RU62548U1

RU62548U1 - STAMP TOOL FOR PRESS FORMATION OF LARGE DIAMETER PIPES

Info

Publication number: RU62548U1
Application number: RU2006135940/22U
Authority: RU
Inventors: Юрий Борисович Чечулин; Игорь Александрович Романцов; Леонид Хаимович Маломуд; Сергей Николаевич Филатов; Борис Яковлевич Соколинский
Original assignee: ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет-УПИ"; ОАО "Челябинский трубопрокатный завод"
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2007-04-27

Abstract

Полезная модель относится к области металлургического оборудования, в частности к конструкции штампового инструмента для прессовой штамповки прямошовных сварных труб большого диаметра на стадии окончательной формовки трубной заготовки. Технический результат заявленной полезной модели предусматривает повышение точности размеров трубы и снижение трудоемкости ее изготовления. Штамповый инструмент для прессовой формовки труб большого диаметра выполнен в виде двух симметрично установленных штамподержателей 1 и 2 и размещенного в контакте с ними по опорным поверхностям комплекта разъемных парных вкладышей 3 и 4, установленных с возможностью сопряжения с образованием внутренней формообразующей поверхности, при этом верхний вкладыш 3 снабжен трапецеидальной шпонкой 5, которая на крайних вкладышах на расстоянии 1,0-1,5 метра от концов выполнена симметрично сужающейся относительно вертикальной оси, при этом ширина шпонки на торцах составляет одну третью часть ее первоначальной ширины 1 н.п.ф., 2 ил.The utility model relates to the field of metallurgical equipment, in particular, to the design of a stamping tool for press stamping of longitudinal welded pipes of large diameter at the stage of final forming of a tube billet. The technical result of the claimed utility model provides for increasing the accuracy of pipe dimensions and reducing the complexity of its manufacture. The stamping tool for press forming large diameter pipes is made in the form of two symmetrically mounted die holders 1 and 2 and placed in contact with them on the supporting surfaces of a set of detachable paired liners 3 and 4, mounted with the possibility of pairing with the formation of the inner forming surface, while the upper liner 3 equipped with a keystone 5, which on the outer liners at a distance of 1.0-1.5 meters from the ends is made symmetrically tapering relative to the vertical axis, while the width onka at the ends makes up one third of its original width 1 npf, 2 silt.

Description

Полезная модель относится к области металлургического оборудования, в частности к конструкции штампового инструмента для прессовой штамповки прямошовных сварных труб большого диаметра на стадии окончательной формовки трубной заготовки.The utility model relates to the field of metallurgical equipment, in particular, to the design of a stamping tool for press stamping of longitudinal welded pipes of large diameter at the stage of final forming of a tube billet.

Известен штамповый инструмент для прессования труб большого диаметра, выполненный в виде двух симметрично установленных штамподержателей и размещенного в контакте с ними по опорным поверхностям комплекта разъемных сменных вкладышей, установленных с возможностью сопряжения с образованием внутренней формообразующей поверхности с осью, равноудаленной от опорных поверхностей, при этом на каждом из штамподержателей выполнены пазы, а на каждом из парных вкладышей - соответствующие им выступы, образующие опорные поверхности, при этом внутренняя поверхность штамподержателя и наружная поверхность вкладыша выполнены многогранной, каждый из вкладышей установлен с возможностью упругого перемещения в пределах зазора, не превышающего половины поля допуска на диаметр прессуемой трубы и образованного между многогранной наружной поверхностью вкладыша и соответствующей многогранной поверхностью штамподержателя (см. патент РФ на изобретение №2189881, 7 B 21 D 5/10 «Штамповый инструмент для прессования труб большого диаметра», опубликованный 27.09.2002 г.).Known stamping tool for pressing large diameter pipes, made in the form of two symmetrically mounted die holders and placed in contact with them on the supporting surfaces of a set of detachable replaceable liners installed with the possibility of pairing with the formation of the inner forming surface with an axis equidistant from the supporting surfaces, while grooves are made for each of the die holders, and on each of the pair of liners there are protrusions corresponding to them, forming supporting surfaces, while inside The inner surface of the die holder and the outer surface of the liner are multifaceted, each of the liners is installed with the possibility of elastic movement within the gap not exceeding half the tolerance on the diameter of the pressed pipe and formed between the multifaceted outer surface of the liner and the corresponding multifaceted surface of the liner (see RF patent for the invention No. 2189881, 7 B 21 D 5/10 “Punching tools for pressing large diameter pipes”, published on September 27, 2002).

Известный штамповый инструмент обладает высокой эксплуатационной стойкостью и позволяет получить равномерный зазор для последующего наложения сварочного шва, однако после прессования наблюдается отклонение стыка трубы от прямолинейности, что ухудшает условия автоматической сварки, так как требует корректировки положения сварочного аппарата.The well-known stamping tool has high operational stability and allows you to get a uniform gap for the subsequent application of the weld, however, after pressing, the pipe joint deviates from straightness, which worsens the conditions for automatic welding, as it requires adjusting the position of the welding machine.

Известен штамповый инструмент для прессования труб большого диаметра, выполненный в виде двух симметрично установленных штамподержателей и размещенного в контакте с ними по опорным поверхностям комплекта разъемных сменных вкладышей, установленных с возможностью сопряжения с образованием внутренней формообразующей поверхности (см. рекламный проспект фирмы SMS MEER «Machines and Plants for the Manufacture of Welded Large - Diameter Pipes», c.18). Известный инструмент позволяет получить высокое качество формуемых труб за счет применения высокоточного оборудования, обеспечивающего возможность дифференцированного регулирования давления, прилагаемого к штамподержателям. Known die tools for pressing large diameter pipes, made in the form of two symmetrically mounted die holders and placed in contact with them on the supporting surfaces of a set of detachable removable liners installed with the possibility of pairing with the formation of the inner forming surface (see SMS MEER brochure Machines and Plants for the Manufacture of Welded Large - Diameter Pipes ”, p. 18). A well-known tool allows to obtain high quality molded pipes through the use of high-precision equipment, providing the possibility of differential pressure control applied to the die holders.

Однако такое оборудование сложное в изготовлении и управлении, а также является дорогостоящим.However, such equipment is difficult to manufacture and operate, and is also expensive.

Наиболее близким по технической сущности является штамповый инструмент для прессовой формовки труб большого диаметра, выполненный в виде двух симметрично установленных штамподержателей и размещенного в контакте с ними по опорным поверхностям комплекта разъемных парных вкладышей, установленных с возможностью сопряжения с образованием внутренней формообразующей поверхности, при этом верхний вкладыш снабжен трапецеидальной шпонкой (см. Я.С.Финкелылтейн, «Штамповый инструмент для окончательной формовки трубной заготовки», Справочник по прокатному производству, Москва, «Металлургия», с.230, 350, 1975 г.).The closest in technical essence is a stamping tool for press forming large diameter pipes, made in the form of two symmetrically mounted die holders and placed in contact with them on the supporting surfaces of a set of detachable paired liners installed with the possibility of mating with the formation of the inner forming surface, while the upper liner equipped with a keystone (see Ya.S. Finkelyltein, “Stamping tools for the final molding of a tube billet”, Reference rolling production, Moscow, Metallurgy, p.230, 350, 1975).

Известный штамповый инструмент за счет использования трапецеидальной шпонки позволяет получить прямолинейный стык формованной трубы, однако после прессования труб больших диаметров и больших длин появляется неравномерность периметров трубы по ее длине, а именно на расстоянии 1,0-1,5 метра от концов периметр трубы меньше, чем в средней части, что вызывает неравномерность зазора под сварку и смещение одной кромки относительно другой по высоте.A well-known stamping tool through the use of a keystone allows you to get a rectilinear joint of the molded pipe, however, after pressing pipes of large diameters and long lengths, unevenness of the pipe perimeters appears along its length, namely, at a distance of 1.0-1.5 meters from the ends, the pipe perimeter is smaller, than in the middle part, which causes a non-uniformity of the gap for welding and the displacement of one edge relative to another in height.

Указанный недостаток вызван тем, что после предварительной формовки трубы в ней возникают остаточные напряжения, при этом в средней части трубы остаточные напряжения уравновешены и превышают остаточные напряжения на концах трубы, которые не уравновешены. При прессовании трубы из U-образной заготовки обжатие начинает происходить после касания шпонки продольными торцевыми кромками трубы. Вследствие того, что вкладыши по длине не жесткие, так как состоят из нескольких частей, то крайние вкладыши, испытывающие меньшее сопротивление деформации, производят опережающую деформацию концов трубы, которая продолжается и тогда, когда происходит деформация средней части трубы. В результате этого периметр трубы на расстоянии 1,0-1,5 метра от концов несколько меньше ее периметра в средней части, что вызывает на концах трубы увеличение зазора между кромками и их смещение.This drawback is caused by the fact that after preliminary forming of the pipe, residual stresses arise in it, while in the middle part of the pipe, the residual stresses are balanced and exceed the residual stresses at the ends of the pipe, which are not balanced. When pressing a pipe from a U-shaped workpiece, compression begins to occur after the tongue touches the longitudinal end edges of the pipe. Due to the fact that the liners are not rigid in length, since they consist of several parts, the extreme liners experiencing less resistance to deformation produce anticipatory deformation of the pipe ends, which continues even when the deformation of the middle part of the pipe occurs. As a result, the perimeter of the pipe at a distance of 1.0-1.5 meters from the ends is slightly smaller than its perimeter in the middle part, which causes an increase in the gap between the edges and their displacement at the ends of the pipe.

Учитывая жесткие требования к сварным швам, а именно смещение вертикальных осей наружного и внутреннего швов не более 5 мм, перекрытие швов не более 3 мм, неравномерность зазора отрицательно влияет на качество сварного шва, поэтому перед сваркой необходима дополнительная калибровка трубы.Given the stringent requirements for welds, namely, the displacement of the vertical axes of the outer and inner seams is not more than 5 mm, the overlap of the seams is not more than 3 mm, the unevenness of the gap adversely affects the quality of the weld, so an additional pipe calibration is necessary before welding.

Технический результат заявляемой полезной модели предусматривает повышение точности размеров трубы и снижение трудоемкости ее изготовления.The technical result of the claimed utility model provides for increasing the accuracy of pipe dimensions and reducing the complexity of its manufacture.

Указанный технический результат достигается тем, что в штамповом инструменте для прессовой формовки труб большого диаметра, выполненном в виде двух симметрично The specified technical result is achieved by the fact that in the stamping tool for press forming large diameter pipes, made in the form of two symmetrically

установленных штамподержателей и размещенного в контакте с ними по опорным поверхностям комплекта разъемных парных вкладышей, установленных с возможностью сопряжения с образованием внутренней формообразующей поверхности, при этом верхний вкладыш снабжен трапецеидальной шпонкой, согласно полезной модели, трапецеидальная шпонка на расстоянии 1,0-1,5 метра от ее концов выполнена симметрично сужающейся относительно вертикальной оси, при этом ширина шпонки на торцах составляет третью часть ее первоначальной ширины на остальной длине.installed stamp holders and placed in contact with them on the supporting surfaces of a set of detachable pair of liners installed with the possibility of pairing with the formation of the internal forming surface, while the upper liner is equipped with a keystone, according to a utility model, a keystone at a distance of 1.0-1.5 meters from its ends is made symmetrically tapering relative to the vertical axis, while the width of the dowels at the ends is one third of its original width on the rest of the length.

Выполнение трапецеидальной шпонки на крайних вкладышах, симметрично сужающейся относительно вертикальной оси в направлении к ее концам, дает возможность, при опережающем перемещением крайних вкладышей навстречу друг другу, продольным кромкам трубы на конечном участке шпонки свободно сближаться, не упираясь в шпонку, что позволяет на крайних участках не производить обжатие до тех пор, пока не коснутся шпонки кромки по всей длине трубы.The execution of the trapezoidal key on the end inserts, symmetrically tapering relative to the vertical axis in the direction of its ends, makes it possible, with advance movement of the extreme inserts towards each other, to the longitudinal edges of the pipe at the end of the key, to freely approach without abutting the key, which allows for extreme sections Do not crimp until the edge keys touch the entire length of the pipe.

Выполнение трапецеидальной шпонки с шириной на ее торце, равной третьей части первоначальной ширины, позволяет на расстоянии 1,0-1,5 метра от ее концов получить необходимый уклон для обеспечения одновременного касания трапецеидальной шпонки кромками по всей длине трубы, что повышает точность изготовления трубы, а именно, обеспечивает одинаковый размер по периметру как с концов, так и в середине трубы.The execution of the keystone with a width at its end equal to the third part of the original width allows you to get the necessary slope at a distance of 1.0-1.5 meters from its ends to ensure that the keystone is touched by edges along the entire length of the pipe, which increases the accuracy of the pipe, namely, it provides the same size around the perimeter both from the ends and in the middle of the pipe.

Выполнение уклона на длине более 1,5 метра нецелесообразно, так как разность периметров при прессовании трубы появляется на длине до 1,5 метра от ее торцов.Performing a slope over a length of more than 1.5 meters is impractical, since the perimeter difference when pressing a pipe appears at a length of up to 1.5 meters from its ends.

Выполнение уклона на длине менее 1,0 метра не позволяет достичь одинакового размера трубы по всей ее длине.Performing a slope at a length of less than 1.0 meters does not allow to achieve the same pipe size along its entire length.

Выполнение трапецеидальной шпонки с шириной на ее торце, составляющей менее третьей части первоначальной ширины, не позволяет произвести обжатие трубы на участке 1,0-1,5, а следовательно, достичь металлом предела текучести. Выполнение трапецеидальной шпонки с шириной на ее торце, более третьей части ее первоначальной ширины не позволяет получить необходимый уклон для замедления касания шпонки продольными кромками трубы на ее конце, а следовательно, достичь указанного технического результата.Performing a keystone with a width at its end that is less than a third of the original width does not allow the pipe to be crimped in a section of 1.0-1.5, and therefore, to reach the yield point with the metal. The implementation of the keystone with a width at its end face, more than a third of its original width, does not allow to obtain the necessary slope to slow the touch of the tongue with the longitudinal edges of the pipe at its end, and therefore to achieve the specified technical result.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков полезной модели, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели условию патентоспособности «новизна».No technical solutions matching the totality of essential features of the utility model have been identified, which allows us to conclude that the utility model meets the patentability condition of “novelty”.

Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного выполнения полезной модели.The patentability condition "industrial applicability" is confirmed by the example of a specific implementation of the utility model.

На фиг.1 изображен общий вид штампового инструмента для прессовой формовки труб большого диаметра.Figure 1 shows a General view of a stamping tool for press forming pipes of large diameter.

На фиг.2 изображен вид по А фиг.1.In Fig.2 shows a view of A of Fig.1.

Штамповый инструмент для прессовой формовки труб большого диаметра выполнен в виде двух симметрично установленных штамподержателей 1 и 2 и размещенного в контакте с ними по опорным поверхностям комплекта разъемных парных вкладышей 3 и 4, установленных с возможностью сопряжения с образованием внутренней формообразующей поверхности, при этом верхний вкладыш 3 снабжен трапецеидальной шпонкой 5, которая на крайних вкладышах на расстоянии 1-1,5 метра от ее концов выполнена сужающейся, при этом на торцах ее ширина составляет одну третью часть первоначальной ширины.The stamping tool for press forming large diameter pipes is made in the form of two symmetrically mounted die holders 1 and 2 and placed in contact with them on the supporting surfaces of a set of detachable paired liners 3 and 4, mounted with the possibility of pairing with the formation of the inner forming surface, while the upper liner 3 equipped with a keystone 5, which on the outer liners at a distance of 1-1.5 meters from its ends is made tapering, while at the ends its width is one third of original width.

Штамповый инструмент работает следующим образом.The stamping tool works as follows.

Под действием давления пресса (на чертеже не показан) верхний штамподержатель 1 вместе с вкладышем 3 начинает перемещаться в направлении к нижнему штамподержателю 2 с вкладышем 4. В связи с тем, что на концах трубы крайние вкладыши, испытывают меньшее сопротивление деформации, процесс обжатия с концов трубы начинается с незначительным опережением, чем по всей ее длине. Так как трапецеидальная шпонка 5 выполнена с уклоном 6, то кромки трубы на участке длиною 1-1,5 метра перемещаются свободно, не касаясь трапецеидальной шпонки 5. По мере сближения кромок происходит последовательное касание кромками трубы уклонов 6 трапецеидальной шпонки 5 по направлению от концов трубы. В первую очередь произойдет касание кромками трубы уклонов 6 трапецеидальной шпонки 5 на концах трубы, где наименее уравновешенные остаточные напряжения, оказывающие минимальное сопротивление усилию деформации при прессовании трубы. Вместе с касанием кромками трубы на всей длине уклона 6 произойдет касание кромками трапецеидальной шпонки 5 на всей длине трубы. Затем происходит окончательное прессование трубы.Under the pressure of the press (not shown), the upper die holder 1 together with the liner 3 begins to move towards the lower die holder 2 with the liner 4. Due to the fact that the extreme liners at the ends of the pipe experience less deformation resistance, the crimping process from the ends the pipe begins with a slight lead than along its entire length. Since the keystone 5 is made with a slope of 6, the pipe edges in the length of 1-1.5 meters move freely without touching the keystone 5. As the edges come closer, the edges of the pipe sequentially touch the slopes 6 of the keystone 5 in the direction from the ends of the pipe . First of all, the edges of the pipe will touch the slopes 6 of the keystone 5 at the ends of the pipe, where the least balanced residual stresses provide minimal resistance to the deformation force when pressing the pipe. Together with touching the edges of the pipe along the entire length of the slope 6, the edges of the keystone 5 will touch the entire length of the pipe. Then the final pressing of the pipe takes place.

Claims

A stamping tool for the press forming of large diameter pipes, made in the form of two symmetrically mounted die holders and placed in contact with them on the supporting surfaces of a set of detachable paired liners installed with the possibility of mating with the formation of the inner forming surface, while the upper liner is provided with a keystone, characterized in that the trapezoidal key at a distance of 1.0-1.5 m from the ends is made symmetrically tapering relative to the vertical axis, while The keys on the ends make up one third of its original width.