Способ получения изделий типа стакан из немерных концов труб

Изобретение относится к области металлургии, а точнее к методам утилизации немерных концов труб, предпочтительно из нержавеющей стали. Способ включает разделку исходной трубы на мерные и немерные отрезки. При этом немерные отрезки дополнительно нарезают на заготовки определенной длины. Полученные заготовки подвергают плющению с получением сдвоенной заготовки плоского профиля квадратного в плане. Затем получают изделие типа стакана из сдвоенной заготовки или из отдельной заготовки, полученной путем разделения сдвоенной заготовки. Обеспечивается утилизация отходов в виде немерных отрезков труб. 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, а точнее к методам изготовления изделий типа стакан с одновременной утилизацией немерных концов труб, предпочтительно из нержавеющей стали.

Нержавеющая сталь часто применяется для изготовления элементов трубопроводных систем. Известный способ производства труб из нержавеющей стали [1] включает выплавку стали, ее разливку в слитки, деформацию слитков в трубные заготовки, горячее прессование, последующую термообработку. Стоимость нержавеющей стали гораздо выше стоимости обычной стали, поэтому изделия из нее применяются в специальных отраслях промышленности, например в термоядерной и водородной энергетике, что отмечается в описании к патенту [2].

Некоторая часть объема производимых труб из нержавеющей стали применяется для изготовления деталей интерьера, чему способствует высокая коррозионная стойкость стали и блестящая поверхность, достигаемая после шлифовки и полировки.

Во всех случаях применения труб для изготовления элементов трубопроводных систем и элементов дизайна приходится приобретать в качестве заготовки трубу большей длины (с положительным допуском). Нельзя применять заготовки с отрицательным допуском, поскольку есть вероятность, что на всю конструкцию длины труб или трубы не хватит. В результате, после монтажа остаются немерные отрезки труб, которые необходимо утилизировать.

Существуют способы утилизации труб, например способ, описанный в патенте [3]. Способ предполагает холодную прокатку трубы, при этом в качестве заготовки используют трубу, бывшую в эксплуатации, подвергают ее термообработке, осветлению и правке, после чего подвергают ее холодной прокатке с общей деформацией металла в очаге деформации не менее 30%.

Недостатком способа является то, что он рассчитан на утилизацию бывшей в употреблении трубы, а не короткого немерного отрезка.

Существующие методы холодной прокатки труб направлены на деформацию длинных, а не коротких заготовок. Передняя и задняя часть трубы при способе холодной прокатки портится захватами прокатного стана и удаляется в обрезь.

Обрезь большей частью используется в качестве металлолома и может быть переплавлена и превращена снова в прокат [4]. Недостатком такой технологической схемы является большой расход энергии на превращение отходов производства в товарный продукт. Действительно, как это показано в описании к последнему патенту, металл необходимо нагреть до высокой температуры, расплавить, охладить, а затем деформировать с использованием таких энергоемких машин, как прокатные станы или прессы.

Вместе с тем в промышленности существует потребность в изготовлении из нержавеющей стали изделий типа форм, тиглей, сосудов для обработки реагентов при высоких температурах и/или в коррозионных средах, такая потребность описана, например, в патенте [5]. Эти изделия имеют форму стаканов с днищем. Целесообразно изготавливать такие изделия непосредственно из отходов в виде немерных отрезков труб, остающихся после монтажа трубопроводов или элементов дизайна.

Известен способ по патенту US №2011247794 [6]. Способ обработки труб по патенту включает разделку исходной трубы на мерные и немерные отрезки, плющение отрезков с получением плоского профиля. Мерные отрезки труб плющат с целью создания плоского профиля, имеющего полость между стенками трубы для пропускания теплоносящего агента. Недостатком является применение для дальнейшего использования именно мерных концов труб, немерные остатки при этом остаются не использованными. Их утилизация может быть проведена с применением описанных выше методов: нагрева, переплава, литья, деформации. Все эти процессы являются энергоемкими. Поэтому в указанном способе задача утилизации отходов в виде немерных отрезков труб оказалась не решена.

Предлагаемое изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в снижении энергоемкости, что достигается устранением операции переплава.

Предлагаемый способ обработки труб включает нарезание немерных отрезков на заготовки длиной L=πDв/2, где Dв - внутренний диаметр трубы, их плющение с получением квадратной в плане сдвоенной заготовки плоского профиля и листовую штамповку изделия типа стакан.

Сущность предложения заключается в том, чтобы придать немерной обрези форму равносторонней фигуры типа квадрата. Такая заготовка может быть использована для получения круглого профиля при минимальной обрези. Если сплющивать трубу до получения плоской фигуры, то квадратное в плане сечение достигается при равенстве длины немерного отрезка ширине В, которая, в свою очередь, определяется как половина длины окружности трубы, т.е. В=πDв/2. Для получения квадратной в плане заготовки придется отрезать часть трубы длиной L=πDв/2. Полученную после сплющивания сдвоенную заготовку подвергают листовой штамповке с получением изделия типа стакан. Здесь могут быть применены различные приемы.

Листовую штамповку изделия типа стакан осуществляют из сдвоенной заготовки либо из каждой отдельной заготовки, полученной путем разделения сдвоенной заготовки на две одиночные заготовки.

Используют трубу из нержавеющей стали, а листовую штамповку выполняют методом глубокой вытяжки или ротационной вытяжки.

Удаление некруглых кромок листовой заготовки может быть осуществлено на стадии подготовки заготовки к листовой штамповке или после получения изделия типа стакана. Для осуществления этого приема может быть применена операция листовой штамповки, такая как вырубка, или токарная операция - проточка со съемом выступающих кромок квадратной заготовки, до превращения ее в круглую заготовку.

На фиг. 1 изображена схема разделения трубы на мерную и немерную длины. На фиг. 2 представлена схема вырезки из трубы немерной длины заготовки для изготовления стакана. На фиг. 3 представлен продольный разрез заготовки для изготовления стакана с характерными размерами. На фиг. 4 изображена схема сплющивания отрезка трубной заготовки. На фиг. 5 отображен конечный момент операции сплющивания, а на фиг. 6 отображен вид заготовки в плане. На фиг. 7 представлена схема разделения сдвоенной заготовки с применением операции вырубки. На фиг. 8 отображена схема исходного расположения инструментов при листовой штамповке методом глубокой вытяжки, а на фиг. 9 - промежуточной положение инструментов в этой же операции. На фиг. 10 представлен внешний вид стакана, полученного из немерной части трубной заготовки.

Способ осуществляется следующим образом.

Исходную трубу, предпочтительно из нержавеющей стали, разделывают на мерные и немерные отрезки. На фиг. 1 показано, что длины трубы хватило на мерный отрезок 1 длиной Lм и немерный отрезок длиной Lн. Мерный отрезок используется по назначению: для изготовления трубопровода, элемента дизайна и т.д. От немерного отрезка 2 (фиг. 2) отрезают заготовку 3 длиной L=πDв/2, где Dв - внутренний диаметр трубы. Полученную заготовку (фиг. 3). подвергают плющению бойками 4 и 5 (фиг. 4) с получением сдвоенной заготовки 6 плоского профиля (фиг. 5). Заготовка получается формой, приближенной к квадратной в плане (фиг. 6). Это достигается тем, что длина заготовки на предварительном этапе была выбрана соответствующей величины.

В качестве примера покажем соответствие размеров при разделке трубы диаметром Dв=32 мм. По предлагаемой формуле получим L=π*32/2=50 мм. Таким образом, применение отрезка трубы длиной 50 мм и диаметром 32 мм позволяет получить листовую заготовку, в плане имеющую форму квадрата со стороной 50 мм. Квадрат как равносторонняя фигура позволяет получить круглую в плане заготовку с наименьшими потерями металла в обрезь. Дополнительно можно уменьшить количество обрези, применяя приемы и используя форму заготовки, описанные в патенте [7].

На фиг. 7 показано, что сдвоенную листовую заготовку разделяют на две одиночные заготовки, используя вырубной штамп 7 с приложением усилия в направлении, указанном белыми стрелками. Каждую по отдельности одиночные заготовки подвергают листовой штамповке, например глубокой вытяжке, с получением изделия типа стакана. На рис. 8 показано, что на одиночную заготовку 8 воздействуют пуансоном 9, продавливая ее в матрицу штампа для листовой штамповки 10 в направлении белой стрелки.

В зависимости от технологии штамповка может осуществляться с прижимом или без прижима, что описано в различных источниках информации, например в источниках [8, 9]. На фиг. 9 показано, что плоская листовая заготовка 8 превращается в объемную заготовку 11, которой дальнейшим воздействием можно придать форму стакана 12 (фиг. 10).

Здесь в качестве примера показан вариант применения в качестве формообразующей операции глубокой вытяжки, которая может быть заменена на операцию ротационной вытяжки, которая подробно описана в технической литературе, например в книге [10]. Дальнейшие операции, например, обрезка кромок, хорошо известны из технической литературы, поэтому здесь не описаны. Листовую штамповку можно осуществлять с применением не одиночной заготовки, а сдвоенной заготовки. В этом случае будет получено изделие типа стакана с двойной стенкой.

Приведенные примеры осуществления способа показывают, что с их применением возможно достижение технического результата, заключающегося в снижении энергоемкости, что достигается устранением операции переплава.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент РФ №2276695. Нержавеющая сталь для производства труб и способ производства труб из нержавеющей стали / Пумпянский Д.А., Марченко Л.Г., Столяров В.И. и др. МПК С22С 38/40, C21D 7/04, C21D 8/10. Заявка 2004133365/02 от 16.11.2004. Заявитель ЗАО "Трубная Металлургическая Компания. Опубл. 20.05.2006.

2. Патент РФ №2273679. Нержавеющая сталь для трубопроводов и трубных систем термоядерной и водородной энергетики / Капустин А.И., Баранов А.В., Володин С.И. и др. МПК С22С 38/52. Заявка 2004125315/02 от 18.08.2004. Заявитель ФГУП "ЦНИИ КМ "ПРОМЕТЕЙ". Опубл. 10.04.2006.

3. Патент РФ №2292970. Способ утилизации труб из титановых сплавов и коррозионно-стойких сталей / Сериков С.В., Сериков С.С., Сериков А.С. МПК В21В 21/00. Заявка: 2004121473/02 от 14.07.2004. Заявитель ООО «Специальные Стали и Сплавы». Опубл. 10.02.2007.

4. Патент РФ №2106930. Комплекс для получения металлопродукции / Буркин С.П.; Миронов Г.В.; Коршунов Е.А.; Логинов Ю.Н. МПК B22D 11/14, В21В 1/46. Заявка №96106819/02 от 08.04.1996. Заявитель АО НПВФ "Белый соболь". Опубл. 20.03.1998.

5. Патент РФ №2379180. Нержавеющая мартенситная сталь для форм и каркасов форм для литья под давлением / Бегино Жан, Бушо Фредерик, Писселуп Жан. МПК В29С 33/38, В29С 45/26, С22С 38/60, С22С 38/58, С22С 38/50. Заявка 2007105105/02 от 06.07.2005. Заявитель ЭНДЮСТЕЛЬ КРЕЗО. Опубл. 20.01.2010.

6. Патент US №2011247794. Flattened tubes for use in heat exchangers and other systems, and associated methods of manufacture and use / Arment Bradley; Arndt Barton; Nixon Forrest etc. МПК B23P15/26; F28F 1/10. Заявка US №201113077621 от 2011.03.31.

7. Патент РФ на полезную модель №137333. Листовая заготовка для штамповки изделий типа дисков / Каменецкий Б.И., Логинов Ю.Н., Соколов А.Л. Заявка №2012148661 от 15.11.2012. Опубл. 27.04.2013. Бюл. №12.

8. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. М.: Машиностроение. Л.: 1971. 783 с.

9. Логинов Ю.Н., Каменецкий Б.И., Студенок Г.И. Моделирование деформированного состояния круглой пластины при вытяжке. Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2006. №3. С. 26-28.

10. Юдин Л.Г, Яковлев С.П. Ротационная вытяжка цилиндрических оболочек. М.: Машиностроение, 1984. 128 с.

1. Способ получения изделий типа стакан из немерных концов труб, включающий нарезание немерных отрезков на заготовки длиной L=πDв/2, где Dв - внутренний диаметр трубы, их плющение с получением квадратной в плане сдвоенной заготовки плоского профиля и листовую штамповку изделия типа стакан.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что листовую штамповку изделия типа стакан осуществляют из сдвоенной заготовки.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что листовую штамповку изделия типа стакан осуществляют из каждой отдельной заготовки, полученной путем разделения сдвоенной заготовки на две одиночные заготовки.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют трубу из нержавеющей стали, а листовую штамповку выполняют методом глубокой вытяжки или ротационной вытяжки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к изготовлению штамповкой сложных крупногабаритных деталей. Перед штамповкой заготовку сваривают по трем линиям из листов одной марки материала и различных толщин.

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. По первому варианту, способ изготовления системы транспортного средства для управления ударом при столкновении с препятствием включает следующие операции: формирование первой оболочки из заготовки тонколистового металла при помощи процесса горячей штамповки; формирование закрывающего элемента из второй заготовки тонколистового металла; жесткое закрепление закрывающего элемента рядом с открытой поверхностью первой оболочки.

Изобретение относится к многооперационной вытяжке осесимметричной детали из листовой заготовки на прессах простого действия или многопозиционном прессе-автомате.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к способам изготовления полых изделий из листового металла, и может быть использовано в различных отраслях металлообрабатывающей промышленности.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к многооперационной вытяжке коробчатой детали из листовой заготовки. Последовательно и пооперационно в штампах выполняют вытяжку полуфабриката.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к штамповке коробки на прессе простого действия. Предварительно изготавливают листовую заготовку с пробитыми отверстиями, расположенными в местах, соответствующих опасным сечениям в процессе вытяжки и расположенных напротив закруглений минимального радиуса кривизны стенки коробки в плане, форму и размеры которых определяют предварительно.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам производства труб осесимметричных штамповок диаметром до 200 мм из высокопрочных алюминиевых сплавов Al-Zn-Mg-Cu, легированных скандием и цирконием.

Изобретение относится к оружейным стволам, а именно к изготовлению заготовок стволов для последующего редуцирования. Способ включает выполнение надрезов по наружной поверхности прутка проката и прошивку заготовки с одновременной вытяжкой.

Изобретение относится к листовой штамповке и может быть использовано для вытяжки коробок с разнообразной в плане конфигурацией. Процесс вытяжки основного участка по высоте стенки коробки из краевой части заготовки совмещают с процессом незавершенной отбортовки дополнительного участка по высоте стенки коробки из центральной части заготовки, прилегающей к предварительно пробитому отверстию, в итоге, предельная высота коробки до разрушения заготовки увеличивается по сравнению с вытяжкой коробки без добавления процесса незавершенной отбортовки.

Изобретение относится к области автомобильной промышленности листоштамповочного производства для изготовления коробчатых деталей в плане квадратных небольшой высоты с отверстием в донной части.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к листовой штамповке в одной матрице многослойного декоративного корпуса изделия из листовых заготовок по числу слоев декоративного корпуса. Вначале штампуют заготовку внутреннего слоя изделия, далее последовательно штампуют остальные листовые заготовки слоев декоративного корпуса до полного формирования многослойного декоративного корпуса. При этом на листовую заготовку последующего слоя воздействуют пуансоном с присоединенными к нему всеми предыдущими деформированными листовыми заготовками. После обработки штамповкой всех листовых заготовок слоев декоративного корпуса обрезают кромку полученной многослойной. Снижается трудоемкость и повышается качество изделия. 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении сложных крупногабаритных цельноштампованных деталей. Перед штамповкой заготовку из трех листов различных номинальных толщин и марок сваривают по вертикальным, горизонтальным или наклонным к горизонтали двум прямым или кривым линиям. При этом прочностные характеристики первого листа, из которого штампуют наиболее напряженный участок детали, больше прочностных характеристик второго и третьего листов, из которого штампуют менее напряженные участки детали. Расположение линий сварки должны соответствовать расчетным и экспериментально полученным требованиям по прочности, жесткости и возможности вытяжки на заданную глубину без разрушения трех участков поверхности детали, которые штампуют из этих трех сваренных листов. Повышается качество деталей, изготовленных из сварных заготовок. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к области машиностроения. Для повышения прочности и коррозионной стойкости способ изготовления конструктивного элемента из стали, поддающейся преобразованию при горячем формовании, включает нагрев вырезанной из стального листового проката пластины до температуры аустенитизации, формование с обеспечением после формования по меньшей мере частично мартенситной структуры, при этом осуществляют ускоренное охлаждение листа или пластины после нагрева до температуры аустенитизации с получением кондиционированной пластины с по меньшей мере частично мартенситной структурой, затем проводят повторный нагрев до температуры ниже Ас1-температуры преобразования и формование при этой температуре. 16 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к листовой штамповке, а в частности к исследованию механических свойств листовых материалов для оценки их штампуемости, а также для использования в CAD/CAE-системах при компьютерном моделировании и проектировании формоизменяющих операций листовой штамповки. Из испытуемого листового материала отрезают круглую, прямоугольную, квадратную или иной формы заготовку с габаритными размерами, превышающими габаритные размеры размещенного на прижиме рифта в плане, перед формовкой заготовки в устройстве с пуансоном, матрицей и прижимом на испытательной машине или прессе. На одну или обе поверхности заготовки наклеивают антифрикционную пленку с отверстием или без него, с наружными размерами как внутри, так и за пределами рифта. При этом жесткий зажим рифтом выполняют по краю заготовки вместе с одной или обеими антифрикционными пленками. Снижается трудоемкость и сокращается брак. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к соединительным элементам трубопроводов и может быть использовано на трубопроводах. Фланец выполнен из тонколистового проката и содержит центральное отверстие, плоскую поверхность для размещения уплотнителя, крепежные отверстия, наружный загиб в виде борта, являющегося ребром жесткости. Тонколистовой прокат разрубают на заготовки, из заготовки вырубают круг, формируют проходное отверстие, вытягивают центральную часть для получения плоской поверхности, формируют наружный загиб в виде борта, формируют проходное отверстие, пробивают крепежные отверстия. Повышается жесткость фланца. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к штамповочному производству для изготовления сложных крупногабаритных цельноштампованных деталей с напряженными участками. Получают сварную заготовку из листов, осуществляют зачистку сварного шва, вырубку, гибку, вытяжку, обрезку, правку, пробивку и отбортовку. При этом используют листы одной номинальной толщины и различных, по меньшей мере для двух листов, марок материала, соответствующих наименее и наиболее напряженным участкам детали. Листы сваривают по трем линиям, из которых по одной, двум или трем прямым линиям, при этом наиболее напряженному участку соответствует лист, прочность, пластичность, сопротивление усталости и ударным нагрузкам которого превышает указанные параметры листов, соответствующих менее напряженным участкам детали. Повышается прочность и жесткость отдельных участков детали. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для штамповки крупногабаритных деталей сложной формы. В штампе, содержащем пуансон, матрицу с перетяжными ребрами и прижим с выемками под перетяжные ребра, перетяжные ребра, расположены по периметру относительно проема пуансона для создания радиальных растягивающих напряжений. Имеются также дополнительные перетяжные ребра для создания тангенциальных растягивающих напряжений. Причем отрезки дополнительных ребер, обращенные в сторону проема матрицы, сопрягаются с ребрами, расположенными по периметру относительно проема пуансона, радиусами, равными (3,0-3,5) от толщины исходной заготовки. Повышается точность вытянутой детали и надежность штамповки. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к области обработки металлов давлением, которые могут быть использованы для вытяжки полых цилиндрических изделий из тонколистовых заготовок на станках токарной группы. Тонколистовую заготовку фиксируют на торце профильной цилиндрической оправки пятой прижимного устройства. Осуществляют давильную обработку тонколистовой заготовки на профильной цилиндрической оправке за несколько технологических переходов вытяжки, на каждом из которых осуществляют обкатку тонколистовой заготовки вокруг профильной оправки посредством совершающей аксиальные пульсирующие возвратно-поступательные движения давильной головки на заданную глубину, разглаживание образовавшихся на круговом участке основания вытянутой заготовки гофр торцом давильной головки, совершающей аксиальные пульсирующие возвратно-поступательные движения в направлении к периферии основания заготовки и обратно. При этом давильную обработку тонколистовой заготовки на каждом технологическом переходе осуществляют на плоской матрице. Глубину вытяжки задают посредством аксиального смещения цилиндрической оправки через отверстие плоской матрицы и синхроным с ней смещением пяты прижимного устройства. При этом обкатку тонколистовой заготовки давильной головкой вокруг профильной оправки осуществляют с поворотом тонколистовой заготовки вместе с профильной оправкой и плоской матрицей, а разглаживание гофр осуществляют на плоскости матрицы. Способ осуществляют с помощью вытяжного станка. Расширяются технологические возможности вытяжки полых цилиндрических изделий из тонколистовых заготовок на станках токарной группы при мелкосерийном и единичном производствах. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх