Прогрессивные технологии для "Умного производства"

Детали сложной конфигурации, полученные методом гидроформовки, находят все большее применение в современных конструкциях

Привлекательность технологии
В последние годы как за рубежом, так и в нашей стране в конструкции изделий все чаще применяют полые детали сложной конфигурации, изготовленные из трубчатых заготовок методом гидравлической формовки (гидроформовки). К преимуществам этой технологии можно отнести:
* снижение трудоемкости изготовления сложных полых деталей в несколько раз в зависимости от сложности детали, а также их стоимости на 50-70% за счет сокращения или полного отказа от целого ряда работ;
* сокращение производственных циклов;
* более высокая прочность готовых изделий благодаря утолщению стенок за счет осадки исходного материала и сохранения непрерывности волокнистой структуры металла;
* полная герметичность деталей, предназначенных для работы под давлением в газо- и нефтепроводах;
* получение более легких и прочных полых деталей сложной геометрии с массой на 30% меньше массы аналогичных по назначению деталей, изготовленных традиционными способами (например, с применением горячей штамповки);
* получение деталей в полном соответствии с требуемой геометрией, с высокой точностью.
К достоинствам этой технологии применительно к производству деталей для газо- и нефтепроводов можно отнести и тот факт, что детали проходят испытание высоким давлением непосредственно в процессе изготовления гидроформовкой, что в определенной степени заменяет операции контроля качества продукции.

Кратко о технологии
Сущность процесса гидроформовки состоит в холодном объемном пластическом деформировании полых трубных заготовок, помещенных в рабочую полость штампа, под воздействием рабочей жидкости, которая подается во внутреннюю полость трубы под высоким давлением. Иначе говоря, рабочая жидкость является формообразующим инструментом. В качестве рабочей жидкости обычно используется масло для гидравлических систем Mobil DTE 25 (ISO-46), его заменитель – масло Индустриальное-40 или аналогичное ему по техническим характеристикам.

Общий вид штампа для гидроформовки детали «Тройник» приведен на рисунке. Отрезанную трубчатую заготовку мерной длины помещают в нижнюю полуматрицу 7. После смыкания полуматриц 6 и 7 и удержания их с помощью главного гидроцилиндра в штампе образуется полость, повторяющая наружную поверхность тройника. К торцам трубной заготовки подводятся осевые пуансоны 2 и 3, герметизирующие ее внутреннюю полость и приводимые в действие боковыми гидроцилиндрами. Рабочая жидкость подается внутрь трубы-заготовки через центральное отверстие в пуансоне 3. Воздух из верхней части трубы откачивается через Г-образный мундштук 12, установленный в центральное отверстие пуансона 2. Осевые пуансоны 2 и 3 перемещаются навстречу друг другу, начиная процесс осадки заготовки. Одновременно внутрь заготовки через канал в пуансоне 3 подается под высоким давлением от мультипликатора дополнительное количество жидкости, и давление внутри заготовки достигает рабочей величины. В результате высокого давления внутри полой трубной заготовки и силы осевой осадки, создаваемой боковыми пуансонами, материал заготовки переходит в пластичное состояние. Вначале стенка трубы прогибается в отвод осевой полости сомкнутых полуматриц, затем происходит пластическое истечение материала заготовки с образованием отвода тройника заданной высоты.
Материалом трубных заготовок для гидравлической формовки могут быть различные металлы и сплавы, обладающие достаточной пластичностью. Используют горячекатаные и холоднотянутые трубы, трубы из коррозионно-стойких и жаропрочных легированных, а также углеродистых марок стали. Из цветных металлов применяют медь, латунь, алюминий и др. Кроме бесшовных труб также используют и сварные трубы. К тому же гидравлическая формовка позволяет изготовлять детали из биметаллических труб или получать биметаллические детали из составных труб.
Гидравлическую формовку осуществляют на специальных многоцилиндровых гидравлических прессах, оснащенных мультипликаторами для создания в полости заготовки высокого давления с помощью автономной насосной станции. Технологические процессы гидроформовки автоматизированы благодаря оснащению прессов контроллерным управляющим устройством. Работа на прессах не требует высокой квалификации оператора, они удобны в эксплуатации и легки в обслуживании, долговечны.
Оборудование для гидроформовки производится на заводах США, Европы, Японии, а также тайванской компанией WETORY. Стоит отметить, что продукцию последней, WETORY, отличает также и хорошее сочетание цена-качество. Фирма серийно выпускает гидравлические прессы тройного действия серии IST, предназначенные для изготовления сложных полых деталей из трубных заготовок, в том числе и тройников, диаметром до 12 дюймов.

Опыт применения
Прессы гидравлической формовки WETORY уже работают на отечественных предприятиях. Среди них – ЗАО «Лискимонтажконструкция» (г. Лиски Воронежской обл.). Поставила, смонтировала и ввела в промышленную эксплуатацию гидравлический пресс тройного действия IST-1200/800 совместно со специалистами предприятия инженерно-консалтинговая компания Солвер. Сотрудничество с Солвер позволило предприятию перейти на новую технологию изготовления заготовок тройников существенно быстрее, сократив время пуско-наладочных работ и технологической настройки оборудования с обычных четырех месяцев до одного. Стоит отметить, что пресс был укомплектован инструментальной оснасткой и подробной технологической документацией, переведенной на русский язык.

Сегодня на прессе изготавливаются заготовки тройников (Т-образных фитингов) по ГОСТ 17376-2001 и DIN. Это тройники диаметром от 45 до 219 мм (1,5?-8?) из стали 20, низколегированных сталей 09Г2С, 10Г2 и других с толщиной стенки от 3 до 12 мм и из нержавеющей стали с толщиной стенки от 3 до 8 мм. Пресс эксплуатируется на предприятии около полугода, и его использование позволило отказаться от ранее применявшегося технологического процесса изготовления тройников с помощью горячей штамповки и последующей доработки. Переход на новую технологию обеспечил существенный экономический эффект за счет:
* повышения производительности изготовления тройников в 1,5-2 раза;
* сокращения трудоемкости их изготовления;
* сокращения затрат на электроэнергию и топливо;
* снижения затрат на приобретение труб благодаря уменьшению металлоемкости готовых изделий на 30%;
* отказа от операции калибровки горловин тройников перед механической обработкой;
* повышения качества тройников.

Надеемся, что прогрессивная технология изготовления полых деталей сложной формы методом гидравлической формовки найдет широкое применение на российских предприятиях.



Версия для печати
Авторы: Игорь Брыкин, Николай Белоконев, Игорь Замятин
Разместить ссылку на: 


Добавить комментарий

Автор: *
Тема: *
Код c
картинки: *

Коментарий: