Способ обработки концов изогнутых патрубков и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК B23D21/00 B23D41/00 

rff

СП

о сд

О)

00

го

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение при торцовке и калибровке изогнутых тонкостенных патрубков.

Цель изобретения - повышение производительности и расширение технологических возможностей за счет обеспечения обработки тонкостенных патрубков, а также за счет обеспечения обработки труб с раз- личныг,:и углами гиба.

На фиг. 1 изображено устройство, обилий вид; на фиг. 2 - устройство с повернутой консолью, вид сверху; на фиг. 3 - схема обработки конца патрубка; на фиг. 4 - схема деформации стенки оболочки и распределения напряжений по сечениям.

Устройство для обработки концов изогнутых патрубков содержит основание 1, часть которого выполнена в виде консоли 2, шар- нирно закрепленной посредством оси на неподвижной части основания 1,обрабатывающие головки 3 и 4, установленные на неподвижной части основания 1 и на подвижной части 2 с возможностью продольного перемещения по направляющим 5, поворотный стол 6, ось которого совмещена с осью вращения консоли 2, и механизм 7 зажима патрубка, установленный в центре пов.оротного стола 6 с во- можностью поперечного перемещения. ГЬ:11и)|)от консоли 2 на требуемый угол изгиб; патрубка производится меха- 1 низмом (не показан) при вращении махо- I вика 8,-а фиксация - зажимом 9.

Управление работой устройства производится с пульта 10 управления. Электро- и гидроаппаратура размещены в шкафу 11, приводы продольного перемещения обрабатывающих головок 3 и 4 размещены на соответствующих частях основания. Головки 3 и 4 выполнены с осевыми отверстиями, в ко- I торых размещены пуансоны 12. Пуансоны 12 I выполнены в виде штока 13 с головкой 14, I втулки 15, между которыми в кольцевой канавке с наклонными стенками установлено I упругое кольцо 16 трапецеидального сечения I Головки 3 и 4 имеют патрон 17, на кулачках ) которого установлены ролики 18 с конусной I заходной частью, совместно образующие : матрицу 19, с регулируемым диаметром в за- ; висимости от диаметра патрубка 20. Для ; сохранения центровки концов патрубка 20 относительно осей обрабатывающих головок 3 и 4 число роликов 18 матрицы 19 не менее трех. Непосредственно за одним из роликов 18 по направлению вращения на одном из подвижных кулачков патрона 17 установлен торцовочный резец 21, фиксируемый винтом 22. Вк„тадыш 23, входящий в ме- : ханизм 7 зажима патрубка, штоки 13, втул- : ки 15 и упругое кольцо 16 выполнены в виде сменного комплекта инструмента. Поворотный стол 6 соединен с подвижной частью 2 посредством шестерен конического дифференциала.

Устройство работает следуюи.им f;i разом.

Маховиком 8 поворачивается копсо.чь 2 на требуемый угол изгиба патрубка, при это.;

механизм 7 зажима патрубка за счет конического дифференциала устанавливается по биссектрисе угла изгиба патрубка 20. Устанавливаются в необходимое положение обрабатываюшие головки 3 и 4 относительно

центра поворотного стола 6. 1)брабатывае- мый патрубок 20 укладывается к мс-ханизм 7 зажима. Оси концов патрубки .«i CMOI поперечного смещения механизма 7 зажима по направляющим поворотного стола 6 совмещаются с осями обрабатывающи.к го.ювок :;

5 и 4. Ролики 18 устанавливаются на исходный диаметр конца обрабатываемо1 о патрубка 20, резец 21 относитс. 1ино этого диа.1ет})а устанавливается на глубину резания, ранную 0,85-0,90 толщины стенки патрубка 20

Q и фиксируется винтом 22.

С пульта 10 включается цикл обрабогки При этом пуансоны 12 вводятся в по.юсти конное патрубка, затем производи го: раздача упругих колец 16 до создания давления, рав11О1ч)

5Р(,9...2,0),

где а п|)едел текучести материала патрубка;

t - толщина стенки патрубка; D - внутренний диаметр патрубк:..

0При этом патрубок 20 жестко фиксируется на пуансонах 12. Включаются вращение и осевое перемещение матрицы 19. За счет наличия конусной заходной части )олики Ж без значительного осевого усилия заводятся на упругодеформированные концы патруб ка 20 и при дальнейшем осевом перемещении роликов и резца производится удаление припуска с концов патрубка и их калибрование. Установка резца 21 на глубину резания, равную 0,85-0,90 толщины стенки патрубка,

0 обеспечивает полное удаление внутреннего заусенца. Увеличение глубины резания более 0,9 толцхины стенки приводит к подрезанию упругого кольца 16 резцом 21, а уменьшение глубины резания ниже 0,85 толщины приводит к образованию заусенца.

5Не прекращая вращения, ролики 18 и

резец 21 отводятся назад в исходное положение. Снимается усилие раздачи упругого кольца 16, нуансоны 12 выводятся из полостей патрубка 20. Патрубок 20 вынимается из механизма 7 зажима. В механизм 7 зажи- ма вставляется новый патрубок, при нажатии кнопки на пульте 10 цикл повторяется. Указанное давление является оптимальным, так как повышение давления, например до 2, приводит к значительной раз5 даче диаметра патрубка по торцу его за счет течения материала при отводе роликов с конца патрубка.

С учетом воздействия вращающихся роликов увеличение диаметра после торцовки

состав.яет в 2,5-3,0 раза больше допустимого на патрубок для соединения их автоматической сваркой. После этого необходимо производить осадку конца патрубка и калибровать вновь, что требует времени на обработку в 2-3 раза больше, т. е. производительность обработки резко снижается.

При уменьшении давления, например, до , наблюдается остаточная овальность концов патрубка, превышающая допустимую. Это объясняется недостаточностью временного воздействия суммарных напряжений от раздачи упругих колец и напряжений изгиба от Браш,аюшихся роликов наружной матрицы. Увеличение напряжений изгиба путем уменьшения диаметра обкатки вызывает вибрацию при обкатке и снижает качество торцовки. Увеличение времени обкатки увеличивает цикл обработки вдвое, что снижает производительность обработки.

Пример. На устройстве обрабатывают предлагаемым способом патрубки из алюминиевого сплава с ат 18 кгс/мм, диаметром 40 мм, толщиной стенки 1 мм с углом изгиба 45 и 60°. Концы патрубка калибруют на длине 8 мм, припуск удаляют до 2,5 мм. Осевая подача роликов и резца 0,1 мм/об при частоте вращения 800 об/мин. Общий осевой ход роликов и резцов 10 мм, пуансонов с упругим кольцом 30 мм. Наклон боковых стенок кольцевой канавки, образованной головкой штока и втулкой, 30°. Упругое кольцо с наружным диаметром 37 мм изготовляют из полиуретана, диаметр штока 13 под упругим кольцом 22 мм. При таком выполнении кольцевой канавки и кольца раздача его по ди-аметру без матрицы при том же осевом усилии увеличена с 2 до 6 мм (номенклатура обрабатываемых диаметров одним комплектом инструмента).

Осевое усилие на штоке выбирают из условия создания напряжений текучести в материале патрубка при деформации кольца длиной 8 мм, т. е. равной длине упругого кольца 16, и составляет 2,000-2500 кгс. С учетом деформации упругого кольца из полиуретана давление распора кольца на длине 8 мм составляет 90-95 кгс/см, что соответствует давлению (1,9-2,. Только в этих пределах получают время обработки с учетом переналадок на партию 1,5 мин, что в 4,0-4,5 раза меньше по сравнению с прототипом, и дополнительно устраняют операцию зачистки заусенцев. Наличие припуска по концам недеформируемого участка патрубка 20 снижают эти напряжения растяжения до напряжений упругого состояния материала. При вращении матрицы 19 воздействие роликов 18 на материал стенки патрубка вызывает дополнительные напряжения поперечного изгиба стенки и периодическое перераспределение напряжений по толщине / до напряжений текучести (г. Таким образом происходит выравнивание напряжений по всему периметру конца

патрубка, искажение цилиндричности конца патрубка устраняется с малой раздачей по диа.метру. Овальность концов патрубков после обработки составляет не более 0,03 мм,

раздача диаметра - 0,25±0,03 мм и находится в пределах требований технических условий на изготовление унифицированных элементов трубопроводов, соединяемых автоматической сваркой.

Использование предлагаемого способа

и устройства д. 1я обработки изогнутых патрубков обеспечивает по сравнению с известными возможность обработки тонкостенных патрубков с сокращением времени обработки до 4,5 раза, устранение зачистки заусенцев, уменьщение метал,1оемкости устройства на всю номенклатуру более 4,5 раза.

Кроме того, изобретение позволяет улучшить условия обслуживания устройства, произвести полную автоматизацию процесса обработки, увеличить диапазон обрабатыва

емых диаметров патрубков без смены пуансонов в 2,5-3 раза.

Ф(

.111.10 изпо;;-егения

1. Способ обработки концов изогнутых

патрубков, включающий фиксацию патрубка перед удалением припусков, удаление припусков и калибровку по диаметру, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и расширения техно,:1огических возможностей за счет обеспечения обработки тонкостенных патрубков, калибровку и удаление припуска осуществляют одновременно путем приложения местного наружного усилия в зоне резания и внутреннего давления Р величиной

P(1.9...2,0|cTTJ/O,

где о - предел текучести материала патрубка;

t - толщина стенки патрубка; D - диаметр конца патрубка,

при этом глубину резания принимают, равной 0,85...0,9 толщины стенки патрубка.

2. Устройство для обработки концов изогнутых патрубков, содержащее размешенные на основании две обрабатывающие вращающиеся головки с осевыми отверстиями, торцовые резцы, установленные по одному в держателях на соответствующих головках с возможностью радиального перемещения, и пуансоны, установленные в отверстиях

головок, отличающееся тем, что каждая головка снабжена равномерно распределенными вокруг ее оси опорными роликами, каждый торцовый резец установлен вслед за одним из роликов в направлении враще

ния головки, а каждый пуансон выполнен в виде штока с головкой и размещенной на штоке втулки, образующей совместно со штоком и его головкой кольцевую канавку трапецеидального сечения в осевой плоскости

г|уансонов, а также размещенное в канавке tnpyroe кольцо.

; 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, , с целью обеспечения возможности обработки концов труб с различными углами гиба, основание выполнено составным, одна и з частей которого установлена неподвижно,

а другая шарнирно связана с возможностью принудительного поворота с неподвижной частью посредством оси, перпендикулярной плоскости изгиба и проходящей через точку пересечения осей штоков пуансонов, при этом одна головка установлена на неподвижной части, а другая - на подвижной.

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение при торцовке и калибровке изогнутых тонкостенных патрубков. Цель изобретения - повышение производительности и расширение технологических возможностей за счет обеспечения обработки тонкостенных патрубков и труб с различными углами гиба. Патрубок раздают за счет распора упругих колец 16 пуансонов клиновидного сечения давлением р, равным р=/1,9....2,0/ σ₃ T/D, где Σ_T - предел текучести материала патрубка, T и D толщина стенки и диаметр конца патрубка соответственно. Обработка ведется на устройстве, содержащем две обрабатывающие головки 3 и 4 с торцовочными резцами 21 с приводами подачи и вращения резцов, пуансонами, выполненными в виде штока 13 с головкой 14 и втулки 15. Упругие кольца 16 размещены между головкой 14 и втулкой 15. Резец 21 и составляющие матрицу ролики 18 вращаются совместно. В момент отрезки стенка патрубка защемляется между упругим кольцом 16 и соседним роликом 18. Часть основания выполнена шарнирно подвижной относительно другой части с осью вращения, перпендикулярной плоскости изгиба патрубка и проходящей через пересечение осей штоков пуансонов. 2 с.п. 1 з.п.ф-лы. 4 ил.

//

10

ч

по

.I

21

13