Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка и исследование технологии горячей штамповки воротниковых фланцев на гидравлическом прессе двойного действия Николаев Виталий Вячеславович

Разработка и исследование технологии горячей штамповки воротниковых фланцев на гидравлическом прессе двойного действия
<
Разработка и исследование технологии горячей штамповки воротниковых фланцев на гидравлическом прессе двойного действия Разработка и исследование технологии горячей штамповки воротниковых фланцев на гидравлическом прессе двойного действия Разработка и исследование технологии горячей штамповки воротниковых фланцев на гидравлическом прессе двойного действия Разработка и исследование технологии горячей штамповки воротниковых фланцев на гидравлическом прессе двойного действия Разработка и исследование технологии горячей штамповки воротниковых фланцев на гидравлическом прессе двойного действия Разработка и исследование технологии горячей штамповки воротниковых фланцев на гидравлическом прессе двойного действия Разработка и исследование технологии горячей штамповки воротниковых фланцев на гидравлическом прессе двойного действия Разработка и исследование технологии горячей штамповки воротниковых фланцев на гидравлическом прессе двойного действия Разработка и исследование технологии горячей штамповки воротниковых фланцев на гидравлическом прессе двойного действия
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Николаев Виталий Вячеславович. Разработка и исследование технологии горячей штамповки воротниковых фланцев на гидравлическом прессе двойного действия : Дис. ... канд. техн. наук : 05.03.05 Москва, 2005 138 с. РГБ ОД, 61:05-5/4252

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Анализ промышленных и литературных данных по изготовлению воротниковых фланцев методами горячей штамповки 9

1.1. Воротниковые фланцы и промышленный уровень производства поковок 9

1.2. Работы по совершенствованию технологии штамповки фланцев и прогрессивное прессовое оборудование 15

1.3. Расчеты силовых параметров и возможные методы изучения пластического формоизменения металла для разработки процессов штамповки воротниковых фланцев 30

1.4. Выводы и постановка задач исследований 38

Глава 2. Разработка целесообразных технологических схем горячей штамповки фланцев на гидравлическом прессе двойного действия 41

2.1. Исходные требования к разработке схем и их оценочных показателей 41

2.2. Разрабатываемые схемы и последовательности технологических переходов 43

2.3. Оценочный анализ схем 54

2.4. Выводы и рекомендации 62

Глава З. Разработка расчетных оценок нагрузок на инструмент при поперечном выдавливании кольцевой части поковки фланца 66

3.1. Расчетная схема и исходные уравнения 66

3.2. Расчетная оценка средних давлений на пуансон 75

3.3. Расчетная оценка отжимающих сил, действующих на верхнюю полуматрицу 80

3.4. Экспериментальная проверка расчетов 81

3.5. Выводы 91

Глава 4. Исследование пластического формоизменения металла при штамповке по схемам с использованием осадки кольцевой заготовки, отбортовки и утонения стенки втулочной части фланца 93

4.1. Разработка математической модели расчета силовых параметров технологического процесса с учетом температурно-скоростных факторов и условий контактного трения 93

4.2. Методика расчетного исследования 96

4.3. Материалы исследований 97

4.4.Экспериментальная проверка результатов исследований 106

4.5. Выводы и рекомендации по конструированию инструмента 111

Глава 5. Анализ разрабатываемых схем в отношении эффективности снижения технологических нагрузок штамповки 115

5.1 Материалы анализа 115

5.2. Результаты анализа 116

5.3. Выводы и разработка требований к конструкции и параметрам прессов двойного действия 121

Общие выводы 124

Литература 126

Приложение

Введение к работе

В связи с интенсивным развитием нефтегазовой добывающей промышленности РФ возросла роль машиностроения, обслуживающего эту отрасль.

Приварные плоские и «воротниковые» фланцы являются одними наиболее часто используемых деталей в конструкциях трубопроводов, арматуры, аппаратов, резервуаров и машин нефтегазового и водораспределительного машиностроения.

Основная масса воротниковых фланцев изготовляется по требованиям ГОСТ-ов 12815-80,12816-80 и 12821-80 из углеродистых, конструкционных, легированных, коррозионно-стойких и жаропрочных сталей. Стандарты допускают изготовление поковок воротниковых фланцев ковкой, штамповкой, гибкой и сваркой листового материала, раскаткой колец и другими методами.

Массовое производство поковок фланцев осуществляется облойной штамповкой на универсальных кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП). Максимальные габариты штампуемых фланцев на КГШП силой 125 МН ограничиваются диаметром условного прохода равным 400-500 мм. При этом облойная штамповка ведется за несколько операций с удельными силами более 400 МПа. Коэффициент использования металла (КИМ) при облойной штамповке составляет (0,8-0,85). Фланцы с большими диаметрами условного прохода (500-1000 мм) штампуют на молотах и гидравлических прессах за три-четыре операции (осадка, облойная штамповка, обрезка облоя и пробивка отверстия). При этом коэффициент использования металла находится в пределах 0,78-0,8. Основными производителями этих фланцев являются заводы армотуростроения с мелкосерийным и серийным производством.

В связи с ростом выпуска арматуры для нефтегазового комплекса совершенствованию технологических процессов штамповки фланцев придается все большее значение.

На кафедре СПД МГТУ «СТАНКИН» разработан новый технологический процесс безоблойной штамповки фланцев на гидравлических прессах двойного действия. Это оборудование позволяет осуществлять формообразование поковок с локальным воздействием инструмента на металл поковки, что вдвое снижает силы штамповки. Применяя при этом заготовки кольцевого типа, штамповка осуществляется за один ход ползуна пресса, а коэффициент использования металла повышается до 0,97.

Однако внедрение в промышленность этого способа штамповки воротниковых фланцев сдерживается из-за отсутствия научно-обоснованных рекомендаций по выбору схем штамповки применительно к использованию прессов двойного действия, а также по конструированию специальных штампов.

Таким образом работа, посвященная разработке и исследованию технологии безоблойной штамповки воротниковых фланцев на прессах двойного действия является актуальной.

Целью настоящей работы является экономия металла и снижение количества операций штамповки воротниковых фланцев с использованием гидравлических прессов двойного действия применительно к мелкосерийному и серийному производству.

Для достижения вышеуказанной цели в работе ставились следующие задачи: -разработать технологические схемы с последовательностями переходов штамповки воротниковых фланцев применительно к использованию гидравлического пресса двойного действия; -разработать рекомендации по применению разрабатываемых схем и последовательностей переходов для выбора наилучшего варианта штамповки поковок фланцев; -создать расчетные зависимости для оценки активных и реактивных нагрузок, возникающих при реализации схем с получением кольцевой части фланца поперечным выдавливанием; - на основе исследования пластического формоизменения металла в схемах с использованием осадки кольцевой заготовки, отбортовки и утоне ния втулочной части фланца, дать рекомендации по конструированию штампового инструмента; -провести сравнительный анализ разрабатываемых технологических схем в отношении снижения технологических нагрузок, сформулировать требования к конструкции и силовым параметрам гидравлических прессов двойного действия, отвечающим требованиям технологии штамповки фланцев разрабатываемыми методами.

Научная новизна работы заключается в: - последовательном переходе операции осадки кольцевой заготовки в отбортовку с утонением при горячей объемной штамповке воротниковых фланцев на гидравлическом прессе двойного действия.

Теоретические исследования выполнены с применением современных методов расчета прикладной теории пластичности и программы Qform/3D моделирования объемной штамповки.

Экспериментальные исследования выполнены в лаборатории кафедры «СПД» МГТУ «СТАНКИН» и ОАО «АХК ВНИИМЕТМАШ».

Достоверность результатов теоретических исследований подтверждена хорошей сходимостью с результатами экспериментальных исследований.

Практическая ценность работы заключается: в рекомендациях, позволяющих осуществить выбор целесообразного технологического варианта штамповки фланцев на гидравлическом прессе двойного действия в зависимости от условий производства; в рекомендациях по конструированию штампового инструмента для схем штамповки с использованием осадки, отбортовки кольца и утонения стенки втулочной части фланца; в разработке требований к конструкции и силовым параметрам специализированных гидравлических прессов двойного действия.

Материалы диссертации были доложены и обсуждались на научном семинаре кафедры «СПД» МГТУ «СТАНКИН», на Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии НМТ-2004».

Основные положения диссертации изложены в шести печатных работах. Новизна совокупности технологических приемов штамповки фланца с осадкой кольцевой заготовки, отбортовкой и утонением стенки втулочной части фланца подтверждена патентом РФ №2245211 с приоритетом от 04 апреля 2003 г.

Работы по совершенствованию технологии штамповки фланцев и прогрессивное прессовое оборудование

Исследования и предложения по совершенствованию технологии производства поковок фланцев штамповкой направлены, в основном, на изыскание возможностей снижения потребных технологических нагрузок за счет использования рациональных сочетаний операций, схем и последовательностей переходов штамповки. Кроме того, рассматриваются аспекты применения в качестве заготовок толстостенных труб, раскатанных колец и колец, полученных гибкой сортового и листового проката со сваркой.

По рекомендации кафедры «СПД» МГТУ «СТАНКИН» часть фланцев на Dy 400 и 600 мм планируется изготовлять на линии Wagner-2500 в цехе завода ГПЗ-1. Технологический процесс [4] предусматривает отрезку штучных заготовок после индукционного нагрева, осадку, сквозную прошивку полуфабриката, раскатку на раскатном стане и калибровку по нагруженному диаметру на прессе силой 2,5 МН. Фланцы на низкие давления с Dy 50- -400 мм предлагается изготовлять поштучно, либо в виде комплектных поковок методом закрытой штамповки на гидравлическом прессе или на КППП с последующим разделением комплектной поковки на две и полугорячей калибровкой каждой из поковок. Полуфабрикатами для закрытой штамповки могут служить заготовки, полученные методом гибки и сварки из круглого сортового проката диаметром 70 мм.

В предложении по штамповке фланцев на Dy 600 мм массой около 290 кг предусматривается использование кольцевой заготовки, полученной обратным выдавливанием на прессе 80 МН. Во второй операции полученная заготовка штампуется прямым выдавливанием втулочной части фланца на КГШП силой 125 МН. Для получения фланцев с таким же Dy массой до 160 кг предлагается использование сварного кольцевого полуфабриката из предварительно согнутого квадратного прутка сечением 100x100. В этом случае для штамповки фланца прямым выдавливанием потребуется КГШП силой 80 МН,

Предложения по использованию сварки для получения кольцевых заготовок основываются на опыте Кулебакского металлургического завода, где успешно сваривают кольцевые полуфабрикаты под раскатку из сталей 3 и 20, легированных сталей ЭИ 435, ЭА 718, ЭП 99, ВЖ 99, 12Х18Н10Т и других. Для сварки используются сварные агрегаты типа APHF 150/300 фирмы WELDERS. Металл разогревается до оплавления за счет электросо противления в зонах контакта стыков, при этом кузнечная сварка осуществляется при сдавливании стыков силой 1500 кН. Производимые этим методом кольца могут иметь внутренний диаметр от 360 до 2400 мм при площади поперечного сечения свариваемого профиля 800-КЮ00 мм2.

В целях снижения нагрузок, необходимых для окончательного формообразования поковки фланца, предлагается [5] использовать при штамповке предварительно раскатанное кольцо прямоугольного сечения. При такой технологии облой образуется по наружному и внутреннему диаметру поковки.

При обсуждении аспектов применения горячедеформированных труб в качестве исходной заготовки для штамповки фланцев отмечается [6],что, несмотря на повышенную стоимость труб (в 1,5 раза дороже сортового проката), целесообразность их использования обусловлена снижением капитальных затрат на оборудование, сокращением числа штамповочных операций и расхода металла. Воротниковый фланец на Dy 600 мм и массой 140 кг, например, может быть получен из трубной заготовки 0550x75 мм, при этом высота отрезаемой кольцевой заготовки не превышает двух толщин стенки трубы. Отмечается также, что, несмотря на относительно невысокую производительность современных ленточных пил при разрезке толстостенных труб (40-И 20 резов в смену), во многих случаях целесообразно использовать трубную заготовку для серийного производства фланцев.

Те же преимущества могут быть реализованы для штамповки воротниковых фланцев из полуфабрикатов, полученных методом горячего выворачивания труб. Исследовались [7] технологические режимы получения плоского кольца из трубной и сваренной из двух обечаек заготовки по схеме одновременного горячего обжима и раздачи с последующим выворачиванием в плоское кольцо. На рис, 1.4, показана схема такой штамповки за два перехода.

Разрабатываемые схемы и последовательности технологических переходов

В соответствии с требованиями, изложенными в предыдущем разделе, разработаны и приняты для проведения оценок пять технологических схем (рис.2.1-2.8) штамповки воротниковых фланцев на гидравлическом пресс двойного действия. 2.2.1 Схема «А» (рис.2.1 и 2.2) предусматривает использование заготовки, полученной резкой сортового проката круглого или квадратного сечения, и состоит из двух вспомогательных переходов и двух основных переходов щтамповки. На позициях Кб рис 2.1 и 2.2 показаны: 1- полузакрытая осадка заготовки на левой позиции штампа; 2,3- передача осаженной заготовки на центральную позицию штампа и полузакрытая прошивка; 4- закрытая осадка фланцевой части поковки с выдержкой под давлением и сбросом давления; 5- последовательные движения инструмента: по удалению пуансона-прошивня из поковки, по подъему ползуна и выталкиванию поковки из нижней полуматрицы штампа; 6- передача поковки на правую позицию штампа для пробивки отверстия. Поковка, полученная по данной схеме, должна содержать большой объем напусков и припусков, что обусловлено неравномерностью распределения металла относительно оси поковки в процессе предварительной осадки и полузакрытой прошивки. 2.2.2. Схема «Б» (рис 2.3) отличается подачей на центральную позицию штампа неосаженной заготовки, полученной резкой сортового проката круглого или квадратного сечения.

По этой причине верхняя полуматрица штампа выполнена в виде «подвешанного» к ползуну контейнера. Схема состоит из одной операции, включающей 3 перехода штамповки. На позиции 1-3 рисунка 2.3 показаны: 1-подача заготовки в полость контейнера на центральной позиции штампа; 2- ход ползуна пресса с прижимом контейнера к нижней полуматрице штампа, осадка, прошивка, поперечное выдавливание с выдержкой под давлением; 3- последовательные движения по подъему пуансона, подъему ползуна с контейнером, выталкиванию поковки из нижней полуматрицы штампа. Схема допускает использование предварительно осаженной заготовки при штамповке фланцев достаточно большого Dy для установки заготовки на торце нижнего прошивня, в этом случае контейнер в виде верхней полуматрицы должен быть постоянно связан с ползуном пресса. Как видно из схемы, условием бездефектного получения поковки является наличие кольцевого зазора S между верхним окончанием прошивня и стенкой полости контейнера, величина которого должна быть равной или превышать толщину фланцевой части поковки h. Этим объясняется необходимость образования повышенных напусков в зоне отверстия и на торцевой контактной плоскости фланца. Схема «В» (рис.2.4 и 2.5) содержит 2 операции штамповки на двух прессах и 7 переходов. Первая операция штамповки является заготовительной и имеет цель получения фланца с набором металла в области отверстия для последующего выворота-раздачи с утонением стенки втулочной части фланца. На позициях рис.2.4 и 2.5 показаны: 1- осадка заготовки на левой позиции штампа; 2- передача и установка осаженной заготовки на центральной позиции штампа, ход ползуна вниз, прижим верхней полуматрицы к нижней полуматрице, поперечное выдавливание с выдержкой под давлением; 3- последовательные подъем пуансона-прошивня, ползуна и выталкивание поковки из нижней полуматрицы штампа; 4- передача поковки на правую позицию штампа и пробивка отверстия. Для поковок малых размеров и масс, по-видимому, будет необходим их подогрев перед подачей на второй пресс для дальнейшей штамповки, 5- передача поковки на центральную позицию штампа второго пресса, выворот-раздача с утонением стенки втулочной части фланца; 6- осадка фланцевой части поковки с выдержкой под давлением, сброс давления; 7- последовательные движения по удалению пуансона-прошивня из поковки, подъему ползуна пресса, выталкиванию поковки из нижней полуматрицы штампа. Данная схема позволяет осуществлять такой набор объема металла в зоне выворота, который будет достаточен для получения поковок фланцев с развитой втулочной частью (см.поз.6 рис.2.5) и компенсации утягиваемого объема металла в процессе выворота-раздачи. 2.2.4. Схема «Г»(рис.2.6 и 2.7) предназначена для использования трубной заготовки, полученной либо разрезкой толстостенных труб либо сваркой согнутых обечаек из толстолистового материала. Схема включает 1 операцию за 3 перехода штамповки. На позициях 1-5 (рис.2.6 и 2.7) показаны: 1- обжим-раздача заготовки на левой позиции штампа; 2- передача на правую позицию штампа, выворот фланцевой части с местным утонением стенки втулочной части поковки; 3- передача на центральную позицию штампа, раздача втулочной части поковки с утонением ее стенки ходом пуансона-прошивня; 4- осадка фланцевой части поковки верхней полуматрицей штампа и выдержка под давлением; Данная схема основана на результатах работы [7], в которой показана возможность обжима-раздачи толстостенных трубных заготовок на угол 45 без осадки и потери устойчивости с отношением высоты заготовки к толщине стенки более 3. 2.2.5. Схема «Д» основана на использовании кольцевой заготовки, полученной либо раскаткой либо гибкой сортового проката с последующей сваркой. Операция штамповки выполняется за два перехода на центральной позиции штампа-14}. На позициях 1-2 рисунка 2.8 показаны: 1- установка в нижней полуматрице кольцевой заготовки, ее полузакрытая осадка с возможностью течения металла вовнутрь кольца; 2- выворот-раздача втулочной части поковки с утонением стенки.

Расчетная оценка отжимающих сил, действующих на верхнюю полуматрицу

Экспериментальная проверка зависимостей (3.15), (3.16) и (3.20) для расчета средних давлений на пуансон и верхнюю полуматрицу при штамповке воротниковых фланцев по технологическим схемам «Б» и «В» проводилась с использованием вертикального лабораторного гидравлического пресса конструкции ВНИИМЕТМАШ. Он предназначен для прессования профилей и труб, снабжен прошивной системой, имеет насосно-аккумуляторный привод. При давлении в гидросистеме 32 Мпа сила прессующей траверсы составляет 2,5 МН, а прошивной-0,6 МН. Подвижный контейнеродержатель с контейнером имеет отдельный привод от маслостанции. При использовании одного насосного привода (без аккумулятора) прессующая траверса имеет рабочие скорости 5 мм/с. На рис.3.6. показана схема инструментальной оснастки для экспериментальных исследований штамповки воротниковых фланцев по технологической схеме «Б».

Оснастка состоит из: 3-х ело иного контейнера 1 с контейнере держателем 2, втулки 3, запрессованной в нижнюю часть контейнера, прошивня 4, плиты 5, прессшайбы 6, закрепленной на пуансоне 7 и колец 8 и 9.Как видно из схемы, при снятых кольцах 8 обеспечивается штамповка фланца с кольцевой частью толщиной 24 мм. При удалении одного из колей 9 и установки одного кольца 8 обеспечивается штамповка фланца с толщиной этой части 16 мм. Последующие установка и снятие колец обеспечивают получение толщины 8 мм. Одновременно с уменьшением толщины кольцевой части фланца происходит уменьшение сечения кольцевого зазора между прошивнем и втулкой.

В конструкцию инструментальной осадки для исследований технологической схемы «В» (см.рис.3.7) внесены следующие изменения по сравнению с чертежом рис.3.6: прошивень и плита заменены проставкой 1 и плитой 2 , втулка заменена втулкой 3, пресс-шайба 4 выполнена заодно с прошивнем,

В соответствии с такой конструкцией оснастки обозначения размеров, принятые в расчетной схеме рис.3.2, получают следующие значения: с1=82мм; кс1=40мм; L=37; п=4мм; Н=8;16;24 мм. Обозначения размеров для расчетной схемы рис.3.1 принимают значения: с1=82мм; kd=27 мм; Н=8;16;24 мм. Значения внешнего диаметра D получаемого фланца зависят от объема используемой заготовки и пределяются фактическим размером этой части фланца.

Пресс-шайбы, прошивень, втулки и плиты изготавливались из стали 45 с нормализацией. Шероховатость обработки рабочих поверхностей этих деталей соответствовала Rz=l,6 мкм.

Для изготовления заготовок, подлежащих штамповке, использовался свинец чистоты 99,98%, они получались отливкой в стальные формы с диаметром полости 80 мм без механической обработки. Высота полученных заготовок составляла бО-г-85 мм.

Вследствие отсутствия на прессе тензометрической и осциллографи-ческой аппаратуры, в экспериментах использовалась специально разработанная методика измерения активных и реактивных сил штамповки. Методика поясняется схемой, приведенной на рис 3.8. В соответствии со схемой, сила штамповки определяется величиной давления рабочей жидкости в главном гидроцилиндре с диаметром плунжера 320 мм. Реактивная отжимающая сила, действующая на контейнер, рассчитывается по величине давления, возникающего в двух гидроцилиндрах прижима контейнера с диаметром плунжеров 140 мм при закрытом вентиле и выключенном насосе. В экспериментах производилась визуальная фиксация показаний двух манометров МН1 и МН2 в момент, предшествующий резкому подъему давления на манометре МН1, означающему конец хода штамповки при упоре подвижной траверсы пресса в верхний торец контейнера.

При экспериментальной штамповке для каждого варианта настройки инструментальной оснастки использовалось по 2-3 заготовки. В таблице 3.1 приведены полученные в экспериментах данные для расчетов теоретических и экспериментальных значений давлений на пуансон и верхнюю полуматрицу. Данные таблицы имеют следующие обозначения: Рг- зафиксированные значения давлений в главном цилиндре; Рп- зафиксированные значения давлений в цилиндрах прижима контейнера;

Выводы и разработка требований к конструкции и параметрам прессов двойного действия

Допускаются (см.рис.1.1.) не обрабатывать механически часть поверхностей фланца, поэтому наиболее экономичными по расходу металла будут те процессы штамповки, в которых используется эта возможность. Фланцы могут изготавливаться из углеродистых, конструкционных, коррозионостойких и жаропрочных сталей. Марка стали выбирается исходя из температурных условий и среды эксплуатации фланцев. Помимо фланцев, заказываемых по вышеуказанным ГОСТам, используется достаточно большая номенклатура воротниковых фланцев, изготовляемых из сталей, цветных и легких сплавов по специальным техническим условиям. Современные технические условия оговаривают, например, требования на фланцы для давлений до 30 МПа и Dy24". Фланцы арматуры и аппаратов могут выполняться с развитой втулочной частью, т.е. с увеличенным значением высоты h.

В соответствии с рекомендациями [2], горячая штамповка фланцевых поковок может осуществляться на молотах, гидравлических, кривошипных и винтовых прессах. Промышленная практика производства поковок фланцев, в основном, базируется на процессах открытой и закрытой штамповки с применением универсальных кривошипных горячештамповочных прессов (КГШП). Для закрытой штамповки фланцев с Dy 200 мм успешно применяются автоматизированные линии на базе кривошипных и винтовых прессов двойного действия силой до 8 МН на каждом из ползунов. Метод штамповки фланцев на кривошипных прессах имеет преимущество перед другими методами штамповки в виде точности получаемых поковок и высокой производительности оборудования. На рис.1.2 показан штамп и переходы штамповки воротникового фланца на Dy 32 мм по технологии предприятия «ПРОМЭНЕРГОСБЫТ» на КГШП силой 16 МН. Как видно из рисунка, операция состоит из полузакрытой осадки, закрытой штамповки и пробивки отверстия. Широкое применение для штамповки средних и крупных фланцев (D 200 мм) получили штамповочные автоматизированные линии на базе КГШП силой от 40 до 125 МН [5], изготовляемые ЗАО «ТМП»(г.Воронеж). При штамповке фланцев с D 350 мм используется четырехпозицион-ный штамп. На первой позиции производится осадка заготовки из сортового проката, на второй - окончательное формообразование, на третьей - пробивка отверстия, на четвертой- обрезка облоя. Фланцы с D 415 штампуются в двухпозиционном штампе, где выполняется два первых перехода, обрезка облоя и пробивка отверстия осуществляется на отдельных прессах. При облойной штамповке крупных фланцев обостряется недостаток такого метода - резко увеличивается отход металла в «выдру» и возрастают потребные силы штамповки. Для компенсации потерь металла перестраивают технологический процесс в сторону комплектного получения поковок. На рис. 1.3 приведен пример такого решения. Все три операции штамповки осуществляются за один нагрев, отходы в виде «выдры» передаются для штамповки на прессах меньшей силы.

Считается, что тяжелые КГШП экономически эффективно применять, если используется 50 и более процентов их силы. Рекомендуемая оптимальная разбивка фланцев по силам прессов: Фланцы с D 350 мм - пресс 40 МН; D 415 мм - пресс 50 МН; D 490 мм - пресс 63 МН; D 605 мм - пресс 100 МН; D 650 мм - пресс 125 МН. Отмечается, что при использовании КГШП для штамповки крупных фланцев достигается такая точность размеров и формы поковок, которая достаточна для отказа от последующей механической обработки наружной поверхности втулочной части детали и прилегающей к ней торцевой поверхности фланца. Поскольку заказы на крупные фланцы малы по серийности, линии тяжелых прессов оснащают дополнительным оборудованием для выпуска поковок других типов - ковочными вальцами, выкрутными машинами, калибровочными прессами и др. Это приводит к росту эксплуатационных и реновационных расходов на оборудование и зачастую делают фланцевую продукцию неконкурентоспособной по сравнению с продукцией, выпускаемой, например, с использованием раскатного и сварочного оборудования. Причину малой эффективности штамповки фланцев на тяжелых КГШП усматривают в применяемой технологической схеме, при которой весь объем штампуемого металла одновременно находится в зоне пластической деформации. Средние давления на инструмент при этом достигают величины 300-И00 МПа при развитой площади штампуемой детали в плане. Кроме того, специфика нагружения кривошипных механизмов КГШП заставляет использовать прессы с силовыми возможностями в 2-3 раза превышающими потребные технологические нагрузки при штамповке фланцев на гидравлических прессах.

Похожие диссертации на Разработка и исследование технологии горячей штамповки воротниковых фланцев на гидравлическом прессе двойного действия