В феврале 2014 года в Тульской области состоялось открытие но¬вого завода СПЕЦТЯЖМАШ. Суходольский завод специального тяжелого машиностроения — одно из новейших в СНГ и Европе производств. Пред-приятие оснащено высокотехнологичным оборудованием, позволяющим осуществлять полный цикл изготовления крупногабаритных штампованных изделий сложной конфигурации.
Проектная мощность предприятия — 40000 тонн поковок в год. Завод рассчитан на изготовление штампованных поковок массой от 0,6 до 20 тонн из круглой заготовки и толстолистового проката. Продукция завода предназначена для различных отраслей промышленности: арматуростроения, аппаратостроения, энергетики, нефтегазодобычи и других.

Основной агрегат технологических процессов — уникальный гидравлический пресс двойного действия силой 140МН общей высотой более 30 м, массой 4500 тонн производства компании SCHULER (Германия) (Рис.1).

В цехах завода установлено: современное газорезательное оборудование для разрезки стальных листов толщиной до 160 мм; трехвалковая и четырехвалковая гибочные машины (рис. 2) для холодной гибки листов толщиной до 170 мм и для горячей гибки листов толщиной до 250 мм; сварочные установки, оснащенные телевизионной и тактильной системами слежения за контролем положения сварочных головок; термическое оборудование с газовыми печами для нагрева сварных обечаек для штамповки и других заготовок с максимальными размерами полезного пространства печей — 6000 х 6000 х 3000 мм; механообрабатывающие станки для токарной и фрезерной обработки.

Операции транспортировки заготовок в процессе производства выполняются передаточными тележками грузоподъемностью 10 тонн и мостовыми кранами грузоподъемностью 16, 32, 50 и 275 тонн.
Контроль качества поставляемого на завод толстолистового проката обеспечивается установками ультразвукового контроля, а качество сварных швов контролируется в камере рентгеновского контроля.
Описанное оборудование — импортного производства, что было вызвано необходимостью создания в короткие сроки поставки для вводи¬мых в строй нефтегазопроводов (“Сила Сибири” и другие) шаровых кра¬нов, задвижек и других механизмов.
Одновременно со строительством завода НПО “Тяжпромармату- ра” в 2012-2014 гг вело интенсивную технологическую подготовку производства крупногабаритных поковок для шаровых кранов на Бу 500, Бу 700,
Dy 1000, Dy 1400 и других изделий для ЗАО “Тяжпромарматура” (г. Алексин) и других предприятий арматуростроения.
При этом технологическая служба завода подготовила несколько инновационных проектов горячей штамповки полукорпусов шаровых кранов, тройников, крышек с утолщенными фланцами и др.
Так, например, уже освоена технология горячей штамповки поковок полукорпусов шаровых кранов на Dj, от 500 до 1400мм из сварных обечаек (Рис. 3, 4) в соответствии с патентом №2281823[2].

Технологический процесс (Рис. 4) предусматривает сначала об¬жим сферической части поковки, а затем высадку горловины за один ход последовательным движением наружного и внутреннего ползунов гидравлического пресса. При штамповке полукорпуса на Бу 1400 в качестве ис-ходной заготовки используется сварная обечайка с толщиной стенки 85 мм, массой свыше 6 тонн.
В перспективе рассматривается возможность изготовления полукорпусов из кованых заготовок, т.е. без сварного шва, а также изготовле¬ние более сложных полукорпусов с фланцами, которые пока приваривают¬ся к горловине. Такие полукорпуса с фланцами планируется изготавливать по патенту №2527518.[3]
Создание технологической оснастки также потребовало новых, оригинальных решений. Так, например, изготовление крупногабаритных трубных заготовок с толщиной стенки более 100 мм и массой более 2-х тонн планируется вести в соответствии с патентом № 135949.[4] Такие заготовки нужны для изготовления толстостенных отводов (Рис. 5). [5]

Так, например, трубная поковка из стали 20 с наружным диамет¬ром 600 мм, с толщиной стенки 100 мм и высотой до 2000 мм может быть получена штамповкой методом обратного выдавливания в специальном штампе. Вариант такого штампа представлен на Рис. 6. [4]

При этом применительно к мелкосерийному производству техно-логический процесс предполагает использование кованой заготовки нагре-ваемой после ее черновой токарной обработки по диаметру и получением углубления (наметки) по торцу диаметром 400 мм и глубиной 50-70 мм, необходимой для центрирования пуансона. Особенность работы штампа заключается в том, что после установки в матрице заготовки, нагретой до температуры 1150°C ± 50°C, инструментальный манипулятор 8 сначала удерживает центрирующую втулку в верхнем положении и после закреп¬ления вторым манипулятором бойка 5 на торце пуансона сопровождает движение вниз втулки 7 при движении вниз пуансона.

Центрирующая втулка 7 в момент выдавливания поковки 4 уста-новлена в матрицу 2 и по ее внутреннему диаметру скользит по широкохо-довой посадке пуансон 1 с диаметром dn2 , размер которого на 3-4% мень¬ше диаметра наконечника dnJ , что снижает возможность возникновения изгибающего момента на пуансоне и уменьшает разностенность поковки. Износостойкость пуансона обеспечивается тем, что силы трения при фор-мообразовании внутренней полости цилиндра воздействуют только на внутреннюю поверхность матрицы и контактную поверхность наконечни¬ка (бойка) одноразового использования. Практически он в конце хода пол¬зуна пресса начинает подвергаться интенсивному износу и под действием сжимающих напряжений остается в поковке при ходе пресса с пуансоном вверх. Выталкиватель 6 удаляет поковку и при ее охлаждении наконечник нагревается до 850°C, подвергается отпуску и удаляется при механической обработке цилиндрической поковки. Обычно наконечник изготавливается из высокоуглеродистой стали и закаливается до HRC 52-56. Пуансон и матрица изготавливаются из стали 4Х4ВМФС.
Бандажированная матрица охлаждается водой, протекающей по спиральной канавке, имеющейся на внутренней поверхности бандажа 3. Матрица 2 с внутренним диаметром d,* и наружным Бм запрессована в бандаж 3 с натягом 1,5-2 мм. Угол запрессовки 1,5°. Обычно при удельных усилиях выдавливания в диапазоне 400-600 МПа наружный диаметр мат-рицы, изготавливаемой из высоколегированной стали равен 2d,*, а диаметр бандажа D6 равен 4d№
Необходимая сила выдавливания поковки типа толстостенной трубной заготовки с указанными выше параметрами будет равна около 5000 тс (50000 КН). Цикл штамповки 10-12 сек, при скорости рабочего хода ползуна гидропресса 85 мм/сек. Матрица при ее износе может быть подвергнута двух- или трехкратной переточке по внутреннему диаметру за счет незначительного увеличения расхода металла поковки. Рекомендуе¬мые смазочные материалы: жидкое стекло и графит.
Описанная технология может быть эффективно использована в производстве обечаек на раскатных машинах.
В стадии оформления новых технологий поданы 3 заявки на изо-бретения. Эта работа направлена на снижение количества сварных швов при изготовлении деталей сложной формы. При этом за счет инновацион¬ных технологий значительно снижается расход металла и повышается производительность труда. Разработка технологий выполняется с исполь-зованием современных методов математического моделирования в программном комплексе конечно-элементного анализа процессов формообра-зования Qform. В перспективе планируется расширить номенклатуру изго-тавливаемых крупногабаритных поковок путем строительства второй очереди завода.~

Появление Суходольского завода, на котором изготавливается продукция с использованием современных технологий, следует рассмат-ривать как показательный пример реализации стратегии инновационного развития Российской Федерации на период до 2020 года, предусматри¬вающей необходимость повышения доли инновационной деятельности и ускорения появления новых инвестиционных компаний. [6, 7]

Литература.
1. Проспект “СПЕЦТЯЖМАШ” Суходольский завод. 2014, 23с.
2. Патент РФ №2281823 МПК B21C37/15 (2006/01). Способ из-готовления корпусных деталей трубопроводной арматуры. Авторы: Ани-симов В.П., Долгов В.В., Круглов О.И., Панченко И.В., Сангартен Л.М. Патентообладатель: ОАО «Алексинский завод тяжелой промышленной арматуры». Опубл. 20.08.2006
3. Патент РФ № 2527518 МПК B21K1/16 (2006/01). Полукорпус шарового крана с фланцем и способ его изготовления. Авторы: Артес А.Э., Бойко А.Н, Патентообладатель: ЗАО НПО “Тяжпромарматура”. Опубл. 10.09.2014
4. Патент РФ №135949 МПК B2IJ 13/02 (2006/01). Штамп для изготовления крупногабаритных поковок типа высоких толстостенных цилиндров и стаканов. Авторы: Артес А.Э., Бойко А.Н. Патентооблада¬тель: ЗАО НПО “Тяжпромарматура”. Опубл. 27.12.2013 Бюл. №36
5. А.Э. Артес, А.Г. Дудкинский, А.С. Поваров. Проблема штампов¬ки толстостенных крутоизогнутых отводов. // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. 2015, №1 с. 13-15.
6. Стратегия инновационного развития Российской Федерации на период до 2020 года, утверждена распоряжением Правительства РФ от 8 декабря 2011 г №2227-р.
7. С.А. Авруцкая, Г.В. Панкина. Законодательное регулирование инновационной деятельности. //Компетентность. №9-10, 2013, с. 5-15.