Способ развальцовки трубчатых заготовок и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к процессу переработки пластичных материалов и может быть использовано для развальцовки трубчатых заготовок из металла и пластмасс. Цель изобретения - снижение трудоемкости и расширение технологических возможностей путем обеспечения изготовления раструбов квадратного сечения из круглой заготовки. Деформирующий инструмент и заготовку устанавливают при развальцовке с относительным эксцентриситетом, а инструмент вращают в ту же сторону со скоростью в три раза меньше скорости вращения заготовки или со скоростью, равной 0,75 скорости вращения заготовки. Для изготовления квадратного раструба в устройстве для развальцовки патрон 1 для зажима заготовки и рабочая часть 5 инструмента для деформирования заготовки установлены с относительным эксцентриситетом. Рабочая часть 5 инструмента выполнена в виде трехгранной пирамиды , содержащей в основании равносторонний треугольник Рёло. Стороны треугольника образованы путем попарного соединения верщин дугами окружности радиусом, равным расстоянию между вершинами, и центром в третьей вершине треугольника. Хвостовик 4 инструмента соединен с приводом 3 вращения через редуцирующий механизм . Вводя рабочую часть 5 инструмента в трубку, вращая инструмент, осуществляют развальцовку трубчатой заготовки 2 с получением квадратного раструба, который образуется за счет использования рабочей части инструмента в виде трехгранной пирамиды, имеющей в основании равносторонний треугольник Рёло. 2 с. и 2 з.п., 6 ил. $ (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3844802/25-05; 3847518/25-05;

3859569/25-05 (22) 21.01.85 (46) 23.02.88. Бюл. № 7 (72) А. С. Анищенко, А. П. Андрющенко, М. П. Найденов и А. Х. Паша (53) 621.774:678.057 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 732053, кл. В 21 D 13/04, 1980. (54) СПОСОБ РЛЗВАЛЬЦОВКИ ТРУБЧАТЫХ ЗАГОТОВОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к процессу переработки пластичных материалов и может быть использовано для развальцовки трубчатых заготовок из металла и пластмасс. Цель изобретения — снижение трудоемкости и расширение технологических возможностей путем обеспечения изготовления раструбов квадратного сечения из круглой заготовки.

Деформирующий инструмент и заготовку устанавливают при развальцовке с относительным эксцентриситетом, а инструмент вращают в ту же сторону со скоростью в три

„„SU„„1375383 А 1 (Su 4 В 21 Р 41 02, 39 10, 19 04, В 21 С 57/04 раза меньше скорости вращения заготовки или со скоростью, равной 0,75 скорости вращения заготовки. Для изготовления квадратного раструба в устройстве для развальцовки патрон 1 для зажима заготовки и рабочая часть 5 инструмента для деформнрования заготовки установлены с относительным эксцентриситетом. Рабочая часть 5 инструмента выполнена в виде трехгранной пирамиды, содержащей в основании равносторонний треугольник Рело. Стороны треугольника образованы путем попарного соединения вершин дугами окружности радиусом, равным расстоянию между вершинами, и центром в третьей вершине треугольника.

Хвостовик 4 инструмента соединен с приводом 3 вращения через редуцирующий механизм. Вводя рабочую часть 5 инструмента в трубку, вращая инструмент, осуществляют развальцовку трубчатой заготовки 2 с получением квадратного раструба, который образуется за счет использования рабочей части инструмента в виде трехгранной пирамиды, имеющей в основании равносторонний треугольник Рело. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1375383

Изобретение относится к обработке металлов и пластмасс давлением, в частности к технологии и оборудованию для изготовления квадратных раструбов на концах труб.

Цель изобретения — снижение трудоемкости и расширение технологических возможностей путем обеспечения изготовления раструбов квадратного сечения из круглой заготовки.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство в начальной стадии развальцовки; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — конечная стадия развальцовки квадратного раструба; на фиг. 4 — схема образования квадратного контура раструба при развальцовке трубы с помощью треугольника Рело; на фиг. 5 — вариант эксцентричного крепления инструмента; на фиг. 6 — вариант устройства с использованием движителя для передачи вращения от привода.

Устройство (фиг. 1) содержит патрон 1 для зажима с эксцентриситетом и вращения трубчатой заготовки 2 от привода 3. Напротив патрона 1 коаксиально ему установлен деформирующий инструмент, содержащий хвостовик 4 и рабочую часть 5, которая выполнена в виде установленной соосно с патроном 1 трехгранной, в данном случае усеченной пирамиды (фиг. 1 и 2).

Основанием пирамиды служит равносторонний треугольник Рело (равноосный контур).

Стороны треугольника (фиг. 2) образованы попарным соединением вершин дугами окружности радиусом, равным расстоянию между вершинами, и центром в третьей вершине треугольника. Хвостовик соединен с приводом 3 осевого вращения патрона 1 через редуктор с шестернями 6 и 7, который обеспечивает вращение рабочей части 5 в сторону вращения патрона 1 со скоростью, в три раза меньшей скорости вращения патрона 1. Это обеспечивается, например, соответствующим выбором передаточных чисел двух пар шестерен 7 и 6, расчетом цепных или ременных передач вращения от двигателя к патрону 1 и хвостовику 4 и т. д. При необходимости пирамида может содержать калибрующий участок в виде смежной с хвостовиком 4 призмы.

Устройство (фиг. 6) содержит патрон 1 для зажима трубчатой заготовки 2, напротив патрона установлен деформирующий инструмент, содержащий хвостовик 4 и рабочую часть 5. Рабочая часть 5 выполнена в виде коаксиально прикрепленной к хвостовику трехгранной пирамиды (в данном случае усеченной) . В основании пирамида имеет треугольник Рело (фиг. 2). Для передачи вращения деформирующему инструменту от привода 3 используется редуктор, состоящий из шестерен 7, двух колес 8 и 9, основного 10 и промежуточного 11 валов и движителя, включающего ведущие внутреннюю шестерню 12 и внешнюю шестерню, 5

55 состоящую из двух колес 13 и 14, ведомую шестерню 15 и сателлит 16 (который может отсутствовать). Ведомая шестерня 15 расположена между шестерней 12 и колесами 13 и 14 в зацеплении с ними.

Для удобства сборки движителя и с целью предотвращения выскальзывания ведомой шестерни 15 из движителя при работе установки от действия деформирующих усилий ведущая внешняя шестерня состоит из двух колес 13 и 14 с косыми зубьями по внутреннему ободу, соединенных по плоскости (например, болтами) с образованием шевронных зубьев. В свою очередь, ведомая шестерня 15 и внутренняя ведущая шестерня 12, а также сателлит 16 также имеют шевронные зубья. В этом случае ведомую шестерню 15 и сателлит 16 (при сборке движителя) вводят в зацепление с внутренней ведущей шестерней 12, а затем с дух сторон насаживают на шестерню

15 и сателлит 16 колеса 13 и 14 с последующим их креплением по плоскости. Шевронные зубья обеспечивают надежную фиксацию шестерни 15 в движителе при раздаче заготовки 2.

Внутренняя ведущая шестерня 12 движителя насажена на вал 10 редуктора, а колеса 13 и 14 внешней ведущей шестерни находятся в зацеплении с колесом 9 редуктора. Редуктор обеспечивает вращение ведущих шестерен в одну сторону с заданной скоростью. Ведомая шестерня 15 соединена соосно с хвостовиком 4 деформирующего инструмента.

Способ осуществляют следующим образом.

Трубчатую заготовку 2 зажимают в патроне 1 с эксцентриситетом или инструмент устанавливают с эксцентриситетом (ось вращения заготовки 2 на фиг. 1 смещена вниз относительно оси вращения патрона 1) или (фиг. 5), наоборот, оставляют свободным развальцовываемый участок и при необходимости нагревают его до рабочей температуры. От привода 3 вращают патрон 1 с заготовкой 2 и хвостовик 4 с рабочей частью 5 в одну сторону с соотношением скоростей вращения заготовки 2 и рабочей части 5, равным 3:1. Вводят рабочую часть 5 внутрь заготовки 2 и развальцовывают в данном случае (фиг. 3) конусообразный раструб квадратного сечения (на фиг. 3 ось заготовки 2 смещена вверх относительно оси патрона 1). В начальный момент развальцовка начинается при контакте нижнего ребра и середины верхней грани пирамиды (фиг. 1) с заготовкой 2. В дальнейшем деформация раструба происходит при единичном локализованном контакте рабочей части 5 с заготовкой 2 (фиг. 3).

Образование предложенным способом квадратного раструба на трубчатой заготов1375383 треугольник Рело

35 или а =0,025R+0,295ã, Формула изобретения

55 ке 2 основано на следующем свойстве треугольника Рело.

Если треугольник Ai Bi Ci вращать вокруг центра О> описанной вокруг него окружности радиусом OiAi (фиг. 4), а центр О> вращать в противоположную сторону в три раза быстрее по окружности с центром N, то треугольник описывает фигуру, незначительно отличающуюся по форме от квадрата. Так, за один оборот центра Оз вправо по окружности радиуса O>N два угла квадрата оформлены вершиной А треугольника и по одному вершинами В и С. Через каждые четверть оборота около центра N треугольник Рело находится в положениях

АзВзСз, АзВзСз и А В Со

Вращением заготовки 2 в патроне 1 с эксцентриситетом относительно оси патрона 1 и, следовательно, оси пирамиды моделируют вращение центра Oi относительно центра

N. Однако относительно заготовки 2 пирамида (треугольник Рело) вращается в противоположную сторону, поэтому для обеспечения полного динамического подобия пирамиду вращают в сторону вращения заготовки 2 со скоростью, в три раза меньшей скорости вращения заготовки 2. Сторона квадрата, точнее расстояние между углами полученного раструба равно

А Вз= /2(О А +О N) =- 2(R+r) Отклонение а стороны квадрата от идеальной прямой равно

a=OiAi (3 — 1 — - ) +Oi N (1 — - )

/ К2 Ð. где R — радиус окружности, описанной около основания пирамиды в рассматриваемом сечении развальцованного участка заготовки 2 (минимальная и максимальная его величины равны радиусам окружностей, описанных соответственно около меньшего и большего оснований пирамиды);

r — величина эксцентриситета между осями заготовки 2 и патрона 1.

Таким образом, при достаточно малом эксцентриситете возможно получение квадратных раструбов с практически прямыми сторонами квадрата. Однако величина эксцентриситета г не должна быть меньше суммы величин погрешностей от несоосности пирамиды патрона 1 и радиальных биений в приводе.

Трубы из алюминиевого сплава АД размерами 54хЗх170 мм на длине 60 мм зажимают в четырехкулачковом патроне с эксцентриситетом 5 мм и при скорости враще5

20 ния 600 об/мин нагревают полосовым индуктором до 350 — 400 С. Затем вводят внутрь труб трехгранную усеченную пирамиду, содержащую в основаниях треугольник Рело, и развальцовывают конусные раструбы квадратного сечения при скоростях вращения труб и пирамиды соответственно

120 и 40, 90 и 30, 60 и 20 об/мин. Диаметры описанных окружностей около оснований пирамиды равны 40 и 70 мм, высота пирамиды 100 мм. Указанные соотношения скоростей обеспечивают соединением хвостовика деформируюшего инструмента зубчатой передачей через промежуточный вал с патроном. Диагональ большего основания раструба равна 78 мм, максимальное отклонение формы стороны квадрата от прямой соответственно 2; 6; 2,5 и 2,3 мм.

На фиг. 5 представлен вариант, когда рабочая часть 5 инструмента установлена с эксцентриситетом относительно хвостовика 4 (эксцентриситет r). Рабочая часть выполнена в виде трехгранной пирамиды, основанием которой служит равносторонний

Редукцирующий механизм обеспечивает вращение рабочей части инструмента в сторону вращения патрона со скоростью, связанной со скоростью вращения патрона следующим соотношением: v=0,75w, где v u ъ — скорости вращения рабочей части инструмента и патрона.

Таким образом, изобретение обеспечивает возможность получения квадратных, раструбов на трубчатых заготовках деформацией за один переход, отсутствует необходимость в мощном прессовом оборудовании, увеличивается пластичность и снижаются усилия деформирования за счет локализации деформации и цикличности приложения нагрузки.

1. Способ развальцовки трубчатых заготовок, включающий зажим заготовки в патроне, вращение и увеличение диаметра заготовки путем ввода внутрь деформирующего инструмента и вращения его вокруг своей оси, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и расширения технологических возможностей путем обеспечения изготовления раструбов квадратного сечения из круглой заготовки, деформирующий инструмент и заготовку устанавливают при развальцовке с относительным эксцентриситетом, а инструмент вращают в ту же сторону.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что инструмент вращают со скоростью, в три раза меньшей скорости вращения заготовки.

3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что инструмент вращают со скоростью, равной

0,75 скорости вращения заготовки.

1375383

BudA фиа5

4. Устройство для развальцовки трубчатых заготовок, содержащее патрон для зажима заготовки с приводом его вращения и деформирующий инструмент, состоящий из хвостовика и рабочей части, отличающееся тем, что патрон и рабочая часть инструмента установлены с относительным эксцентриситетом, при этом рабочая часть инструмента выполнена в виде трехгранной пирамиды,,содержащей в основании равносторонний треугольник Рело, стороны которого образованы путем попарного соединения вершин дугами окружности радиусом, равным расстоянию между вершинами, и центром в третьей вершине треугольника, а хвостовик соединен с приводом вращения через редуцирующий механизм.

1375383

14 @с

Составитель И. Фролова

Редактор О. Юрковецкая. Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Заказ 440/12 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4