Устройство для высадки концевых утолщений на трубах Советский патент 1984 года по МПК B21J5/08 

Изобретение относится к кузнечно-прессовому оборудованию и может быть использовано для получения утолщений на концах трубных заготовок, используемых для дальнейшей механической обработки. Известно устройство для высадки концевых утолщений на трубах по диаметру, содержащее матрицу, установленные по ее оси пуансон, приводной щток, охватывающую его сборную оправку, образующую с внутренней поверхностью матрицы полость под утолщение трубы, нагревательное устройство и зажимной механизм 1. Известное устройство сложно в изготовлении и неудобно в эксплуатации, так как требуется его полная разборка при удалении готового изделия. Известно устройство для высадки концевых утолщений на трубах, содержащее нагревательное устройство, матрицу, установленные соосно пуансон, сборную оправку, выполненную в виде секторных вкладышей, смонтированных на приводном штоке и связанных с ними с помощью средств крепления 2. Недостатком известного устройства является низкая стойкость пуансона, невозможность использования устройства для утолщения труб с разными исходными толщинами стенки и сложность конструкции устройства. Цель изобретения - повышение стойкости пуансона и расширение технологических возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для высадки концевых утолщений на трубах, содержащем нагревательное устройство, матрицу, установленные соосно пуансон, сборную оправку, выполненную в виде секторных вкладышей, ;монтированных на приводном штоке и связанных с ним с помошью средств крепления, пуансон выполнен в виде разрезной втулки, а торцы секторных вкладышей со стороны, обращенной к пуансону, выполнены наклонными к оси штока в направлении их внутренней полости, при этом наружная поверхность вкладышей образована двумя участками: цилиндрическим со стороны их торцов, обращенных к пуансону, и коническим,обращенным меньшим основанием в сторону средств крепления, приводной шток снабжен цилиндрическим буртом под пуансон, участок которого со стороны, обращенной к секторным вкладышам, выполнен в виде усеченного конуса с углом наклона образующей, равным углу наклона торцов вкладышей, а средство крепления вкладышей на штоке выполнено в виде обоймы с коническим участком, охватывающим конические участки вкладышей, причем все указанные конические участки имеют одинаковый угол конусности. Секторные вкладыши подпружинены относительно обоймы. Кроме того, разрез в пуансоне выполнен под углом к его образующей. На фиг. 1 показано устройство в исходном положении, общий вид; на фиг. 2 - устройство в двух положениях: верхнее - после утолщения конца трубы, нижнее - в момент вывода сборной оправки из утолщенной внутренней полости трубы; на фиг. 3разрез А-А на фиг. 1. Устройство высадки концевых утолщений на трубах содержит матрицу 1, состоящую из двух половин, нагревательное устройство, состоящее из корпуса 2 и индуктора 3 и сборную оправку, состоящую из секторных вкладышей 4 (в данном случае их шесть штук), обоймы 5 и приводного штока 6. Шток 6 снабжен цилиндрическим буртом 7, на котором размеш,ен пуансон 8, выполненный в виде упругой разрезной втулки с разрезом а. Этот разрез может быть выполнен под углом примерно 15° к цилиндрической образующей пуансона. Наружный диаметр пуансона 8 при его изготовлении выполняется примерно на 0,5-0,8 мм полнее внутреннего диаметра матрицы зажима; а разрез а в этом случае может быть принят равным а 3,14(Опуансояа-Оматрицы)+0,3 мм или 0 3,14(0,5-0,8)+ 0,3 мм, где Опуансонз-наружный диаметр пуансона при изготовлении его, мм; Оматрицы -внутренний (рабочий) диаметр матрицы, мм. Торцы 9 секторных вкладыщей 4 выполнены наклонны(ми с углом наклона«х, который может быть равным не менее 45° (в данном случае 60°), наружная поверхность вкладышей образована цилиндрическим участком, переходящим в конический участок 10. Внутренний диаметр секторных вкладышей 4 Do зависимо связан с диаметром стержня Der. центрального штока 6 и должен быть выполнен не менее, чем Оч + (Ови - -Dyr), где DBB,- внутренний диаметр трубы до утолщения (фиг. 2); DVT - внутренний диаметр трубы после утолщения. Секторные вкладыши 4 по наружной поверхности скреплены между собой пластинчатой пружиной 11, размещенной в проточке 12, выполненной на указанных вкладыщах. Один из торцов обоймы 5 имеет коническую поверхность 13, эквидистантную поверхности вкладышей 4. Внутри обоймы 5 размещена пружина 14, взаимодействующая с торцами секторных вкладышей 4 через шайбу 15. Усилие сжатия пружины 14 регулируется, гайкой 16, установленной на резьбовом хвостовике штока 6. Торец 17 цилиндрического бурта 7 выполнен в виде конуса, ответного конусной поверхности вкладышей 4. На стержне штока 6 выполнены щлицы 18, а во внутренней полости

вкладышей 4 в этом же месте выполнено ответное количество пазов 19, т. е. в каждом секторном вкладыше по одному пазу 19, следовательно количество шлиц 18 на штоке 6 должно быть равно количеству секторных вкладышей 4. В исходном (собранном) положении устройства должно быть обеспечено шлицевое соединение 18-19 центрального штока 6 с вкладышами 4. Зазор с между секторными вкладышами 4 в исходном положении устройства (фиг. 1 и 3) должен быть равен

с 3,14(Ою-Dif):k (мм) где k - количество секторных вкладышей.

В нашем случае k 6 штук, тогда с 0,53(Овн-DVT.) мм.

Выполнение пуансона разрезным с определенной величиной разреза а позволяет снизить трудоемкость его изготовления и облегчается подгонка пуансона при сборке его с матрицей 1 по наружному диаметру пуансона и внутреннему диаметру матрицы. Это обеспечивается за счет наличия зазора в разрезе а пуансона. При работе устройства перемещение пуансона 8 во внутренней полости матрицы 1 осуш,ествляется беззазорно за счет упругости (пружинения) пуансона, что исключает затекание материала (образование облоя) утолщаемого торца трубной заготовки 20, кроме этого, увеличивается эксплуатационный срок службы устройства за счет увеличения стойкости матрицы 1 и пуансона 8.

Устройстве) работает следующим образом

Трубную заготовку 20 устанавливают во внутренную полость матрицы 1 таким образом, чтобы утолшаемый ее торец был выставлен в упор с торцом пуансона 8 (фиг. 1), при этом центровка трубной заготовки 20 во внутренней полости матрицы 1 осуществляется секторными вкладышами 4 сборной оправки, введенной во внутреннюю полость трубы, которые своей наружной цилиндрической поверхностью взаимодействуют с внутренней поверхностью заготовки 20 по ее внутреннему диаметру DBH. (фиг. 2). После установки и центровки трубную заготовку 20 зажимают матрицей 1, одновременно с этим матрицей I осуществляется упругая деформация пуансона 8 в пределах величины разреза а, т. е. обеспечивается беззазорное охватывание внутренней поверхностью матрицы 1 наружной поверхности пуансона 8. Потом на матрицу 1 устанавливают нагревательное устройство (корпус 2 и индуктор 3), включают нагрев и при достижении заданной температуры нагрева утолщаемого торца трубной заготовки 20 к торцу сборной оправки (в нашем случае к торцу приводного штока 6) и пуансона 8 прикладывают усилие осадки Р,, (фиг. 2). Нагретый утолщаемый торец трубы 20, деформируясь и утолщаясь, сжимает сектор ные вкладыщи 4 в радиальном направлении, и этим самым обеспечивает постоянное создание полости для размещения припуска на внутреннее утолщение. В процессе деформации нагретой части трубной заготовки 20 на длине припуска на утолщение при отсутствии внутреннего подпора имеет место потеря устойчивости этой части трубы, что приводит к складкообразованию или гофрированию. Наличие секторных вкладышей 4 сборной оправки предотвращает потерю устойчивости. Это обеспечивается формой выполнения сборной оправки, в частности, формой выполнения секторных вкладышей 4, приводного штока 6 и обоймы 5, а именно, секторные вкладыши 4, сжимаясь в радиальном направлении своей конусной поверхностью 9, постоянно подпираются ответной ко нусной поверхностью штока 6 с одной стороны, а с другой стороны секторные вкладыши 4 постоянно подпираются пружиной 14 размещенной в обойме 5, жестко связанной со штоком 6. Окончание процесса образования утолщения на заданную величину диа метра Dyr. ограничивается смыканием двух поверхностей по диаметрам Do отверстия секторных вкладышей 4 и DCT штока 6 (фиг. 1 и 2). После окончания процесса осадки сборную оправку выводят из внутренней полости трубы 20 под действием усилия Рвоавр., отводят нагревательное устройство (корпус 2 с индуктором 3), разжимая матрицу 1 и снимают.готовую деталь. Устройство устанавливают в исходное положение (фиг. 1), затем устанавливают следующую трубную заготовку и процесс осадки повторяется.

Изобретение по сравнению с базовым объектом, в качестве которого принят прототип, позволяет значительно повысить стойкость пуансона, расширить технологические возможности устройства путем деформирования труб с различной толщиной стенки, а также значительно сократить номенклатуру технологической оснастки.

(риг. г

А-А

1

(риг.З

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСАДКИ КОНЦЕВЫХ УТОЛЩЕНИЙ НА ТРУБАХ, содержащее нагревательное устройство, матрицу, установленные соосно пуансон, сборную оправку, выполненную в виде секторных вкладышей, смонтированных на приводном штоке и связанных с ним с помош.ью средств крепления, отличающееся тем, что, с целью- повышения стойкости пуансона, пуансон выполнен в виде разрезной втулки, а торцы секторных вкладышей со стороны, обращенной к пуансону, выполнены наклон(риг.1 ными к оси штока в направлении их внутренней полости, при этом наружная поверхность вкладышей образована двумя участками: цилиндрическим со стороны их торцов, обращенных к пуансону, и коническим, обращенным меньшим основанием в сторону средств крепления, приводной шток снабжен цилиндрическим буртом под пуансон, участок которого со стороны, обращенной к секторным вкладышам, выполнен в виде усе4енного конуса с углом наклона образующей равным углу наклона торцов вкладышей, а средство крепления вкладышей на штоке выполнено в виде обоймы с коническим участком, охватывающим конические участки вкладышей, причем все указанные конические участки имеют одинаковый, угол конусности. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что секторные вкладыши подпружинены относительно обоймы. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что разрез в пуансоне выполнен под углом 2 к его образующей. 2 3 СО О5 О5 СлЭ