Устройство для прессования труб

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик р11 774660 (61) Дополнительное к ввт, свид-ву (22) Заявлено 131278 (21) 2696752/25-27 (51)М. Кл.

В 21 С 25/02

В 21 С 23/08 с присоединением заявки Ио

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3010,80, Бюллвтень Йо 40

Дата опубликования описания 301080 (53) УДК 621. 777. .07(088.8) (72) Авторы изобретения

В.У;.Друян, В.Ф.Валакин, Ю.В.. Хуковский, И.И.Иедведев, Ю.Г.Гуляев и A.Г.Карпов

I

Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени

I металлургический институт Ф., "йи .. .ж 4; " (71) Заявитель (54) устРОйство для пРВссовдния тРув

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а конкретнее к получению труб и полых профилей методом прессования.

Известны устройства для прессова- 5 ния труб, способствующие повышению .точности геометрических размеров готовых труб, в которых используются составные матрицы, содержащие неподвижные направляющие и допускающие 1О радиальные перемещения калибрующие части. Для установки матрицы на ось прессования в начальный момент в устройствах имеются установочные пружины (1) . 15

Самоцентровка калибрующей матрицы . не позволяет полностью устранить разностенность прессованных труб, так как в этом случае калибрующая матрица занимает положение, соответствую- 2Q щее равенству давлений на нее со стороны металла по периметру очка матрицы. Равенство давлений обусловливает при прочих равных условиях и равенство вытяжек по стенке заготовки. сле- 25 довательно, при условии выпрессовки раэностенных заготовок более толстым стенкам заготовки соответствует и более толстые стенки готовой трубы. .Таким образом, наряду с некоторым З() снижением абсолютной раэностенйости заготовки при выдавливании ее в трубу, применение самоцентрирующейся калибрующей матрицы сохраняет разностенность трубы, вызванную разностенностью исходной заготовки.

Известно также устройство для прессования труб, содержащее, контейнер, соосно заходящей в него со стороны одного из торцов пресс-штемпель с иглой, последовательно установленные в нем с противоположного торца направляющую и калибрующую матрицы, два независимых привода радиального перемещения калибрующей матрицы в двух взаимно перпендикулярных направлениях и два размещенных диаметрально противоположно под калибрующей матрицей датчика замера толщины стенки отрубы, при этом каждый привод соединен электрической обратной связью с датчиками )2J..

Отказ от принципа самоцентровки и применение приводов радиального перемещения калибрующей матрицы создает возможность получать готовую трубу с минимальной разностенностью, не выходящей эа пределы допуска. Однако использование датчиков толщины стенки готовой трубы в качестве ис774660 точников информации для определения необходимого радиального перемещения калибрующей матрицы не позволяет достичь указанной цели. Это объясняется, во-первых, тем, что в силу нестационарности процесса истечения металла в зазор между оправкой и матрицей из-за изменения по ходу процесса рабочей длины (жесткости) оправки и изменения раэностенности заготовки по ее длине контроль толщины стенки за очагом деформации не позволяет определить положение калибрующей матрицы, концентричное оправке, в очаге деформации. Более того, регулирование положения калибрующей матрицы по от.клонению стенки готовой трубы от номи-l5 нала может в некоторых случаях, например лри возрастании разностенности подпрессованной заготовки от переднего конца к заднему, которое наблюдается при задаче заготовки более точ-р() ным концом к матрице, увеличить раэностенность выходящей трубы. Во-вторых, в силу неизбежного транспортного запаздывания (время между моментом замера и регулирующим воздействием приводами) и труцности точного и быстрого замера толщины стенки преимущества устройства с приводной матрицей сводятся к минимуму.

Целью изобретения является повышение точности прессуемых изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для прессования труб, содержащем контейнер, соосио заходящий в него со стороны одного из торцов пресс штемпель с иглой, установленные в нем неподвижную направляющую матрицу, калибрующую матрицу, смонтированную с возможностью радиального перемещения от регулируемого независимого привода, игла снабжена съем- 4() ным наконечником, центрирующим калибрующую матрицу относительно иглы, а пресс-штемпель снабжен датчиком положени.". его торца относительно калибрующей матрицы, по периметру которой расположены гидроцилиндры с штоками, каждый из которых имеет регулятор давления и датчик положения штока, при этом регулятор давления каждого гидроцилиндра связан электрически с датчиком положения

5Î пресс-штемпеля и датчиком положения штока.

Съемный наконечник на игле применяется для центрирования подвижндй калибрующей матрицы относительно иглы в процессе распрессовки. Известные устройства для центрирования иглы относительно неподвижной матрицы в процессе распрессовки неподвижно закрепляют конец иглы в матрице. При этом, хотя и достигается концентричность переднего конца иглы и матрицы, ось оправки может изогнуться таким образом, что максимальный прогиб иглы от первоначального положения окажется вблизи средней части заготовки, что повлечет в дальнейшем увеличение разностенности в средней части труб.

В данном устройстве не игла центрируется относительно матрицы, а подвижная калибрующая матрица центрируется относительно изгибающейся в процессе распрессовки иглы (привод калибрующей матрицы при этом не действует). Таким образом, с самого начала истечения металла имеет место равномерный зазор между оправкой и калибрующей матрицей и передний конец трубы не имеет разностенности несмотря на то, что игла в ходе распрессовки разностей заготовки отклоняется от оси прессования.

Наиболее точно и просто принудительное перемешение калибрующей матрицы осуществляется с помощью гидроцилиндров, расположенных равномерно по периметру калибрующей матрицы. Число гидроцилиндров опреде— ляется из условия обеспечения точности регулировки положения матрицы и простоты конструктивного решения.

При количестве гидроцилиндров меньше б снижается точность определения необходимого радиального перемещения матрицы, а при числе, большем 8 гидроцилиндров, возрастает сложность оборудования без существенных изменений в точности регулировки зазора между оправкой и калибрующей матрицей.

Регулятор давления каждого гидроцилиндра необходим для независимого радиального перемещения калибрующей матрицы по направлению оси гидроцилиндра.

Величина давления в каждом гидроцилиндре задается через регулятор двумя датчиками: датчиком положения торца пресс-штемпеля относительно калибрующей матрицы (датчиком рабочей длины оправки, равной длине оправки от торца пресс-штемпеля до выхода иэ очага деформации) и датчиком положения штока гидроцилиндра, приводящего в движение калибрующую матрицу.

Число датчиков положения штока совладает с количеством гидроцилиндров.

На чертеже изображена схема устройства для прессования труб. устройство состоит из контейнера

1, заходящего в него со стороны одного иэ торцов пресс-штемпеля 2, снабженного датчиком 3 положения, закрепленной в пресс-штемпеле иглы 4 со съемным центрирующим наконечником 5 на ее конце, входящем в подвижную калибрующую матрицу 6, присоединенных к ней штоков 7 гидроцилиндров 8, имеющих регуляторы 9 давления и датчики

10 положения штоков, неподвижной направляющей матрицы 11, источника

12 давления.

774660

-б

D -3 к мк где a„ — диаметр иглы;

0 — диаметр очка калибрующей 20. м матрицы; одоп. — допускаемая относительная разностенность трубы в %.

Устройство для прессования работа- $5 ет следующим образом.

Стадия распрессовки заготовки.

Источник 12 давления отключен от гидроцилиндров 8. При воздействии прессштемпеля 2 на разностенную заготовку (на чертеже не показана) в контейнере

1 игла 4 отклоняется от первоначального положения под действием радиальных напряжений, возникающих в результате неравномерности деформации по стенке заготовки. При этом чем бслы|е разностенность заготовки и больше рабочая длина иглы (при прочих равных условиях), тем отклонение иглы больше.

Наконечник 5.иглы центрирует подвижную матрицу б относительно иглы

4, а подвижная матрица перемещает присоединенные к ней штоки 7, смещая их от начального положения.

Уменьшение рабочей длины иглы, а значит увеличение ее жесткости фиксируется датчиком положения торца пресс-штемпеля 3, а величина смещения штоков 7 от начального поло-. жения — датчиками 10 положения штоков.

Стадия выпресссвки трубы. Металл, истекающий из очага деформации, удаляет наконечник 5 с иглы 4. В этот момент через регуляторы 9 подают давление ст источника 12 в гидроци линдры 8, препятствуя установке подвижной калибрующей матрицы б в положение, соответствующее равенству давлений по периметру очка матрицы, и удерживая ее концентрично игле 4. @)

При заданных размерах и материале технологического инструмента и заготовки величина давления, которую необходимо задать в гидроцилиндры 8, определяется датчиками 3 и 10. 65

Формула изобретения

Устройство для прессования труб, содержащее контейнер, соосно заходящий в него пресс-штемпель с иглой, установленные в нем неподвижную направляющую матрицу„. калибрующую матрицу, смонтированную с возможностью радиального перемещения от регулиДатчики положения штоков и датчик ,положения пресс-штемпеля электрически связаны (на чертеже связи не обозначены) с регулятораци давления гидрсцилиндров.

Наконечник 5 кадет на иглу 4 по ходовой посадке. Наружный диаметр наконечника выбирается в зависимости от требуемой точности толщины стенки готовой трубы. При необходимости получения труб с возможно минимальной разностенностью наконечник входит B подвижную калибрующую матрицу пс скользящей посадке. При необходимости получения труб с заданной допускаемой раэностенностью наружный диаметр наконечника определяется по формуле

Датчик 3 положения торца прессштемпеля позволяет учитывать увеличивающуюся по ходу процесса жесткость иглы 4 за счет уменьшения ее рабочей длины (в программу работы регуляторов 9 давления можно задать также данные о влиянии разогрева иглы на ее жесткость). Чем меньше рабочая длина иглы 4, тем больше уровень давления в -.ех гидроцилиндрах, которые должны удержать матрицу б от смещения.

Датчики 10 положения штоков окончательно формируют сигнал в регуляторы 9 о величине давления в каждом гидроцилиндре 8. Давление в гидроцилиндры подается лишь в том случае, если штоки гидроцилиндров смещены вперед (к матрице) от начального положения, то есть давление подается только в те гидроцилиндры, которые должны удерживать подвижную матрицу 6 от смещения. Чем больше такое смещение штоков 7, тем больше величина давления задается в гидроцилиндры 8.

При движении пресс-штемпеля 2 изменяется силовое взаимодействие металла и инструмента за счет увеличения жесткости иглы 4 и изменения разностенности подпрессованной заготовки. Игла 4, смещаясь в очаге деформации, перемещает подвижную матрицу б и связанные с ней штоки 7, преодолевая давление в гидроцилиндрах 8. При этом изменяются показания датчиков

3 и 10, и давление в гидроцйлиндрах

8 корректируется регуляторами 9.

Целесообразно корректировку давления в гидроцилиндрах производить дискретно, число корректировок зависит от времени выпрессовки трубы и должно обеспечить отклонение подвижной матрицы б от положения, концентричного игле 4, не выводящее показатели разностенности выпрессовываемсй трубы за пределы допуска.

После окончания процесса (остановка пресс-штемпеля 2) давление в гидроцилиндрах сбрасывается, а после удаления пресс-остатка матрица б устанавливается по оси прессования.

Устройство для прессования труб готово к новому циклу прессования.

Использование устройства для прессования труб позволяет повысить точность прессованных труб, снизить отходы из-за брака по разностенности.

774660

Составитель Г.Кривонос

Редактор T.Ìîðoçîâà Техред С. Мигунова Корректор М.Пожо

Заказ 7595/9 Тираж 986 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 руемого независимого привода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности прессуемых изделий, игла снабжена съемным наконечником, центрирующим калибрующую матрицу относительно иглы, а прессштемпель снабжен датчиком положения его торца относительна калибрующей матрицы, по периметру которой расположены гидроцилиндры с штоками, каждый из которых снабжен регулятором давления и датчиком положения штока, при этом регулятор каждого гидроцилиндра связан электрически с датчиком положения пресс-штемпеля и датчиком положения штока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельства СССР

М 489545, кл. В 21 С 25/02, 25.06.75.

2. Авторское свидетельство СССР

9 557837, кл. В 21 С 25/02, 03.06.76.