устройство для раздачи полых изделий

Формула изобретения

Устройство для раздачи полых изделий, содержащее шток с двумя конусами, один из которых закреплен на его конце неподвижно, а другой насажен на него с зазором, и секционный пуансон, расположенный между конусами и подпружиненный в поперечном направлении к оси штока, отличающееся тем, что оно снабжено толкателем, конус, закрепленный на конце штока со стороны большего основания, имеет формообразующий элемент, напротив которого установлен толкатель, шток соединен с приводом осевого перемещения, конус, насаженный на шток, связан с приводом вращательного движения, причем на контактных поверхностях конусов и секционного пуансона выполнены шлицы, а с наружной стороны пуансона расположен по крайней мере один раскатной ролик.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам для деформирования концевых участков трубчатых заготовок и может быть использовано в машиностроении для получения преимущественно осесимметричных раструбов на трубах.

Известно устройство для раздачи концов труб [1], содержащее приводной шток с конусным наконечником, на котором расположена разжимная цанга. Цангу вводят в предварительно закрепленную трубу и с помощью приводного штока с конусным наконечником ее разжимают. В результате концевой участок трубы деформируется с получением конусообразного обратного раструба. Дальнейшее перемещение штока приводит к перемещению разжатой цанги относительно неподвижной трубы и к ее деформированию с получением цилиндрического раструба.

Недостатком известного устройства являются относительно низкие предельные возможности раздачи концевого участка трубы из-за возможного разрушения заготовки под действием окружных растягивающих напряжений.

Известен также инструмент для механической раздачи труб большого диаметра [2], содержащий перемещающийся вдоль трубы дорн с конической головкой и воздействующий на установленные внутри трубы с возможностью радиального перемещения сегменты. При перемещении дорна внутри трубы сегменты расходятся и осуществляют раздачу трубы.

Недостатком этого устройства является возможность разрушения заготовки при небольших степенях раздачи трубы из-за неблагоприятной схемы нагружения окружными растягивающими напряжениями.

Наиболее близким к предлагаемому решению является штамп для раздачи полых изделий [3], содержащий два конуса, один из которых жестко закреплен на конце штока, а второй - с возможностью относительного перемещения вдоль его оси, и секционный пуансон, расположенный между конусами и подпружиненный в направлении штока. Цилиндрическую заготовку устанавливают на секционный пуансон и под действием, например, траверсы пресса осуществляют сближение конусов; секционный пуансон разжимается и раздает заготовку.

Недостатком известного штампа является относительная низкая степень деформации трубы и опасность ее разрушения из-за неблагоприятной схемы нагружения заготовки окружными растягивающими напряжениями.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение степени деформации трубы без ее разрушения, т.е. расширение технологических возможностей формоизменения трубчатых заготовок.

Сущность предлагаемого решения состоит в том, что в устройстве для раздачи полых изделий, содержащем шток с двумя конусами, один из которых закреплен на его конце неподвижно, а другой насажен на него с зазором и секционный пуансон, расположенный между конусами и подпружиненный в поперечном направлении к оси штока, согласно изобретению конус, закрепленный на конце штока со стороны большего основания, имеет формообразующий элемент, напротив которого установлен толкатель, шток соединен с приводом осевого перемещения, конус, насаженный на шток, связан с приводом вращательного движения, причем на контактных поверхностях конусов и секционного пуансона выполнены шлицы, а с наружной стороны пуансона расположен по крайней мере один раскатной ролик.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства и схема его работы; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Устройство содержит два конуса 1 и 2 (фиг. 1), и шток 3. На одном конце штока 3 жестко закреплен конус 1. Шток проходит через конус 2 с зазором и соединен с приводом осевого перемещения (не показан). Секционный пуансон 4 расположен между конусами 1 и 2 и контактирует с последними с помощью шлицевого соединения 5, Секционный пуансон поджат в направлении штока 3 пружиной 6. Формообразующий элемент 7, расположен на большем основании конуса 1. Устройство содержит по крайней мере один раскатной ролик 8, расположенный с наружной стороны секционного пуансона 4, и толкатель 9, расположенный напротив конуса 1 с приводом осевого перемещения (не показан). Кроме того, конус 2 имеет привод вращательного движения (не показан)

Устройство работает следующим образом. Исходную трубчатую заготовку 10 устанавливают между конусом 1 и толкателем 9 устройства. Под действием усилия толкателя P_т осуществляют раздачу трубы по формообразующей рабочей поверхности элемента 7 с получением цилиндрического раструба 11. Степень деформации трубы на этом этапе выбирают меньше, чем предельная на 10 - 15%, чтобы исключить возможность разрушения трубы. Затем шток 3 перемещают с усилием P_ш, приводя в действие секционный пуансон 4 и раздавая заготовку 11. Одновременно с этим приводят во вращение конус 2, который благодаря шлицевому соединению передает вращательное движение на секционный пуансон 4, конус 1 и заготовку 11 соответственно. Раздачу вращающейся заготовки 11 секционным пуансоном 4 осуществляют с дополнительным деформированием заготовки по толщине по крайней мере одним раскатным роликом 8, воздействующим на заготовку 11 силой P_р. под действием, например, пружин сжатия или гидроцилиндра (не показан). В результате такого комплексного воздействия заготовка на втором этапе деформирования примет окончательную форму 12, которая будет определяться формой наружной поверхности секционного пуансона 4, Дополнительное деформирование заготовки 11 по толщине раскатным роликом 8 уменьшит растягивающие окружные напряжения при раздаче по сравнению с традиционными методами, что увеличит суммарную предельную деформацию заготовки 10.

Деформирование заготовки 10 в два этапа дает возможность, кроме того, осуществлять калибровку заготовки 10 на первом этапе и уменьшить радиальное перемещение пуансона 4 (а значит и зазоры между секторами) на втором этапе.

Устройство было опробовано при раздаче стальных труб с наружным диаметром 40 мм и толщиной стенки 2,8 мм. Заготовка на первом этапе раздавалась до диаметра 44 мм, толщина стенки лежала в пределах 2,6 - 2,7 мм. На втором этапе деформирования часть заготовки раздавалась секционным пуансоном до диаметра 48 мм с одновременным сжатием стенки заготовки раскатным роликом до 2,3 - 2,5 мм. Длина деформированной части составляла 30 мм. Усилие прижима раскатного ролика к заготовке 1500 - 2000 кг. Число оборотов заготовки 140 об/мин.

По сравнению с известными устройствами предлагаемое устройство обеспечило повышение степени деформации заготовки на 20 - 25%.

Предлагаемое устройство для раздачи полых изделий увеличит степень деформации трубы без ее разрушения и, следовательно, расширит технологические возможности формоизменения трубчатых заготовок.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР N 1581433, кл. B 21 D 41/02, 1990, БИ N 28.

2. Авторское свидетельство СССР N 389869, кл. B 21 D 41/02, 1973, БИ N 30.

3. Авторское свидетельство СССР N 1038017, кл. B 21 D 41/02, 1983, БИ N 32.