УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗКИ ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБ Российский патент 1994 года по МПК B23D21/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к резке труб, и может быть использовано в машиностроении, судостроении и авиастроении.

Известно устройство для резки тонкостенных труб, содержащее плиту, пуансон, выполненный в виде оправки с установленными на ней эластичной и жесткой втулками, механизм осевого перемещения пуансона, механизм сжатия эластичной втулки пуансона, включающий два ограничителя, и наружный инструмент, выполненный в виде неподвижного втулочного ножа, смонтированного на плите, подвижного втулочного ножа, выполненного в виде подшипника, и приводного диска, смонтированного на плите соосно оси подачи разрезаемой трубы с возможностью вращения, при этом плита выполнена с копирным пазом, подвижный нож соединен с диском посредством диаметрально расположенных держателей с возможностью взаимодействия с поверхностями копирного паза, а ограничители механизма сжатия эластичной втулки выполнены в виде шайб в форме усеченных конусов, обращенных одна к другой меньшими основаниями [1] .

Недостатком данного устройства является сложность применяемого оборудования, а именно наружного инструмента, требующего высокой точности изготовления и сборки, и большое усилие реза, вследствие выполнения эластичной втулки цельной.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для резки тонкостенных труб, содержащее нижнюю плиту, пуансон, выполненный в виде оправки с установленными на ней эластичной и жесткой втулками, механизм осевого перемещения пуансона, механизм сжатия эластичной втулки пуансона, состоящий из каретки, связанной с оправкой пуансона и имеющей возможность перемещения в направлении оси заготовки под действием клина, закрепленного на верхней плите, наружный инструмент, выполненный в виде смонтированной на нижней плите обоймы с установленными в ней на одной оси без зазора неподвижной матрицей и подвижной матрицей с выступами по наружному диаметру, имеющей возможность поворота и возврата в исходное положение, и клин, закрепленный на верхней плите с возможностью перемещения перпендикулярно оси матриц и взаимодействия с выступами подвижной матрицы [2] .

Недостатками данного устройства являются низкая стойкость эластичной втулки в условиях повышенных давлений и возможность надира наружной поверхности заготовки вследствие проскальзывания при недостаточном прижиме к матрицам.

Техническим результатом изобретения является повышение стойкости эластичной втулки и улучшение качества поверхности разделения.

Это достигается тем, что в устройстве для резки тонкостенных труб на заготовки, содержащем нижнюю плиту, пуансон, выполненный в виде оправки с установленными на ней эластичной и жесткой втулками, механизмом осевого перемещения пуансона, механизм сжатия эластичной втулки пуансона в виде клина, закрепленного на верхней плите, и каретки, связанной с оправкой пуансона и расположенной с возможностью взаимодействия с упомянутым клином и перемещения в направлении оси пуансона, наружный инструмент, выполненный в виде смонтированной на нижней плите обоймы с установленной на ней с возможностью возвратно-поворотного движения подвижной матрицей с выступами на наружной поверхности, клина, закрепленного на верхней плите с возможностью перемещения перпендикулярно оси упомянутой матрицы и взаимодействия с ее выступами для сообщения поворотного движения, и неподвижной матрицы, установленной на обойме соосно и без зазора относительно подвижной матрицы, клин, взаимодействующий с выступами подвижной матрицы, выполнен длиной, меньшей длины клина механизма сжатия, на величину:
Δl= Δh˙tgα, где Δh - величина сжатия эластичной втулки;
α - угол скоса клина механизма сжатия.

На фиг. 1 изображено устройство для резки тонкостенных труб, общий вид, в разрезе; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Устройство для резки тонкостенных труб содержит нижнюю плиту 1, на которой смонтирована обойма 2, в которой установлены на одной оси без зазора неподвижная матрица 3 и подвижная матрица 4 с выступами по наружному диаметру, которая имеет возможность вращения под действием на выступ клина 5, закрепленного на верхней плите 6 и возврата в исходное положение до упора 7, расположенного в нижней плите 1, при помощи толкателя 6, установленного в отверстии нижней плиты.

Пуансон устройства состоит из эластичной, например, полиуретановой втулки 9, снабженной по торцам шайбами 10 и 11. Шайба 11 соединена с жесткой втулкой 12, а шайба 10 - с оправкой 13, которая крепится к каретке 14. расположенной внутри ползушки 15 на направляющих 16. Ползушка 15 установлена на плите 17, в которой имеются прорези для клиньев 18 и 19.

Клинья 18, 19, 5 и 20 закреплены на верхней плите 6, при этом длина клина 5 меньше длины клина 20 на величину
Δl= Δh˙tgα,
Устройство для резки труб работает следующим образом.

В исходном положении плита 6, клинья 18, 19 и 5 находятся в верхнем положении, ползушка 15 отведена влево. Разрезаемую трубу вводят в установленные соосно подвижную и неподвижную матрицы 3 и 4.

После этого включают пресс, ползун пресса с закрепленной верхней плитой опускается. Клинья 18 и 19 наклонными участками рабочей поверхности перемещают ползушку 15, несущую пуансон, вправо, обеспечивая ввод пуансона в разрезаемую трубу. Затем в контакт с ползушкой 15 вступают вертикальные участки клиньев 18 и 19 и при дальнейшем ходе вниз осуществляется выстой ползушки 15.

При остановке ползушки 15 клин 20 вступает в контакт с кареткой 14, связанной с оправкой, и наклонным участком рабочей поверхности перемещает ее влево относительно ползушки 15, в результате чего эластичная втулка 9 пуансона сжимается между шайбами 10 и 11 на величину Δh. Деформированная втулка 9 давит на стенки трубы, прижимая ее к матрицам 3 и 4. Величина Δh определяется экспериментально в зависимости от марки эластичной среды, так например, для полиуретана СКУ-7Л HS 90
Δ h = -1,9574˙10^-6 р² + 0,0219р + 1,8833
для полиуретана ПФЛ 100
Δ h = 0,0452˙10^-5 р² + 0,0166р + 2,3184 где р - величина давления, необходимого для прижатия заготовки.

При вступлении в контакт с кареткой 14 вертикального участка клина 20 осуществляется выстой каретки 14. В то же время клин 5, закрепленный на верхней плите 6, начинает давить на выступ подвижной матрицы 4, которая совершает вращательное движение до разделения заготовки.

В случае, если длина клина 5 будет меньше длины клина 20 (Δl<Δh˙tgα), то труба при вращении подвижной матрицы 4 начнет проскальзывать, ее наружная поверхность надирается, а на торцах появляются вырывы и сколы. Это связано с недостаточным прижатием трубы к матрицам.

Если (Δl>Δh˙tgα ), то при движении клина 20 будет происходить дальнейшее сжатие эластичной втулки 9 и напряжения, возникающие в ней, приблизятся к предельным значениям, что приведет к более интенсивному износу эластичной втулки, так как стойкость эластичных шайб связана с рабочими давления и уменьшается при их увеличении.

Поэтому величина Δl= Δh˙tgα является оптимальной для достижения поставленной цели.

На начальном участке хода ползуна вверх ползушка 15 с пуансоном остаются неподвижными, клин 5 поднимается. При дальнейшем ходе вверх каретка 14, контактируя с наклонным участком клина 20, перемещается вправо и ослабляет втулку. При этом неподвижная матрица 4 возвращается в исходное положение при помощи пружинного толкателя 8, фиксируясь упором 7. После этого в контакт с ползушкой 15 вступают наклонные участки клиньев 8 и 19, смещая ее влево, и обеспечивая тем самым вывод пуансона. При остановке ползуна пресса в верхней точке отрезанную заготовку удаляют. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1382599, кл. В 23 D 21/00, 1988.

2. Симагина С. Г. , Глущенков В. А. Безотходная резка - калибровка тонкостенных труб на мерные длины. Листовая и горячая объемная штамповка. Материалы семинара. М. : МДНТП, 1991, с. 34-37.

Использование: в машиностроении для резки тонкостенных труб на заготовки. Сущность изобретения: на нижней плите устройства смонтирован наружный инструмент, выполненный в виде обоймы, в которой установлены на одной оси без зазора неподвижная матрица и подвижная матрица, имеющая возможность вращения под действием на выступ клина, закрепленного на верхней плите устройства, и возврата в исходное положение до упора, расположенного в нижней плите. Пуансон установлен соосно наружному инструменту на нижней плите и выполнен в виде оправки с эластичной и жесткой втулками. Эластичная втулка сжимается механизмом, состоящим из каретки, связанной с оправкой пуансона и имеющей возможность перемещения в направлении оси пуансона под действием клина, закрепленного на верхней плите. Длина клина, взаимодействующего с выступами подвижной матрицы , меньше длины клина механизма сжатия на величину Δl=Δh·tgα, где Dh - величина сжатия эластичной втулки; α - угол скоса клина механизма сжатия. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗКИ ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБ на заготовки, содержащее нижнюю плиту, пуансон, выполненный в виде оправки с установленными на ней эластичной и жесткой втулками, механизм осевого перемещения пуансона, механизм сжатия эластичной втулки пуансона в виде клина, закрепленного на верхней плите, и каретки, связанной с оправкой пуансона и расположенной с возможностью взаимодействия с упомянутым клином и перемещения в направлении оси пуансона, наружный инструмент, выполненный в виде смонтированной на нижней плите обоймы с установленной на ней с возможностью возвратно-поворотного движения подвижной матрицей с выступами на наружной поверхности, клина, закрепленного на верхней плите с возможностью перемещения перпендикулярно оси упомянутой матрицы и взаимодействия с ее выступами для сообщения поворотного движения, и неподвижной матрицы, установленной на обойме соосно и без зазора относительно подвижной матрицы, отличающееся тем, что клин, взаимодействующий с выступами подвижной матрицы, выполнен длиной, меньшей длины клина механизма сжатия на величину
Δl = Δh˙tg α,
где Δh - величина сжатия эластичной втулки;
α - угол скоса клина механизма сжатия.