C2 RU2648813 C2 RU 2648813C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
gap
edges
open pipe
steel
Prior art date
Application number
RU2015155551A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015155551A (en
Inventor
Масаюки ХОРИЭ
Юкуя ТАМУРА
Тосихиро МИВА
Кодзи ХОРИГИВА
Original Assignee
ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН
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 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН filed Critical ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН
Publication of RU2015155551A publication Critical patent/RU2015155551A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2648813C2 publication Critical patent/RU2648813C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/01Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments
    • B21D5/015Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments for making tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/08Making tubes with welded or soldered seams
    • B21C37/0815Making tubes with welded or soldered seams without continuous longitudinal movement of the sheet during the bending operation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/01Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D51/00Making hollow objects

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: group of inventions relates to a method of press-forming a steel pipe having a heavy wall thickness, particularly to a method of manufacturing a steel pipe by press bending. Seam gap is formed during applying press bending of a final time to an open seam pipe which is a material to be formed and the predetermined seam gap, forming with the additional pressing-down amount based on the relationship is applied to the open seam pipe after the state that the predetermined seam gap is formed during applying press bending of the final time to the open seam pipe which is the material to be formed. Unconnected edges of the open seam pipe are then joined and sealed.
EFFECT: smallest gap between the open edges is provided by eliminating the spring.
3 cl, 6 dwg, 2 tbl

Description

Область техникиTechnical field

Объектами настоящего изобретения являются способ формовки стальной трубы и способ производства стальной трубы методом прессовой гибки.The objects of the present invention are a method of forming a steel pipe and a method of manufacturing a steel pipe by press-bending.

Уровень техникиState of the art

В качестве способа формовки стальной трубы с большой толщиной стенки применялся метод штамповки, при котором используются верхняя и нижняя части штампа, изображенные на Фиг. 3 (далее в данном описании называемые также "гибочным прессом").As a method of forming a steel pipe with a large wall thickness, a stamping method was used in which the upper and lower parts of the stamp shown in FIG. 3 (hereinafter also referred to as "press brake").

Этот способ формовки применяется для формовки труб из толстолистовой стали определенной ширины и длины с целью создания стальной трубы, имеющей длину в направлении оси трубы. При таком способе формовки сначала производится загибание краевых участков толстого листа стали (далее данная операция называется "краевой гибкой"), а затем несколько раз производится прессовка стального листа в поперечном направлении, в результате чего получают заготовку цилиндрической формы.This molding method is used to form pipes of plate steel of a certain width and length in order to create a steel pipe having a length in the direction of the axis of the pipe. With this method of molding, first, the edge sections of the thick steel sheet are bent (hereinafter, this operation is referred to as “edge flexible”), and then several times the steel sheet is pressed in the transverse direction, as a result of which a cylindrical blank is obtained.

На основном этапе формовки, выполняемом после краевой гибки, как показано на Фиг. 3, используются два матричных элемента 1a, 1b, установленные на определенном расстоянии друг от друга, на которые устанавливают стальной лист S, и передний элемент 22 пуансона вместе с пуансоном 2, входящие в состав верхней части штампа, опускаются вниз, входя в пространство между двумя матричными элементами 1a, 1b, производя деформацию листа стали S большой толщины. Затем лист стали S передвигают на определенное расстояние в поперечном направлении, и снова производится прессовка верхней частью штампа. Эта операция прессовки повторяется несколько раз.In the main molding step performed after edge bending, as shown in FIG. 3, two matrix elements 1a, 1b are used, installed at a certain distance from each other, on which the steel sheet S is mounted, and the front punch element 22 together with the punch 2, which are part of the upper part of the stamp, are lowered into the space between the two matrix elements 1a, 1b, producing deformation of a sheet of steel S of large thickness. Then, the steel sheet S is moved to a certain distance in the transverse direction, and pressing is again performed by the upper part of the stamp. This pressing operation is repeated several times.

Как правило, формовка трубы из стального листа производится последовательно в поперечном направлении от краевого участка листа (от точки А на чертеже) с одной стороны листа к центру стального листа в поперечном направлении (к точке С на чертеже), в результате чего осуществляется формовка стального листа S на участке от одного края листа до точки непосредственно перед центром в поперечном направлении (прессовка первой половины листа). После этого производится формовка трубы из стального листа в поперечном направлении от краевого участка листа (от точки В на чертеже) с противоположной стороны листа к центру стального листа в поперечном направлении (к точке С на чертеже), в результате чего осуществляется формовка стального листа S на участке от одного края листа до точки непосредственно перед центром в поперечном направлении (прессовка второй половины листа). И, наконец, осуществляется прессовка центрального участка стального листа S в поперечном направлении (точка С на чертеже) (окончательная прессовка). Таким образом получают открытую трубу. Открытая труба представляет собой тело трубчатой формы, в котором исходному стальному листу посредством формовки придана цилиндрическая форма, несоединенные кромки которого, расположенные напротив друг друга, еще не сварены друг с другом. На Фиг. 3 пунктиром показано положение стального листа S в состоянии, когда пуансон 2 еще не вошел в контакт со стальным листом S. Не показанные на Фиг. 3 ролики подачи расположены слева и справа от матричных элементов 1a, 1b. Эти ролики подачи могут служить опорой стальному листу S в точках В или С, как показано пунктиром на левом верхнем чертеже на Фиг. 3, а также могут осуществлять перемещение стального листа S влево или вправо согласно чертежу.As a rule, the molding of a pipe from a steel sheet is carried out sequentially in the transverse direction from the edge of the sheet (from point A in the drawing) from one side of the sheet to the center of the steel sheet in the transverse direction (to point C in the drawing), as a result of which the steel sheet is formed S in the section from one edge of the sheet to the point immediately in front of the center in the transverse direction (pressing the first half of the sheet). After that, the pipe is formed from the steel sheet in the transverse direction from the edge of the sheet (from point B in the drawing) from the opposite side of the sheet to the center of the steel sheet in the transverse direction (to point C in the drawing), as a result, the steel sheet S is formed on section from one edge of the sheet to the point immediately in front of the center in the transverse direction (pressing the second half of the sheet). And finally, the central section of the steel sheet S is pressed in the transverse direction (point C in the drawing) (final pressing). Thus, an open pipe is obtained. An open pipe is a tubular-shaped body in which a cylindrical shape is given to the original steel sheet by molding, the unconnected edges of which are located opposite each other, not yet welded to each other. In FIG. 3, the dotted line shows the position of the steel sheet S in a state where the punch 2 has not yet come into contact with the steel sheet S. Not shown in FIG. 3 feed rollers are located to the left and right of the matrix elements 1a, 1b. These feed rollers can support the steel sheet S at points B or C, as shown by the dotted line in the upper left drawing in FIG. 3, and can also move the steel sheet S left or right according to the drawing.

На Фиг. 4 приведено схематичное изображение открытой трубы. Как показано на Фиг. 4, открытая труба 3 представляет собой цилиндрическую трубу, изготовленную из исходного стального листа посредством формовки, несоединенные кромки 31а, 31b которой, расположенные напротив друг друга, еще не сварены друг с другом. Зазор g между расположенными напротив друг друга несоединенными кромками, называется зазором между кромками открытой трубы. Направление L вдоль продольной оси открытой трубы 3 совпадает с продольным направлением пуансона.In FIG. 4 is a schematic illustration of an open pipe. As shown in FIG. 4, the open pipe 3 is a cylindrical pipe made of an initial steel sheet by molding, the unconnected edges 31a, 31b of which, located opposite each other, are not yet welded to each other. The gap g between opposing unconnected edges is called the gap between the edges of the open pipe. The direction L along the longitudinal axis of the open pipe 3 coincides with the longitudinal direction of the punch.

Итак, после выполнения вышеуказанной операции открытую трубу перемещают в продольном направлении (в направлении, перпендикулярном плоскости чертежа на Фиг. 3), чтобы начать выполнение следующей операции. Для осуществления такого перемещения открытой трубы после финального прохода формовки, которым заканчивается прессовка трубы, зазор g между кромками открытой трубы 3 должен иметь ширину больше, чем толщина штанги 21 пуансона, на которой закреплен пуансон 22 верхней части штампа.So, after performing the above operation, the open pipe is moved in the longitudinal direction (in the direction perpendicular to the plane of the drawing in Fig. 3) to start the next operation. To carry out such movement of the open pipe after the final molding pass, which ends the pipe pressing, the gap g between the edges of the open pipe 3 should have a width greater than the thickness of the punch rod 21 on which the punch 22 of the upper part of the punch is fixed.

Затем с помощью формующего устройства производится обжим открытой трубы 3, таким образом, что зазор g между кромками открытой трубы 3 закрывается. Несоединенные кромки открытой трубы, входящие в контакт друг с другом, свариваются в таком состоянии сварочным аппаратом, в результате чего получается прямая сварная стальная труба. При необходимости цилиндрическую форму полученной сварной стальной трубы корректируют посредством экспандирования или обжима в радиальном направлении.Then, using the forming device, the open pipe 3 is crimped so that the gap g between the edges of the open pipe 3 is closed. The unconnected edges of an open pipe that come into contact with each other are welded in this state by a welding machine, resulting in a straight welded steel pipe. If necessary, the cylindrical shape of the resulting welded steel pipe is adjusted by expansion or crimping in the radial direction.

Настройка и установка параметров вышеупомянутых операций прессовки может осуществляться посредством применения штампа с механизмом регулирования зазора между матричными элементами нижней части штампа, раскрываемым в документе JP-A-11-129031.The setting and parameters of the aforementioned pressing operations can be carried out by applying a stamp with a mechanism for adjusting the gap between the matrix elements of the lower part of the stamp disclosed in JP-A-11-129031.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Техническая проблемаTechnical problem

При обжиме открытой трубы с помощью обжимающего устройства таким образом, чтобы закрыть зазор между кромками открытой трубы и произвести сварку соединенных кромок сварочным аппаратом, обжимающее усилие обжимающего устройства имеет верхний предел. При этом может возникать ситуация, при которой несоединенные кромки открытой трубы с зазором между ними невозможно состыковать друг с другом посредством обжима открытой трубы, величина зазора между несоединенными кромками которой больше или равна определенной величины, зависящей от размера стальной трубы. В результате существует вероятность того, что соединяемые кромки открытой трубы окажется невозможным сварить друг с другом.When crimping an open pipe with a crimping device in such a way as to close the gap between the edges of the open pipe and welding the connected edges with a welding machine, the crimping force of the crimping device has an upper limit. In this case, a situation may arise in which the unconnected edges of the open pipe with a gap between them cannot be joined to each other by crimping the open pipe, the size of the gap between the unconnected edges of which is greater than or equal to a certain value, depending on the size of the steel pipe. As a result, it is likely that the joined edges of the open pipe will be impossible to weld together.

Таким образом, требование, предъявляемое при окончательной прессовке трубы на гибочном прессе, заключается в том, чтобы последний проход гибки обеспечивал как можно меньшую величину зазора между несоединенными кромками.Thus, the requirement for the final pressing of the pipe on the bending press is that the last bending pass provides the smallest possible gap between the unconnected edges.

Величина зазора между несоединенными кромками открытой трубы регулируется путем постепенного увеличения величины вжатия при окончательной прессовке открытой трубы. При увеличении величины вжатия при окончательной прессовке зазор между кромками уменьшается. И, наоборот, при уменьшении величины вжатия при окончательной прессовке зазор между кромками увеличивается.The gap between the unconnected edges of the open pipe is controlled by gradually increasing the amount of compression during the final pressing of the open pipe. With increasing compression during final pressing, the gap between the edges decreases. Conversely, with a decrease in the amount of compression during the final pressing, the gap between the edges increases.

При снятии прижимающего усилия пуансона, поскольку имеется пружинный эффект, зазор между несоединенными кромками открытой трубы становится больше, чем он был при приложении прижимающего усилия пуансона. Для уменьшения влияния пружинного эффекта после снятия прижимающего усилия пуансона была предложена технология, при которой величину вжатия при последней прессовке увеличивали таким образом, чтобы пуансон продолжал свое движение и далее после вхождения открытых кромок трубы в контакт с несущим элементом пуансона, обеспечивая дальнейшую гибку открытой трубы.When removing the pressing force of the punch, since there is a spring effect, the gap between the unconnected edges of the open pipe becomes larger than it was when applying the pressing force of the punch. To reduce the influence of the spring effect after removing the pressing force of the punch, a technology was proposed in which the compression value at the last pressing was increased so that the punch continued to move further after the open edges of the pipe came into contact with the bearing element of the punch, providing further bending of the open pipe.

При такой технологии величина вжатия пуансоном является чрезмерно большой, существует вероятность возникновения нежелательной ситуации, при которой несоединенные кромки открытой трубы сильно зажимают несущий элемент пуансона, так что для того, чтобы удалить трубу, может оказаться необходимым разрезать ее по всей длине.With this technology, the punch compression amount is excessively large, there is a possibility of an undesirable situation in which the unconnected edges of the open pipe strongly clamp the punch carrier, so in order to remove the pipe, it may be necessary to cut it along its entire length.

Для устранения указанного недостатка внимание уделяли тому, чтобы величина вжатия не становилась чрезмерно большой. В результате снова возвращалась вероятность того, что зазор между свариваемыми кромками станет слишком большим.To eliminate this drawback, attention was paid to the fact that the amount of compression did not become excessively large. As a result, the probability was again returned that the gap between the edges to be welded would become too large.

Следует отметить также, что помимо вышеупомянутых факторов, на величину зазора между несоединенными кромками открытой трубы оказывает влияние предел текучести толстолистовой стали. Это происходит потому, что при деформации изгиба листа стали большой толщины возникающий пружинный эффект зависит от предела текучести стали. Например, если финальный проход прессовки выполняется при одинаковых условиях и затем прижимающее усилие пуансона полностью снимается, то в случае, когда предел текучести стального листа S низок, зазор между несоединенными кромками открытой трубы становится малым, а в случае, когда предел текучести стального листа S высок, зазор между несоединенными кромками становится большим.It should also be noted that in addition to the above factors, the yield strength of plate steel is also affected by the gap between the unconnected edges of the open pipe. This is because during bending deformation of a sheet of steel of large thickness, the resulting spring effect depends on the yield strength of the steel. For example, if the final bale of the pressing is performed under the same conditions and then the pressing force of the punch is completely removed, then in the case when the yield strength of the steel sheet S is low, the gap between the unconnected edges of the open pipe becomes small, and in the case when the yield strength of the steel sheet S is high , the gap between the unconnected edges becomes large.

Как упоминалось выше, поскольку уделялось внимание тому, чтобы величина вжатия не становилась чрезмерно большой, существует тенденция к тому, чтобы зазор между несоединенными кромками открытой трубы становился чрезмерно большим. Влияние предела текучести толстолистовой стали суммируется с вышеупомянутой тенденцией, что приводит к еще большему увеличению изменения величины зазора между несоединенными кромками открытой трубы. При чрезмерно большом зазоре между несоединенными кромками открытой трубы обжимающее усилие, требующееся для обжима открытой трубы и закрытия зазора для выполнения сварки, также становится большим, в результате чего требующееся обжимающее устройство становится крупногабаритным. Кроме того, для решения проблемы изменения зазора между несоединенными кромками ручная регулировка обжимающего усилия обжимающего устройства на сварочном аппарате требует много времени.As mentioned above, since care was taken to ensure that the compression value does not become excessively large, there is a tendency for the gap between the unconnected edges of the open pipe to become excessively large. The influence of the yield strength of plate steel is combined with the aforementioned trend, which leads to an even greater increase in the change in the gap between the unconnected edges of the open pipe. With an excessively large gap between the unconnected edges of the open pipe, the crimping force required to crimp the open pipe and close the gap to perform welding also becomes large, as a result of which the required crimping device becomes large. In addition, to solve the problem of changing the gap between the unconnected edges, manual adjustment of the compression force of the compression device on the welding machine requires a lot of time.

В связи с вышеизложенным, для уменьшения изменения величины зазора между несоединенными кромками открытой трубы после прессовки была предложена технология, согласно которой настройка условий прессовки производится для каждого типа стального листа, а также технология, предусматривающая составление заранее таблицы, содержащей значения предела текучести и соответствующие им условия прессовки, и определение условий прессовки по данной таблице.In connection with the foregoing, to reduce the change in the gap between the unconnected edges of the open pipe after pressing, a technology was proposed according to which the setting of the pressing conditions is made for each type of steel sheet, as well as a technology that involves pre-compiling a table containing the yield strength and the corresponding conditions pressing, and determining the conditions of pressing according to this table.

Способ, раскрываемый в документе JP-A-11-129031, предусматривает регулирование формы профиля трубы, формуемой из толстолистовой стали, путем изменения расстояния между матричными элементами нижней части штампа. Что касается изменения величины пружинного эффекта, данный способ предусматривает измерение формы профиля стальной трубы после формовки из стального листа на первом этапе, и после этого формовку с целью корректировки формы на втором этапе посредством изменения расстояния между матричными элементами нижней части штампа. Иными словами, согласно способу, раскрываемому в документе JP-A-11-129031, форму профиля стальной трубы измеряют в состоянии после снятия прижимающего усилия на первом этапе, т.е. в момент, когда происходит пружинный эффект, и после этого выполняют корректирующую формовку на втором этапе путем изменения условий прессовки, например, величины вжатия, нагрузки, расстояния между матричными элементами нижней части штампа и т.п., в соответствии с полученными результатами измерений. Соответственно, для изменения расстояния между матричными элементами нижней части штампа требуется дополнительное время. В частности, при выполнении корректирующей формовки несколько раз для создания одной стальной трубы необходимо столько же раз производить измерение формы, и, следовательно, возникает проблема значительного снижения производительности. Кроме того, необходимо задавать условия проведения такой корректирующей формовки для каждой стальной трубы из большого количества стальных листов, имеющих различные величины пружинного эффекта.The method disclosed in JP-A-11-129031 involves adjusting the shape of the profile of a pipe molded from steel plate by changing the distance between the matrix elements of the lower part of the stamp. As for changing the magnitude of the spring effect, this method involves measuring the shape of the profile of the steel pipe after molding from the steel sheet in the first stage, and then molding to adjust the shape in the second stage by changing the distance between the matrix elements of the lower part of the stamp. In other words, according to the method disclosed in JP-A-11-129031, the shape of the profile of the steel pipe is measured in the state after removing the pressing force in the first step, i.e. at the moment when the spring effect occurs, and then corrective molding is performed in the second stage by changing the pressing conditions, for example, the compression value, load, the distance between the matrix elements of the lower part of the stamp, etc., in accordance with the obtained measurement results. Accordingly, additional time is required to change the distance between the matrix elements of the lower part of the stamp. In particular, when performing corrective molding several times to create one steel pipe, it is necessary to measure the form as many times, and, therefore, there is a problem of a significant decrease in productivity. In addition, it is necessary to set the conditions for such corrective molding for each steel pipe from a large number of steel sheets having different values of the spring effect.

Соответственно, задачей настоящего изобретения является создание способа формовки стальной трубы, обеспечивающего небольшое изменение величины зазора между несоединенными кромками.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for forming a steel pipe, providing a small change in the size of the gap between the unconnected edges.

Решение проблемыSolution

Объектами настоящего изобретения являются:The objects of the present invention are:

[1] Способ формовки стальной трубы посредством прессовки стального листа путем выполнения несколько раз прессовой гибки стального листа, при котором в соответствии с полученной ранее зависимостью заданной величины зазора между несоединенными кромками формуемой открытой трубы от величины дополнительного вжатия, которая требуется после достижения заданного зазора между кромками при финальном проходе прессовой гибки, после достижения заданной величины зазора между кромками при финальном проходе прессовой гибки производится формовка открытой трубы с дополнительным вжатием.[1] A method of forming a steel pipe by pressing a steel sheet by performing press-bending of the steel sheet several times, in which, in accordance with a previously obtained dependence of a predetermined amount of a gap between unconnected edges of an open pipe mold on an amount of additional compression required after reaching a predetermined gap between the edges at the final pass of press bending, after reaching the specified value of the gap between the edges, at the final pass of press bending, molding is performed Access the tube with additional to press.

[2] Способ формовки стальной трубы по п. [1], в котором заданной величиной зазора между несоединенными кромками открытой трубы является величина зазора между несоединенными кромками в момент времени, когда несоединенные кромки открытой трубы входят в контакт со штангой пуансона верхней части штампа.[2] The method of forming a steel pipe according to [1], wherein the predetermined gap between the unconnected edges of the open pipe is the gap between the unconnected edges at a time when the unconnected edges of the open pipe come into contact with the punch rod of the upper part of the stamp.

[3] Способ производства стальной трубы, при котором несоединенные кромки открытой трубы, сформованной с помощью способа по п. [1] или [2], соединяются друг с другом и свариваются друг с другом.[3] A method for manufacturing a steel pipe in which the unconnected edges of an open pipe formed using the method of [1] or [2] are joined together and welded to each other.

Полезный эффект изобретенияThe beneficial effect of the invention

Согласно настоящему изобретению прессовка выполняется в условиях, заданных заранее, и, следовательно, можно получить материал, обеспечивающий небольшое изменение величины зазора между несоединенными кромками, что устраняет необходимость проведения корректирующей формовки или установки и регулировки расстояния между матричными элементами нижней части штампа, в результате чего значительно повышается производительность.According to the present invention, the pressing is carried out under predetermined conditions, and therefore, it is possible to obtain a material that provides a small change in the gap between the unconnected edges, which eliminates the need for corrective molding or installation and adjustment of the distance between the matrix elements of the lower part of the stamp, resulting in significantly increased productivity.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На Фиг. 1 показан график зависимости величины зазора между несоединенными кромками открытой трубы от изменения предела текучести согласно настоящему изобретению.In FIG. 1 is a graph showing the relationship between the unconnected edges of an open pipe and the change in yield strength according to the present invention.

На Фиг. 2 показан график зависимости величины зазора между несоединенными кромками открытой трубы от изменения предела текучести для известного уровня техники.In FIG. 2 shows a graph of the relationship between the unconnected edges of an open pipe and the change in yield strength for the prior art.

На Фиг. 3 показана схема, демонстрирующая последовательность операций формовки стальной трубы методом прессовой гибки.In FIG. 3 is a diagram illustrating a process for molding a steel pipe by bending.

На Фиг. 4 показано схематичное изображение открытой трубы.In FIG. 4 shows a schematic illustration of an open pipe.

На Фиг. 5 показаны схемы, демонстрирующие операцию краевой гибки, на которых: на Фиг. 5А показана установка заготовки; на Фиг. 5В показано состояние в момент окончания приложения нагрузки при краевой гибке, и на Фиг. 5С показана форма листа после снятия нагрузки краевой гибки.In FIG. 5 is a diagram showing an operation of edge bending, in which: FIG. 5A shows the installation of a workpiece; in FIG. 5B shows the state at the time the load is applied during edge bending, and FIG. 5C shows the shape of the sheet after unloading the edge bending.

На Фиг. 6 показаны схемы, поясняющие операцию прессовки, на которых: на Фиг. 6А показано состояние при приложении нагрузки; на Фиг. 6В показано состояние после снятия нагрузки, и на Фиг. 6С показана форма поперечного сечения трубы после прессовки.In FIG. 6 is a diagram for explaining a pressing operation, in which: FIG. 6A shows a state upon application of a load; in FIG. 6B shows the state after unloading, and FIG. 6C shows a cross-sectional shape of a pipe after compression.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Основными стандартами, на которые ориентируются при создании магистральных трубопроводов (в которых, в основном, и применяются прямые сварные стальные трубы), являются стандарты АНИ (Американского нефтяного института). Согласно стандартам АНИ, диапазон изменения предела текучести сварной стальной трубы из стали марки Х80 от верхнего до нижнего предела составляет 138 МПа. Стальной лист, применяемый в качестве исходного материала при производстве сварных стальных труб, также имеет предел текучести, который, по существу, изменяется в том же диапазоне, что и предел текучести сварной стальной трубы. В частности, при производстве стальных труб с высоким пределом текучести в качестве исходного материала используется толстолистовая сталь, производимая по технологии ТМСР (процесс термомеханического контроля). Соответственно, предел текучести толстолистовой стали также может изменяться в зависимости от изменения химического состава компонентов, условий проката и условий охлаждения.The main standards that are guided by the creation of trunk pipelines (which mainly use direct welded steel pipes) are the standards of ANI (American Petroleum Institute). According to ANI standards, the range of variation of the yield strength of a welded steel pipe made of X80 steel from the upper to the lower limit is 138 MPa. The steel sheet used as a starting material in the production of welded steel pipes also has a yield strength, which essentially varies in the same range as the yield strength of a welded steel pipe. In particular, in the production of steel pipes with a high yield strength, steel plate is used as the starting material, manufactured using the TMSR technology (thermomechanical control process). Accordingly, the yield strength of plate steel may also vary depending on changes in the chemical composition of the components, rolling conditions and cooling conditions.

Далее объяснение настоящего изобретения осуществляется на примере формовки стальной трубы из стали марки Х80 по классификации АНИ, имеющей внешний диаметр 1219 мм и толщину стенки 31,8 мм. Однако настоящее изобретение не ограничивается описываемым ниже вариантом реализации.Further, the explanation of the present invention is carried out on the example of forming a steel pipe from steel grade X80 according to the classification of ANI, having an external diameter of 1219 mm and a wall thickness of 31.8 mm. However, the present invention is not limited to the embodiment described below.

Формовка по предлагаемому способу начинается с краевой гибки, как показано на Фиг. 5. Позицией 41 на Фиг. 5 обозначена нижняя часть штампа краевой гибки, позицией 42 - верхняя часть штампа краевой гибки. Краевая гибка выполняется таким образом, чтобы угол загиба края j (см. Фиг. 5 В) стал равным 28° в момент приложения прижимающего усилия штампа на участке h (см. Фиг. 5А) шириной 240 мм краевого участка стального листа в поперечном направлении. Угол загиба k (см. Фиг. 5С) края стального листа в поперечном направлении после снятия прижимающего усилия штампа составляет 23°.The molding according to the proposed method begins with edge bending, as shown in FIG. 5. At 41 in FIG. 5, the lower part of the edge bending stamp is indicated, 42 indicates the upper part of the edge bending stamp. The edge bending is performed in such a way that the bending angle of the edge j (see Fig. 5 B) becomes 28 ° at the moment of applying the pressing force of the stamp on the section h (see Fig. 5A) with a width of 240 mm of the edge section of the steel sheet in the transverse direction. The bending angle k (see Fig. 5C) of the edge of the steel sheet in the transverse direction after removing the pressing force of the stamp is 23 °.

После этого последовательно 11 раз производится гибка стального листа в поперечном направлении, начиная от его краевых участков, с помощью пуансона 2 (верхней части штампа), радиус R которого составляет 415 мм (см. Фиг. 6А). Способ формовки в данный момент поясняется с помощью Фиг. 6. Как показано на Фиг. 6А, пуансон 2 (верхняя часть штампа) состоит из штанги 21 и передней части 22 пуансона, а нижняя часть штампа состоит из матричных элементов 1a, 1b. Полный угол изгиба (угол ƒ на Фиг. 6С) толстого стального листа (за исключением зазора между несоединенными кромками открытой трубы) получают путем гибки стального листа 11 раз и гибки краевых участков листа. Точнее, при выполнении одноразовой операции гибки стального листа из стали с пределом текучести 640 МПа с приложением одноразового прижимающего усилия пуансона, рассчитанного на получение угла изгиба (угол d на Фиг. 6А) 35°, угол изгиба после снятия прижимающего усилия пуансона (угол е на Фиг. 6В) составляет 29°. Что касается участков изгиба стального листа S, то, как показано на Фиг. 6А, участок "a" является участком, гибка которого была осуществлена в ходе предыдущей операции, участок "b" является участком, гибка которого производится во время настоящей операции, и участок "с" является участком, гибка которого будет выполнена в ходе следующей операции и операций, следующих за ней. При таком способе гибке регулирование угла изгиба, как правило, осуществляется таким образом, что перемещение пуансона 2 контролируется непосредственно штамповочным устройством. При этом формовка производится таким образом, что пуансон 2 смещается вниз из исходного положения, которым считается положение, в котором передняя часть 22 пуансона контактирует с верхней поверхностью стального листа (далее величина смещения пуансона 2 из исходного положения будет обозначена как величина вжатия, а верхняя поверхностью стального листа является точкой отсчета, если не указано иное) на заданное расстояние.After this, the steel sheet is bent successively 11 times in the transverse direction, starting from its edge sections, with the help of a punch 2 (the upper part of the stamp) whose radius R is 415 mm (see Fig. 6A). The molding method is now illustrated with FIG. 6. As shown in FIG. 6A, the punch 2 (the upper part of the punch) consists of the rod 21 and the front part 22 of the punch, and the lower part of the punch consists of the matrix elements 1a, 1b. The full bending angle (angle ƒ in Fig. 6C) of a thick steel sheet (except for the gap between the unconnected edges of the open pipe) is obtained by bending the steel sheet 11 times and bending the edge sections of the sheet. More precisely, when performing a one-time operation of bending a steel sheet of steel with a yield strength of 640 MPa with the application of a one-time pressing force of the punch, calculated to obtain a bending angle (angle d in Fig. 6A) of 35 °, the bending angle after removing the pressing force of the punch (angle e on Fig. 6B) is 29 °. As for the bending portions of the steel sheet S, as shown in FIG. 6A, section “a” is a section that has been bent during the previous operation, section “b” is a section that is bent during this operation, and section “c” is a section that will be bent during the next operation and operations following her. With this bending method, the adjustment of the bending angle is usually carried out in such a way that the movement of the punch 2 is controlled directly by the stamping device. In this case, the molding is performed in such a way that the punch 2 is shifted down from the initial position, which is considered to be the position in which the front part 22 of the punch is in contact with the upper surface of the steel sheet (hereinafter, the displacement value of the punch 2 from the initial position will be designated as the amount of compression, and the upper surface steel sheet is the reference point, unless otherwise specified) at a given distance.

На Фиг. 2 приведен график зависимости величины зазора между несоединенными кромками открытой трубы от изменения значения предела текучести, которое представляет собой отклонение значения предела текучести от эталонного значения предела текучести стального листа, равного 640 МПа, в состоянии снятия прижимающей нагрузки по окончании прессовки.In FIG. Figure 2 shows a graph of the dependence of the gap between the unconnected edges of the open pipe on the change in the yield strength, which is the deviation of the yield strength from the reference value of the yield strength of the steel sheet, equal to 640 MPa, in the state of removal of the pressing load at the end of pressing.

Даже в случае, когда стальные листы имеют одинаковую форму изгиба в момент приложения изгибающей нагрузки, т.е. в момент прессовки стального листа, при высоком пределе текучести используемой стали пружинный эффект становится большим. Соответственно, угол изгиба стального листа после формовки становится маленьким, и зазор между несоединенными кромками открытой трубы после снятия прижимающей нагрузки становится большим. Как показано на Фиг. 2, если пределы текучести исходных стальных листов большой толщины отличаются друг от друга на 160 МПа, различие по величине зазора между несоединенными кромками открытой трубы после снятия прижимающей нагрузки становится равным 170 мм. Эта величина составляет 14% величины внешнего диаметра открытой трубы и является чрезвычайно большой.Even in the case where the steel sheets have the same bending shape at the time of applying the bending load, i.e. at the time of pressing a steel sheet, with a high yield strength of the steel used, the spring effect becomes large. Accordingly, the bending angle of the steel sheet after molding becomes small, and the gap between the unconnected edges of the open pipe after removing the pressing load becomes large. As shown in FIG. 2, if the yield strengths of the original steel sheets of large thickness differ by 160 MPa from each other, the difference in the size of the gap between the unconnected edges of the open pipe after removing the pressing load becomes 170 mm. This value is 14% of the outer diameter of the open pipe and is extremely large.

Соответственно, на Фиг. 1 представлена зависимость величины зазора между несоединенными кромками открытой трубы от изменения предела текучести после снятия прижимающей нагрузки по окончании промежуточной операции гибки при выполнении формовки обычным способом и способом, при котором производится изменение величины вжатия на финальном проходе формовки (во время 11-й операции прессовки). Для сравнения на Фиг. 1 приводится также график b для известного уровня техники, показанный на Фиг. 2.Accordingly, in FIG. Figure 1 shows the dependence of the gap between the unconnected edges of the open pipe on the change in the yield strength after removing the pressing load at the end of the intermediate bending operation when molding is performed in the usual way and the way in which the compression value is changed at the final molding pass (during the 11th pressing operation) . For comparison, in FIG. 1 also shows a graph b for the prior art shown in FIG. 2.

График с соответствует примеру реализации настоящего изобретения, при котором несоединенные кромки открытой трубы входят в контакт со штангой 21 пуансона верхней части штампа, после чего производится дальнейшая прессовка стального листа на расстояние 9 мм для обеспечения такой же величины деформации во время финального прохода формовки (11-й операции). Изменение зазора между несоединенными кромками открытой трубы после снятия прижимающей нагрузки является малым и составляет 20 мм. Таким образом, становится ясно, что, по существу, равномерный зазор между несоединенными кромками открытой трубы может быть получен независимо от предела текучести толстолистовой стали.The graph c corresponds to an implementation example of the present invention, in which the unconnected edges of the open pipe come into contact with the rod 21 of the punch of the upper part of the stamp, after which the steel sheet is further pressed to a distance of 9 mm to ensure the same amount of deformation during the final molding pass (11- st operation). The change in the gap between the unconnected edges of the open pipe after removing the pressing load is small and amounts to 20 mm Thus, it becomes clear that a substantially uniform gap between the unconnected edges of the open pipe can be obtained regardless of the yield strength of plate steel.

График а соответствует примеру, при котором прессовка производится до того момента, пока несоединенные кромки открытой трубы не войдут в контакт со штангой пуансона верхней части штампа. Сравнивая этот график с графиком для известного уровня техники (график b, фиксированный ход пуансона), мы видим, что изменение зазора между несоединенными кромками открытой трубы после снятия прижимающей нагрузки является маленьким. Однако данный зазор между несоединенными кромками открытой трубы после снятия прижимающей нагрузки является большим по сравнению с величиной зазора между несоединенными кромками открытой трубы для вышеупомянутого примера согласно настоящему изобретению.Schedule a corresponds to an example in which pressing is performed until the unconnected edges of the open pipe come into contact with the punch rod of the upper part of the stamp. Comparing this graph with the graph for the prior art (graph b, fixed stroke of the punch), we see that the change in the gap between the unconnected edges of the open pipe after removing the pressing load is small. However, this gap between the unconnected edges of the open pipe after removing the pressing load is large compared with the size of the gap between the unconnected edges of the open pipe for the above example according to the present invention.

Причина, согласно которой прессовку продолжают и далее на 9 мм после того, как несоединенные кромки открытой трубы войдут в контакт со штангой 21 пуансона верхней части штампа, базируется на следующем техническом принципе.The reason that the pressing is continued further by 9 mm after the unconnected edges of the open pipe come into contact with the rod 21 of the punch of the upper part of the stamp is based on the following technical principle.

При производстве множества стальных труб одинакового размера сначала изготовляют множество открытых труб одинакового размера. При их производстве условия прессовки, по существу, неизменны, и, следовательно, механизм деформации при формовке открытой трубы из исходного толстого стального листа также является практически одним и тем же. Таким образом, при дальнейшем увеличении величины вжатия на определенную величину относительно состояния, при котором в ходе окончательной прессовки достигается заданная форма, величина зазора между несоединенными кромками открытой трубы после снятия прижимающей нагрузки также становится постоянной.In the manufacture of a plurality of steel pipes of the same size, a plurality of open pipes of the same size are first manufactured. During their production, the pressing conditions are essentially unchanged, and, therefore, the deformation mechanism when forming an open pipe from the original thick steel sheet is also practically the same. Thus, with a further increase in the amount of compression by a certain amount relative to the state in which a predetermined shape is achieved during the final pressing, the gap between the unconnected edges of the open pipe after releasing the pressing load also becomes constant.

Как указывалось ранее, при формовке открытой трубы из стального листа большой толщины с помощью двух матричных элементов 1a, 1b и одного пуансона 2, использование зазора между несоединенными кромками открытой трубы в качестве индикатора получения заданной формы в процессе окончательной прессовки, во время которой величина вжатия увеличивается на определенную величину, является простым и эффективным.As mentioned earlier, when forming an open pipe from a thick steel sheet using two matrix elements 1a, 1b and one punch 2, the use of the gap between the unconnected edges of the open pipe as an indicator of obtaining a given shape during the final pressing process during which the compression increases by a certain amount, is simple and effective.

В рассмотренном выше примере, когда зазор между несоединенными кромками открытой трубы используется в качестве индикатора получения заданной формы в процессе окончательной прессовки, во время которой величина вжатия увеличивается на определенную величину, принимается зазор между несоединенными кромками открытой трубы в момент времени, когда несоединенные кромки открытой трубы с обеих сторон входят в контакт со штангой 21 пуансона. При этом величина вжатия, прибавляемая далее после момента времени, когда обе несоединенные кромки открытой трубы входят в контакт со штангой 21 пуансона верхней части 2 штампа, определяется путем проведения заранее предварительных операций формовки или на основании данных, полученных в ходе производства до того.In the above example, when the gap between the unconnected edges of the open pipe is used as an indicator of obtaining a given shape during the final pressing process, during which the compression value increases by a certain amount, the gap between the unconnected edges of the open pipe at the time when the unconnected edges of the open pipe is taken on both sides come in contact with the rod 21 of the punch. In this case, the amount of compression added further after the moment when both unconnected edges of the open pipe come into contact with the rod 21 of the punch of the upper part 2 of the stamp is determined by conducting preliminary preliminary molding operations or on the basis of data obtained during production before.

Что касается использования величины зазора между несоединенными кромками открытой трубы в качестве показателя получения формы, после которой величина вжатия увеличивается далее на постоянную величину, объяснение было сделано для случая, когда обе несоединенные кромки открытой трубы с обеих сторон входят в контакт со штангой 21 пуансона 2, то есть для случая, когда зазор между несоединенными кромками открытой трубы соответствует толщине штанги 21 пуансона. Однако настоящее изобретение не ограничивается только таким случаем. Например, определение момента, когда зазор между несоединенными кромками открытой трубы достиг заданной величины, может осуществляться с помощью детектора, обеспечивающего возможность измерения положения кромки открытой трубы в любой момент времени, или с помощью упрощенного детектора, определяющего момент, когда кромки открытой трубы достигают определенного положения.Regarding the use of the gap between the unconnected edges of the open pipe as an indicator of obtaining a mold, after which the compression value increases further by a constant value, an explanation was made for the case when both unconnected edges of the open pipe on both sides come into contact with the rod 21 of the punch 2, that is, for the case where the gap between the unconnected edges of the open pipe corresponds to the thickness of the punch rod 21. However, the present invention is not limited to such a case. For example, determining the moment when the gap between the unconnected edges of an open pipe reaches a predetermined value can be carried out using a detector that allows you to measure the position of the edges of the open pipe at any time, or using a simplified detector that determines the moment when the edges of the open pipe reach a certain position .

В частности, например, для этого могут использоваться световой проектор и светоприемник, установленные на штанге 21 пуансона. Интенсивность поступающего на светоприемник света изменяется, когда кромки открытой трубы блокируют оптический путь света от светового проектора к светоприемнику. По степени изменения интенсивности света, поступающего на светоприемник, можно определять положение несоединенных кромок открытой трубы. С другой стороны, если требуется определять лишь момент времени, когда несоединенные кромки открытой трубы входят в контакт со штангой 21 пуансона верхней части 2 штампа, не требуется постоянно измерять положение кромок. Например, определить момент времени, при котором зазор между несоединенными кромками открытой трубы достигнет определенной величины, можно путем измерения изменения электропроводности, обуславливаемого контактом несоединенных кромок открытой трубы со штангой 21 пуансона, или посредством подтверждения наличия или отсутствия контакта путем установки пьезоэлектрического элемента на область контакта.In particular, for example, a light projector and a light detector mounted on the punch rod 21 can be used for this. The intensity of the light entering the light detector changes when the edges of the open pipe block the optical path of light from the light projector to the light receiver. By the degree of change in the intensity of light entering the light detector, it is possible to determine the position of the unconnected edges of the open pipe. On the other hand, if you want to determine only the point in time when the unconnected edges of the open pipe come into contact with the rod 21 of the punch of the upper part 2 of the stamp, it is not necessary to constantly measure the position of the edges. For example, to determine the point in time at which the gap between the unconnected edges of an open pipe reaches a certain value can be done by measuring the change in electrical conductivity caused by the contact of the unconnected edges of an open pipe with a punch rod 21, or by confirming the presence or absence of contact by installing a piezoelectric element on the contact area.

В качестве способа регулирования формовки с дальнейшим увеличением требуемой величины вжатия от момента времени, в котором зазор между несоединенными кромками открытой трубы достигает заданной величины, во время окончательной прессовки может использоваться, например, сигнал, посылаемый на штамповочное устройство в момент, когда зазор между несоединенными кромками открытой трубы становится равным заданной величине, после чего может производиться формовка с увеличением величины вжатия на заранее определенную величину, т.е. вышеупомянутый сигнал может использоваться в качестве пускового. Дополнительную величину вжатия можно измерить путем измерения величины перемещения пуансона 2. В случае, когда в качестве эталонного зазора между кромками используется величина зазора между несоединенными кромками открытой трубы, когда данный зазор становится равным толщине штанги 21 пуансона, или величина зазора в момент времени, когда несоединенные кромки открытой трубы входят в контакт со штангой 21 пуансона, можно измерить расстояние, на которое вошедшие в контакт со штангой 21 кромки открытой трубы проскользнут вверх по штанге 21, и дополнительную величину вжатия можно регулировать по величине данного расстояния проскальзывания несоединенных кромок открытой трубы.As a method of regulating the molding with a further increase in the required amount of compression from the point in time at which the gap between the unconnected edges of the open pipe reaches a predetermined value, during the final pressing, for example, a signal sent to the stamping device at the moment when the gap between the unconnected edges open pipe becomes equal to a predetermined value, after which molding can be performed with an increase in compression by a predetermined value, i.e. the above signal can be used as a trigger. An additional compression value can be measured by measuring the displacement of the punch 2. In the case where the gap between the unconnected edges of the open pipe is used as the reference gap between the edges, when this gap becomes equal to the thickness of the punch rod 21, or the gap at the time when the unconnected the edges of the open pipe come into contact with the rod 21 of the punch, you can measure the distance by which the edges of the pipe that come into contact with the rod 21 slide up the rod 21, and up to The total compression value can be adjusted by the value of the given slip distance of the unconnected edges of the open pipe.

При производстве стальной трубы путем изготовления открытой трубы вышеописанным методом прессовки выполняется непрерывное сваривание несоединенных кромок открытой трубы прихваточными швами с помощью агрегата непрерывной сварки прихваточными швами, после чего может быть выполнена основная сварка для сварки внутреннего шва и сварки наружного шва. Предпочтительно повысить округлость стальной трубы, сварка которой будет производиться, путем ее экспандирования с помощью экспандирующего устройства. При проведении операции экспандирования коэффициент экспандирования (отношение величины изменения внешнего диаметра после экспандирования к внешнему диаметру трубы до экспандирования), как правило, принимается равным от 0,3% до 1,5%. Для получения оптимального соотношения между улучшением округлости трубы и требуемой мощностью пресс-расширителя для экспандирования труб, предпочтительная величина коэффициента экспандирования трубы должна составлять от 0,5 до 1,2%.In the production of a steel pipe by manufacturing an open pipe by the pressing method described above, continuous welding of the unconnected edges of the open pipe with tack welds is performed using a continuous tack weld unit, after which main welding can be performed to weld the inner seam and weld the outer seam. It is preferable to increase the roundness of the steel pipe, the welding of which will be carried out by expanding it using an expander. During the expansion operation, the expansion coefficient (the ratio of the change in the external diameter after expansion to the external diameter of the pipe before expansion) is usually taken equal to from 0.3% to 1.5%. To obtain the optimal ratio between improving the roundness of the pipe and the required power of the press expander for pipe expansion, the preferred value of the coefficient of expansion of the pipe should be from 0.5 to 1.2%.

Пример 1Example 1

Для производства стальной трубы внешним диаметром 1219 мм, толщиной стенки 31,8 мм и длиной 12 м были подготовлены 10 стальных листов длиной 24 м из стали марки AP1 Х80. Каждый стальной лист был разрезан на три части в продольном направлении, и, таким образом, были получены три комплекта образцов, каждый из которых включал в себя 10 листов-образцов. С помощью машинной обработки ширину каждого из этих стальных листов сделали равной 3693 мм, после чего была выполнена краевая гибка соответствующих краевых участков шириной 180 мм каждого стального листа в поперечном направлении с помощью матрицы радиусом R 380 мм, а затем была произведена прессовка данных стальных листов.For the production of steel pipes with an external diameter of 1219 mm, a wall thickness of 31.8 mm and a length of 12 m, 10 steel sheets 24 m long were prepared from AP1 X80 steel. Each steel sheet was cut into three parts in the longitudinal direction, and thus, three sets of samples were obtained, each of which included 10 sample sheets. Using machine processing, the width of each of these steel sheets was made equal to 3693 mm, after which the edge bending of the corresponding edge sections with a width of 180 mm of each steel sheet in the transverse direction was performed using a matrix with a radius of R 380 mm, and then these steel sheets were pressed.

При прессовке в качестве пуансона 2 верхней части штампа использовался пуансон, передняя часть 22 которого имела радиус R 415 мм. В качестве нижней части штампа использовались матричные элементы 1 радиусом R 100 мм, установленные на расстоянии 540 мм друг от друга (под расстоянием между матричными элементами подразумевается расстояние между верхними точками матричных элементов 1a, 1b нижней части штампа). Прессовка производилась путем выполнения 11 отдельных операций. Толщина штанги 21 пуансона составляла 100 мм.When pressing as a punch 2 of the upper part of the stamp, a punch was used, the front part 22 of which had a radius of R 415 mm. As the lower part of the stamp, matrix elements 1 with a radius of R 100 mm installed at a distance of 540 mm from each other were used (the distance between the matrix elements means the distance between the upper points of the matrix elements 1a, 1b of the lower part of the stamp). Pressing was carried out by performing 11 separate operations. The thickness of the punch rod 21 was 100 mm.

Установочные положения в поперечном направлении от первого прохода до десятого прохода (расстояние между центральной точкой между двумя матричными элементами нижней части штампа до центра стального листа в поперечном направлении) и соответствующие значения вжатия представлены в Таблице 1. Величины вжатия выбирались таким образом, чтобы в результате проведения операции краевой гибки и 11-ти операций прессовки стального листа с пределом текучести 615 МПа получить изгиб листа приблизительно по всей длине окружности открытой трубы, за исключением зазора между несоединенными кромками открытой трубы.The installation positions in the transverse direction from the first pass to the tenth pass (the distance between the center point between the two matrix elements of the lower part of the die and the center of the steel sheet in the transverse direction) and the corresponding compression values are presented in Table 1. The compression values were selected so that as a result of operations of edge bending and 11 operations of pressing a steel sheet with a yield strength of 615 MPa to obtain a bend of the sheet along approximately the entire circumference of an open pipe, except cheniem gap between the unbonded edges of the open pipe.

Figure 00000001
Figure 00000001

Что касается порядка проходов в ходе операции формовки в рассматриваемом примере, то, как показано на Фиг. 3, на котором приведена схема выполнения операции прессовки, прессовка первой половины стального листа включала в себя выполнение проходов 1-5, прессовка второй половины листа включала в себя выполнение проходов 6-10. При выполнении проходов 1-5, т.е. при прессовке первой половины листа, производилась последовательная формовка листа от одного краевого участка с одной стороны стального листа к центру стального листа в поперечном направлении. Формовка осуществлялась от краевого участка стального листа с одной стороны до точки непосредственно перед центром стального листа в поперечном направлении; при каждом проходе стальной лист изгибался на величину, соответствующую одному проходу. После этого выполнялись проходы 6-10, т.е. прессовка второй половины листа, при которой осуществлялась последовательная формовка листа от другого краевого участка с противоположной стороны стального листа к центру стального листа в поперечном направлении. И, наконец, во время 11-го прохода прижимающее усилие пуансона прикладывалось к центральному участку стального листа в поперечном направлении.Regarding the order of passes during the molding operation in the example under consideration, as shown in FIG. 3, which shows a diagram of a pressing operation, pressing the first half of the steel sheet included making passes 1-5, pressing the second half of the sheet included making passes 6-10. When performing passes 1-5, i.e. when pressing the first half of the sheet, the sheet was sequentially formed from one edge portion on one side of the steel sheet to the center of the steel sheet in the transverse direction. Forming was carried out from the edge of the steel sheet from one side to a point directly in front of the center of the steel sheet in the transverse direction; at each pass, the steel sheet was bent by an amount corresponding to one pass. After this, passes 6-10 were performed, i.e. pressing of the second half of the sheet, in which the sheet was sequentially formed from the other edge portion on the opposite side of the steel sheet to the center of the steel sheet in the transverse direction. And finally, during the 11th pass, the pressing force of the punch was applied to the central section of the steel sheet in the transverse direction.

При прессовке десяти образцов стальных листов (стальные листы №№А-J) для каждого из листов выполнялись десять проходов в поперечном направлении (в Таблице значения положений стального листа указаны со знаком "+" для положений от точки А до центра С, и со знаком "-" для положений от центра С до точки В). После этого выполнялся одиннадцатый проход прессовки и замерялась величина зазора между несоединенными кромками открытой трубы в состоянии после снятия прижимающей нагрузки пуансона. Результаты измерений, демонстрирующие зависимость зазора между несоединенными кромками открытой трубы после прессовки от предела текучести стального листа, приведены в Таблице 2.When pressing ten samples of steel sheets (steel sheets No.№A-J), ten passes in each direction were performed in the transverse direction (in the table, the values of the positions of the steel sheet are indicated with a “+” sign for positions from point A to center C, and with a sign “-” for positions from center C to point B). After this, the eleventh passage of the pressing was performed and the gap between the unconnected edges of the open pipe was measured in the state after removing the punch pressing load. The measurement results, showing the dependence of the gap between the unconnected edges of the open pipe after pressing on the yield strength of the steel sheet, are shown in Table 2.

Figure 00000002
Figure 00000002

В финальном проходе (одиннадцатом проходе) стальной лист устанавливали таким образом, чтобы его центр в поперечном направлении совпадал с центром нижней части штампа. В примере согласно настоящему изобретению, для получения зазора между несоединенными кромками открытой трубы после прессовки из стального листа с пределом текучести 615 МПа, равной 125 мм, после того, как несоединенные кромки открытой трубы входили в контакт со штангой 21 пуансона, прессовку продолжали, и дополнительное вжатие при этом составило 9 мм. В сравнительном примере 1 для получения зазора величиной 100 мм между несоединенными кромками стальной трубы, имеющей предел текучести 560 МПа, после снятия прижимающей нагрузки пуансона, величину вжатия (расстояние, на которое смещается пуансон 2 от верхнего исходного положения, т.е. точки контакта с поверхностью стального листа) устанавливали равной 48,6 мм. В сравнительном примере 2 сначала производили прессовку стального листа до момента вхождения несоединенных кромок открытой трубы в контакт со штангой 21 пуансона, выполняли проверку величины зазора в состоянии после снятия прижимающей нагрузки пуансона; затем выполняли коррекцию расстояния между матричными элементами 1a, 1b нижней части штампа, и после этого прессовку повторяли.In the final passage (eleventh passage), the steel sheet was installed so that its center in the transverse direction coincided with the center of the lower part of the stamp. In the example according to the present invention, to obtain a gap between the unconnected edges of the open pipe after pressing from a steel sheet with a yield strength of 615 MPa equal to 125 mm, after the unconnected edges of the open pipe came into contact with the punch rod 21, the pressing was continued, and additional the compression was 9 mm. In comparative example 1, to obtain a gap of 100 mm between the unconnected edges of a steel pipe having a yield strength of 560 MPa, after removing the pressing load of the punch, the compression value (the distance by which the punch 2 moves from the upper starting position, i.e., the point of contact with steel sheet surface) was set equal to 48.6 mm. In comparative example 2, the steel sheet was first pressed until the unconnected edges of the open pipe came into contact with the punch rod 21, the gap was checked in the state after removing the punch pressing load; then, the distance between the matrix elements 1a, 1b of the lower part of the stamp was adjusted, and then the pressing was repeated.

В примере согласно настоящему изобретению изменение зазора между несоединенными кромками (разность между максимальной и минимальной величинами зазора) после формовки десяти стальных труб является маленьким; время, требующееся для прессовки, также невелико, так что данный способ обеспечивает возможность получения как правильной формы стальной трубы, так и высокой производительности.In the example according to the present invention, the change in the gap between the unconnected edges (the difference between the maximum and minimum values of the gap) after forming ten steel pipes is small; the time required for pressing is also small, so this method makes it possible to obtain both the correct shape of the steel pipe and high productivity.

Наоборот, несмотря на то, что сравнительный пример 1 демонстрирует немного меньшее требуемое время в случае со стальным листом J с наименьшим пределом текучести, происходит зажимание штанги 21 пуансона несоединенными кромками открытой трубы. Таким образом, возникает необходимость остановки производственной линии для извлечения отформованной трубы, и, следовательно, сравнительный пример 1 сложно рассматривать в качестве варианта для промышленного применения. Что касается сравнительного примера 2, то он демонстрирует требующееся время, приблизительно в 1,4 раза большее, чем в примере согласно изобретению, что говорит о безусловно более низкой производительности при применении данного способа, несмотря на то, что форма открытой трубы является стабильной.On the contrary, despite the fact that comparative example 1 shows a slightly shorter required time in the case of the steel sheet J with the lowest yield strength, clamping of the punch rod 21 with unconnected edges of the open pipe occurs. Thus, there is a need to stop the production line to remove the molded pipe, and therefore, comparative example 1 is difficult to consider as an option for industrial use. As for comparative example 2, it demonstrates the required time, approximately 1.4 times longer than in the example according to the invention, which indicates an unconditionally lower productivity when using this method, despite the fact that the shape of the open pipe is stable.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Способ прессовки стальной трубы и способ производства стальной трубы согласно настоящему изобретению не ограничиваются изготовлением стальных труб лишь большого диаметра и с большой толщиной стенки, и являются применимыми при производстве всех типов стальных труб методом трехточечной гибки.The steel pipe pressing method and the steel pipe production method according to the present invention are not limited to the manufacture of steel pipes of only large diameter and large wall thickness, and are applicable to the production of all types of steel pipes by three-point bending.

Список ссылочных позицийList of Reference Items

1a, 1b: матричные элементы1a, 1b: matrix elements

2: пуансон2: punch

21: штанга пуансона21: punch bar

22: передняя часть пуансона22: front of the punch

3: открытая труба3: open pipe

31а, 31b: несоединенные кромки открытой трубы31a, 31b: unconnected edges of an open pipe

41: нижняя часть штампа для краевой гибки41: lower part of the stamp for edge bending

42: верхняя часть штампа для краевой гибки42: upper part of the stamp for edge bending

Claims (5)

1. Способ получения открытой стальной трубы прессовой формовкой стального листа, включающий1. A method of obtaining an open steel pipe by extrusion molding a steel sheet, comprising многократную прессовую гибку стального листа прижимающим усилием пуансона со штангой с образованием открытой трубы, используемой для ее формирования в стальную трубу, отличающийся тем, что multiple press bending of steel sheet by pressing force punch with barbell with the formation of an open pipe used for its formation in a steel pipe, characterized in that при окончательной прессовой гибке образуют заданный равномерный зазор между кромками открытой трубы, после чего прикладывают дополнительное прижимающее усилие к центральному участку стального листа, величина которого обеспечивает получение заданного равномерного зазора между кромками открытой трубы после снятия прижимающего усилия. at the final press bending, a predetermined uniform gap between the edges of the open pipe is formed, after which an additional pressing force is applied to the central portion of the steel sheet, the value of which provides a predetermined uniform gap between the edges of the open pipe after removing the pressing force. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что равномерный зазор между кромками открытой трубы образуют при их контакте со штангой пуансона.2. The method according to p. 1, characterized in that a uniform gap between the edges of the open pipe is formed upon contact with the punch bar. 3. Способ производства стальной трубы из стального листа, включающий этапы, на которых соединяют друг с другом несоединенные кромки открытой стальной трубы, полученной прессовой формовкой способом по п. 1 или 2, и сваривают несоединенные кромки друг с другом.3. A method of manufacturing a steel pipe from a steel sheet, comprising the steps of connecting the unconnected edges of an open steel pipe obtained by compression molding by the method of claim 1 or 2, and welding the unconnected edges to each other.
RU2015155551A 2013-05-30 2013-05-30 Method for press-molding steel pipe and method for producing steel pipe RU2648813C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/003435 WO2014192043A1 (en) 2013-05-30 2013-05-30 Method for press-molding steel pipe and method for producing steel pipe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015155551A RU2015155551A (en) 2017-07-06
RU2648813C2 true RU2648813C2 (en) 2018-03-28

Family

ID=51988128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015155551A RU2648813C2 (en) 2013-05-30 2013-05-30 Method for press-molding steel pipe and method for producing steel pipe

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3006129B1 (en)
JP (1) JP5967302B2 (en)
CN (1) CN105246609B (en)
RU (1) RU2648813C2 (en)
WO (1) WO2014192043A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU212252U1 (en) * 2022-02-22 2022-07-12 Публичное акционерное общество "Тяжпрессмаш" A device for the precise formation of cylindrical parts of a metal product

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112019018762B1 (en) 2017-03-15 2023-12-12 Jfe Steel Corporation PRESS MOLD AND METHOD FOR MAKING STEEL TUBE
DE102018211311B4 (en) * 2018-07-09 2020-03-26 Sms Group Gmbh Extended regulation of JCO molding press
CN108994120A (en) * 2018-08-01 2018-12-14 上海锆卓船舶设计有限公司 It is applicable in superhigh intensity, the method for coiling of the small diameter cylinder of ultra-thick steel plates and system
JP6791397B2 (en) 2018-09-14 2020-11-25 Jfeスチール株式会社 Manufacturing method of steel pipe and press die
JP7108523B2 (en) * 2018-11-27 2022-07-28 Hoya株式会社 Press molding device, press molding method and press molding program

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU366009A1 (en) * 1971-04-30 1973-01-16 Научно исследовательский институт асбестоцементной промышленности Rod Mill
SU1292659A3 (en) * 1980-08-18 1987-02-23 Сл-Туотанто-Ой (Фирма) Device for manufacturing metal pipe from sheet
JPH10166059A (en) * 1996-12-06 1998-06-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Plate bending method
JP2012017977A (en) * 2005-07-04 2012-01-26 Hoshizaki Electric Co Ltd Showcase

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3564278B2 (en) 1997-10-29 2004-09-08 三菱重工業株式会社 Press mold
TW449509B (en) * 1998-11-04 2001-08-11 Kawasaki Steel Co Bending rolls, and pipe formed thereby
JP2003154411A (en) * 2001-09-10 2003-05-27 Chuo Spring Co Ltd Press device and its press die
CN1738687A (en) * 2003-01-20 2006-02-22 新日本制铁株式会社 Metal foil tube and method and apparatus for production thereof
WO2012092909A1 (en) * 2011-01-07 2012-07-12 Technische Universität Dortmund Method for incrementally forming sheet metal structures, in particular for forming pipes or the like
DE102011009660B4 (en) * 2011-01-27 2013-05-29 Sms Meer Gmbh Apparatus and method for forming flat products in slotted tubes or pipe precursors
JP5614324B2 (en) * 2011-02-21 2014-10-29 Jfeスチール株式会社 Steel pipe manufacturing method
EP2529849B1 (en) * 2011-05-31 2021-03-10 SMS group GmbH Device and method for manufacturing slot pipes made of sheet panels
DE102011053676B4 (en) * 2011-09-16 2016-09-08 EISENBAU KRäMER GMBH Tube bending machine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU366009A1 (en) * 1971-04-30 1973-01-16 Научно исследовательский институт асбестоцементной промышленности Rod Mill
SU1292659A3 (en) * 1980-08-18 1987-02-23 Сл-Туотанто-Ой (Фирма) Device for manufacturing metal pipe from sheet
JPH10166059A (en) * 1996-12-06 1998-06-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Plate bending method
JP2012017977A (en) * 2005-07-04 2012-01-26 Hoshizaki Electric Co Ltd Showcase

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU212252U1 (en) * 2022-02-22 2022-07-12 Публичное акционерное общество "Тяжпрессмаш" A device for the precise formation of cylindrical parts of a metal product

Also Published As

Publication number Publication date
EP3006129A1 (en) 2016-04-13
CN105246609A (en) 2016-01-13
EP3006129A4 (en) 2016-06-22
JPWO2014192043A1 (en) 2017-02-23
WO2014192043A1 (en) 2014-12-04
EP3006129B1 (en) 2019-07-10
CN105246609B (en) 2017-03-15
RU2015155551A (en) 2017-07-06
JP5967302B2 (en) 2016-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2648813C2 (en) Method for press-molding steel pipe and method for producing steel pipe
RU2621747C1 (en) Method for producing welded steel pipe
CA2967914C (en) Method of producing steel pipe and press die used for same
RU2505370C1 (en) Method and device for manufacturing of pipes with butt weld made from metal sheets
KR101996155B1 (en) Method for manufacturing molded article, mold, and tubular molded article
KR101661837B1 (en) Method for manufacturing pipe with different diameter along longitudinal direction and die for forming
JP2013514185A (en) Method and apparatus for manufacturing half-shell parts
CN109789468B (en) Method and device for producing a component having a matched base region
RU2655511C2 (en) Method and device for forming steel by three-point press bending
CN110461488B (en) Press die and method for manufacturing steel pipe
US11267032B2 (en) Method for producing sheet metal components and device therefor
KR101712885B1 (en) Method of producing steel pipe
JP6672989B2 (en) Mold, method for producing U-shaped product, and method for producing tubular molded product
CN108076631B (en) Method for producing a slotted pipe from sheet metal
US20230071809A1 (en) Method for molding screw thread of metal pipe
JP4706521B2 (en) U press apparatus and U press method
KR102299272B1 (en) Apparatus and method for manufacturing reinforcement ring
WO2018066181A1 (en) Method of manufacturing molded material, and said molded material
RU2799579C1 (en) Steel pipe ovality prediction method, steel pipe ovality control method, steel pipe manufacturing method, steel pipe ovality prediction model generation, and steel pipe ovality prediction device
KR102425607B1 (en) Method of manufacturing steel pipe and press die
WO2022215459A1 (en) Roundness prediction method for steel pipe, roundness control method, manufacturing method, method for generating roundness prediction model, and roundness prediction device
JP2001113316A (en) Method and device for press forming tube
JP2009045631A (en) Method for bending pipe
JPS6092015A (en) Manufacture of steel tube by uoe system
JPH0994611A (en) Production of uoe steel tube