Устройство для деформирования концов труб

 

Использование: изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для различных видов деформирования концов труб (калибровка, развальцовка, зиговка и т. п. ). Сущность: устройство для деформирования концов труб содержит неподвижно установленный на станине матрицедержатель 1, инструментальный узел, состоящий из разъемной матрицы 2 и стержня 3 с эластичным пуансоном 4. Стержень 3 связан со штоком 5 силового цилиндра 6 посредством головки 7 и кулачков 8, размещенных в отверстиях головки 7 и подпружиненных пружинами 9. Кулачки 8 имеют возможность взаимодействия с профильными поверхностями 11 гильзы 12, охватывающей головку 7, и с канавкой 10 стержня 3. Устройство содержит узел фиксации матрицы. При рабочем ходе силового цилиндра 6 поршень последнего перемещает головку 7 вправо, кулачки 8 входят во взаимодействие с профильными поверхностями 11, сжимают пружины 9 и попадают в канавку 10. Далее стержень 3 движется вправо вместе с головкой 7, эластичный пуансон 4 сжимается концевой частью стержня 3 и осуществляет деформирование конца трубы. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для различных видов деформирования концов труб (калибровка, развальцовка, зиговка и т. п. ).

Известен гидромеханический экспандер для калибровки труб, содержащий силовой цилиндр с размещенными в нем двумя соосными друг другу поршнями, на штоках которых закреплены инструментальные головки с секторами, воздействующими на внутреннюю поверхность трубы.

В процессе калибровки трубы на одной из головок на другую надвигается вторая труба на величину шага раздачи, после чего производится калибровка второй трубы. По окончании калибровки обе трубы снимаются с головок экспандера. Насадка и съем труб с инструментальных головок осуществляется специальными механизмами [1] .

Применение в известном гидромеханическом экспандере специальных механизмов для насадки и съема труб требует большой точности изготовления и сборки его элементов.

Кроме того, жесткое закрепление инструментальных головок приводит к невозможности использования экспандера для других видов деформирования концов труб и других типоразмеров изделий из-за того, что смена инструментальных головок значительно затруднена. Это особенно ощутимо в условиях мелкосерийного производства при большой номенклатуре изделий.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является приспособление для штамповки трубчатых деталей эластичной средой, содержащее инструментальный узел, состоящий из разъемной матрицы, размещенной в матрицедержателях и взаимодействующих с пуансоном, представляющим собой эластичную втулку, расположенную на штоке силового цилиндра. Матрицедержатели подпружинены относительно друг друга, а их зажим осуществляется при помощи клина, закрепленного на штоке другого силового цилиндра [2] .

В процессе работы при установке трубы в малый зазор между неподвижными матрицей и эластичной втулкой практически неизбежен перекос трубы, что затрудняет выполнение данной операции, а также приводит к быстрому износу эластичной втулки.

Фиксация матрицы при помощи клина требует применения для этой цели дополнительного силового цилиндра, что приводит к усложнению конструкции и увеличению габаритов приспособления.

Цель изобретения - устранить перекос трубы при установке ее в инструментальный узел.

Для этого необходимо, чтобы пуансон с насаженной на него эластичной втулкой, был съемным. Это позволило бы производить насадку трубы на пуансон вне рабочей зоны приспособления, где не требуется строгого соблюдения со штоком последнего. Кроме того, съемный пуансон с эластичной втулкой должен быть легко зафиксирован, чтобы его установка и снятие не представляло трудностей.

Для этого пуансон связан со штоком силового цилиндра посредством головки и размещенных в головке подпружиненных кулачков, имеющих возможность взаимодействия с пуансоном и с профильными поверхностями гильзы, охватывающей головку и подпружиненной относительно нее.

Другой задачей изобретения является выполнение узла фиксации матрицы наиболее простым, без применения силового цилиндра и увеличения габаритов устройства в целом.

Для решения этой задачи предложена конструкция узла фиксации матрицы в виде шарнирно установленных на матрицедержателе двуплечих рычагов, одно из плеч которых шарнирно связано с поворотной рамкой, а другое прилегает к наружному торцу матрицы, при этом на каждом из рычагов жестко закреплены зубчатые стопорные элементы, впадины которых имеют возможность взаимодействия с пружинными элементами, закрепленными на матрицедержателе.

На фиг. 1 изображено устройство для деформирования концов труб в рабочем положении, общий вид; на фиг. 2 - то же, после окончания рабочего цикла; на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 4 - узел I на фиг. 3; а - в положении фиксации матрицы; б - в положении освобождения матрицы; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 4.

Устройство для деформирования концов труб содержит неподвижно установленный на станине матрицедержатель 1, инструментальный узел, состоящий из разъемной матрицы 2 и стержня 3 с эластичным пуансоном 4. Стержень 3 связан со штоком 5 силового цилиндра 6 посредством головки 7 и кулачков 8, размещенных в отверстиях головки и подпружиненных пружинами 9.

Кулачки 8 имеют возможность взаимодействия с канавкой 10 стержня 3 и с профильными поверхностями 11 гильзы 12, охватывающей головку. На хвостовике 13 головки 7 закреплена гайка 14. Гильза 12 подпружинена пружиной 15, размещенной между торцовыми поверхностями гильзы и гайки.

Устройство содержит узел фиксации матрицы, выполненный в виде двуплечих рычагов 16, шарнирно установленных на матрицедержателе при помощи осей 17. Одно плечо 16 рычагов шарнирно связано с поворотной рамкой 18, другое плечо прилегает к наружному торцу матрицы 2. На осях 17 также шарнирно установлены зубчатые стопорные элементы 19, жестко соединенные с рычагами. Впадины зубчатых стопорных элементов имеют возможность взаимодействия с пружинными элементами 20, закрепленными на матрицедержателе.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы трубу 21 насаживают на эластичный пуансон 4, надетый на стержень 3, после чего стержень вставляют в матрицу 2 и в отверстие головки 7.

Поворотом рамки 18 осуществляют фиксацию матрицы 2. При этом рычаги 16 поворачиваются вокруг осей 17, а концы рычагов частично перекрывают торцовые поверхности матрицы 2. Поворот рамки осуществляют на определенный угол, позволяющий впадинам зубчатых стопорных элементов 19 прижать пружинные элементы 20 (см. фиг. 3, 4а).

Далее включают силовой цилиндр 6 для совершения им рабочего хода. При этом поршень цилиндра перемещается вправо. Шток 5 цилиндра, связанный с хвостовиком 13 головки 7, также перемещает последнюю вправо. При этом кулачки 8 входят во взаимодействие с профильными поверхностями 11 гильзы 12 и перемещаются по направлению к стержню 3, сжимая пружины 9 и попадая в канавку 10.

При дальнейшем движении головки 7 вправо захваченный кулачками 8 стержень 3 движется вправо вместе с головкой, эластичный пуансон 4 сжимается концевой частью стержня 3 и осуществляет деформирование конца трубы.

При обратном ходе силового цилиндра 6 поршень со штоком 5 перемещаются влево, двигая головку 7. Гильза 12 перемещается вместе с головкой под действием усилия со стороны пружины 15 до упора в торец матрицедержателя 1, при этом кулачки 8 перемещаются вдоль канавки 10. После упора гильзы 12 в торец матрицедержателя головка 7 продолжает свое движение влево. Кулачки 8 под действием пружин 9 выходят из канавки, освобождая стержень 3 (см. фиг. 2).

После окончания рабочего цикла производят расфиксацию матрицы 2 поворотом рамки 18 в исходное положение (на фиг. 3 показано пунктиром), при котором концы рычагов 16 освобождают торцевые поверхности матрицы, а стопорные элементы 19 попадают другими своими впадинами на пружинные элементы 20 (см. фиг. 3, 4б).

После расфиксации матрицы 2 готовую трубу легко вынимают из устройства вместе со стержнем 3 и насаженным на него эластичным пуансоном 4, а затем снимают ее с последнего.

В приведенном примере на фиг. 1 и 2 показан процесс калибровки трубы, как частный случай процесса деформирования концов труб. Для осуществления других видов деформирования достаточно лишь заменить разъемную матрицу 2 на другую. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 408678, кл. В 21 В 19/10, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР N 597467, кл. В 21 D 22/10, 1978.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕФОРМИРОВАНИЯ КОНЦОВ ТРУБ, содержащее разъемную матрицу, установленную в матрицедержателе, связанный со штоком силового цилиндра эластичный пуансон, выполненный в виде втулки и размещенный внутри матрицы, и узел фиксации матрицы, отличающееся тем, что оно снабжено установленной соосно с матрицой гильзой с профилированной внутренней поверхностью, смонтированной с возможностью осевого перемещения внутри гильзы и подпружиненной относительно последней головкой с осевым гнездом и радиальными отверстиями, стержнем, один конец которого связан с эластичным пуансоном, а свободный конец размещен в осевом гнезде головки, радиально-подвижными подпружиненными кулачками, каждый из которых размещен в радиальном отверстии головки с возможностью взаимодействия своими концевыми участками соответственно с профилированной поверхностью гильзы и свободным концом стержня, при этом стержень установлен с возможностью осевого перемещения относительно матрицы и головки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел фиксации матрицы выполнен в виде поворотной рамки, пружинных элементов, смонтированных на матрицедержателе, зубчатых стопорных элементов и двуплечих рычагов, каждый из которых шарнирно закреплен на матрицедержателе с возможностью контакта одним своим плечом с наружным торцом матрицы, при этом другим плечом каждый рычаг шарнирно связан с поворотной рамкой, а зубчатые стопорные элементы жестко закреплены на рычагах с возможностью взаимодействия с пружинными элементами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5