RU2036736C1

RU2036736C1 - Device for outside tube and hollow workpiece flanging

Info

Publication number: RU2036736C1
Authority: RU
Inventors: Н.П. Шляхин; И.Н. Лыткин; Н.И. Ромашко; О.В. Щерба; В.С. Тимохин; В.А. Однодушный
Original assignee: Московский институт приборостроения
Priority date: 1987-07-13
Filing date: 1987-07-13
Publication date: 1995-06-09

Abstract

FIELD: energetic and chemical engineering. SUBSTANCE: device has a bed mounted die, generatrix mounted inside workpiece. At least two coupled wedges are mounted in a workpiece for longitudinal movement. Punch is carried out as at least two balls of different diameters and diameter of the previous ball is less than diameter of the consequent one. Punch interacts with inclined surface of wedges. Device has limiter of punch movement along guide with fixing it coaxially to a die. Limiter has a slot for wedge movement. EFFECT: improved design. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в энергетическом и химическом машиностроении при изготовлении полых изделий с патрубками. The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in power and chemical engineering in the manufacture of hollow products with nozzles.

Известно устройство для отбортовки наружного патрубка у полой заготовки, включающее станину с матрицей; размещенную внутри заготовки направляющую, в которой установлен клин, соединенный с приводом и установленный с возможностью продольного перемещения; пуансон, установленный с возможностью взаимодействия с наклонной поверхностью клина, имеющей подъем в направлении от пуансона; и ограничитель перемещений пуансона вдоль направляющей с фиксацией его положения соосно матрице, выполненной со щелью для перемещения по ней клина. A device for flanging the outer pipe at a hollow billet, including a frame with a matrix; a guide placed inside the workpiece, in which a wedge is mounted, connected to the drive and mounted with the possibility of longitudinal movement; a punch installed with the possibility of interaction with the inclined surface of the wedge having a rise in the direction from the punch; and a limiter of displacements of the punch along the guide with fixing its position coaxially to the matrix, made with a slit for moving a wedge along it.

Устройство работает следующим образом. Направляющую устанавливают в полости заготовки так, чтобы пуансон разместился в месте отбортовки патрубка. Приводом клин перемещают по направляющей вдоль продольной оси полой заготовки. При взаимодействии пуансона, наклонной поверхности клина и ограничителя, пуансон перемещается вверх, совершая рабочий ход отбортовки патрубка заготовки. The device operates as follows. The guide is installed in the cavity of the workpiece so that the punch is located at the flanging of the pipe. The wedge drive is moved along the guide along the longitudinal axis of the hollow billet. In the interaction of the punch, the inclined surface of the wedge and the limiter, the punch moves upward, making the working stroke of the flanging of the workpiece pipe.

Недостатком данного устройства является ограниченность рабочего хода пуансона диаметром внутренней полости заготовки, что ведет к ограничению технологических возможностей устройства: невозможность изготовить за один рабочий ход патрубок, имеющий параметры (высоту, наружный и внутренний диаметры), требующие величины рабочего хода пуансона больше, чем внутренний диаметр заготовки. Указанное приводит к сокращению номенклатуры изготовляемых изделий и производительности
Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет увеличения длины изготавливаемых наружных патрубков изделия путем снятия ограничения на величину рабочего хода пуансона.The disadvantage of this device is the limited working stroke of the punch with the diameter of the inner cavity of the workpiece, which leads to a limitation of the technological capabilities of the device: the inability to produce a pipe having parameters (height, outer and inner diameters) that require a working stroke of the punch more than the inner diameter blanks. The above leads to a reduction in the range of manufactured products and productivity
The aim of the invention is the expansion of technological capabilities by increasing the length of the manufactured external nozzles of the product by removing the restrictions on the size of the stroke of the punch.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для отбортовки наружного патрубка у полой заготовки, включающее станину с матрицей, размещаемую внутри заготовки направляющую, в которой установлен клин, соединенный с приводом и установленный с возможностью продольного перемещения, пуансон, установленный с возможностью взаимодействия с наклонной поверхностью клина, имеющей подъем в направлении от пуансона, и ограничитель перемещений пуансона вдоль направляющей, выполненной со щелью для перемещения по ней клина, с фиксацией его положения соосно матрице, снабжено по меньшей мере одним дополнительным пуансоном и одним дополнительным клином, размещенными в направляющей последовательно соответственно с основными пуансоном и клином, при этом клинья жестко связаны друг с другом, пуансоны выполнены в виде шаров, а щель в ограничителе в поперечном сечении имеет размеры, превышающие максимальные соответствующие размеры поперечного сечения клиньев. Шары могут быть выполнены с разными диаметрами; диаметр предыдущего шара может быть меньше, чем у последующего. This goal is achieved in that the device for flanging the outer pipe at the hollow billet, comprising a bed with a matrix, a guide placed inside the billet, in which a wedge is mounted, connected to the drive and mounted with the possibility of longitudinal movement, a punch mounted to interact with the inclined surface of the wedge , having a rise in the direction from the punch, and a limiter of displacement of the punch along a guide made with a slit for moving a wedge along it, with fixing of its position coaxial to the matrix, equipped with at least one additional punch and one additional wedge placed in the guide in series with the main punch and the wedge, respectively, while the wedges are rigidly connected to each other, the punches are made in the form of balls, and the gap in the limiter in cross section has sizes exceeding the maximum corresponding cross-sectional dimensions of the wedges. Balls can be made with different diameters; the diameter of the previous ball may be smaller than that of the next.

На фиг. 1 изображено устройство и заготовка в исходном положении; на фиг. 2 конечный момент деформирования заготовки первым шаром; на фиг. 3 конечный момент деформирования заготовки путем воздействия вторым шаром на первый; на фиг. 4 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 5 сечение Б-Б на фиг. 1. In FIG. 1 shows the device and the workpiece in its original position; in FIG. 2 the final moment of deformation of the workpiece by the first ball; in FIG. 3 the final moment of deformation of the workpiece by exposing the first ball to the first; in FIG. 4 is a view along arrow A in FIG. 1; in FIG. 5, section BB in FIG. 1.

Устройство включает в себя станину 1 с матрицей 2, направляющую 3, жестко соединенную с гидроцилиндром 4, поршень 5 которого через шток 6 связан с последовательно и жестко соединенными клиньями 7, установленными на направляющей 3. На наклонных поверхностях клиньев 7 установлены шары 8, на каждый клин 7 один шар 8. Направляющая 3 оснащена ограничителем 9, в котором выполнена щель 10 для прохода клина 7. Ширина щели 10 выполнена меньшего размера, чем диаметр шаров 8. Размеры поперечного сечения щели 10 больше аналогичных размеров клиньев 7. The device includes a frame 1 with a matrix 2, a guide 3 rigidly connected to the hydraulic cylinder 4, the piston 5 of which through the stem 6 is connected to series and rigidly connected wedges 7 mounted on the guide 3. On the inclined surfaces of the wedges 7, balls 8 are installed, each the wedge 7 is one ball 8. The guide 3 is equipped with a limiter 9, in which a slit 10 is made for passage of the wedge 7. The width of the slit 10 is smaller than the diameter of the balls 8. The cross-sectional dimensions of the slit 10 are larger than the similar sizes of the wedges 7.

Устройство работает в следующей последовательности. На наружную поверхность нагретой полой заготовки 11 устанавливают станину 1 с матрицей 2. В полость заготовки 11 вводят направляющую 3 так, чтобы первый шар 8 находился около ограничителя 9 и был соосен матрице 2. В гидроцилиндр 4 подают жидкость под давлением, которая воздействуя на поршень 5, перемещает его вдоль направляющей 3. Поршень 5 через шток 6 передает усилие на клинья 7, перемещая их вдоль направляющей 3. Первый клин 7, перемещаясь вдоль направляющей 3 и взаимодействуя на первый шар 8 своей наклонной поверхностью, прижимает его к ограничителю 9. В результате взаимодействия клина 7, шара 8 и ограничителя 9 происходит перемещение шара 8 вдоль ограничителя 9, т.е. по радиусу от центральной оси заготовки 11. The device operates in the following sequence. A frame 1 with a matrix 2 is installed on the outer surface of the heated hollow billet 11. A guide 3 is inserted into the billet 11 cavity so that the first ball 8 is near the stop 9 and is aligned with the matrix 2. A pressure fluid is supplied to the hydraulic cylinder 4, which acts on the piston 5 moves it along the guide 3. The piston 5 through the rod 6 transfers force to the wedges 7, moving them along the guide 3. The first wedge 7, moving along the guide 3 and interacting on the first ball 8 with its inclined surface, presses it to limit w 9. The interaction of the wedge 7, the ball 8 and the limiter 9 occurs ball 8 along the movement limiter 9, i.e. in radius from the central axis of the workpiece 11.

Таким образом усилие поршня 5 гидроцилиндра 4, направленное вдоль продольной оси заготовки 11, трансформируется в усилие деформирования, направленное поперек продольной оси заготовки 11. При этом первый шар деформирует стенку заготовки, совершая тем самым часть рабочего хода отбортовки патрубка. После прохода первого клина 7 под шаром 8 через щель 10 к месту отбортовки перемещают второй клин 7 вместе с шаром 8, который также направляется вверх и упираясь в первый шар 8 перемещает его, заставляя совершить вторую часть рабочего хода отбортовки патрубка в заготовке 11. Операция отбортовки продолжается до получения патрубка требуемых размеров путем аналогичных взаимодействий последующих клиньев 7, шаров 8 и ограничителя 9. Thus, the force of the piston 5 of the hydraulic cylinder 4, directed along the longitudinal axis of the workpiece 11, is transformed into a deformation force directed across the longitudinal axis of the workpiece 11. In this case, the first ball deforms the wall of the workpiece, thereby making part of the working stroke of the flange of the pipe. After the passage of the first wedge 7 under the ball 8 through the slot 10 to the place of flanging, the second wedge 7 is moved together with the ball 8, which also goes up and rests against the first ball 8 and moves it, forcing the second part of the working flanging of the pipe in the workpiece 11. The flanging operation continues until the pipe is obtained in the required sizes by similar interactions of subsequent wedges 7, balls 8 and the limiter 9.

Используя шары 8 различных диаметров, можно получать патрубки разных размеров. Исходя из конструктивных сообра- жений, диаметры шаров 8 рекомендуется выбирать из соотношения 0,2D≅d ≅0,8D, где d диаметр шара 8, D внутренний диаметр заготовки 11. Изменяя количество шаров 8 и клиньев 7, можно осуществить несколько отбортовочных операций для получения нескольких патрубков, не извлекая направляющую 3 из заготовки 11. Для этого после отбортовки патрубка станину 1 с матрицей 2 перемещают к месту отбортовки следующего патрубка, а направляющую 3 устанавливают так, чтобы сопрягающийся с ней шар 8 располагался соосно матрице. Using balls of 8 different diameters, it is possible to obtain nozzles of different sizes. Based on design considerations, it is recommended that the diameters of balls 8 be selected from the relation 0.2D≅d ≅0.8D, where d is the diameter of the ball 8, D is the inner diameter of the workpiece 11. By changing the number of balls 8 and wedges 7, several flanging operations can be performed for receiving several nozzles without removing the guide 3 from the workpiece 11. To do this, after flanging the nozzle, the frame 1 with the matrix 2 is moved to the flanging of the next nozzle, and the guide 3 is set so that the ball 8 mating with it is aligned with the matrix.

Исходя из конкретных технологических требований и производственных условий, можно использовать шары 8 одинакового диаметра. Например, если требуется обеспечить минимальное число шаров 8 при отбортовке и допускается удаление шара из патрубка после его отбортовки внутрь трубы. Можно использовать также шары 8 разных диаметров. Например, при изготовлении патрубка у толстостенной заготовки 11 для увеличения высоты патрубка вначале деформируют заготовку 11 шаром 8 с уменьшенным диаметром по сравнению с последующим. В этом случае происходит по сути вытяжка патрубка в несколько операций, сопровождающаяся увеличением высоты и внутреннего диаметра патрубка. Наконец, для облегчения извлечения деформирующего шара 8 (диаметром которого определяется внутренний диаметр патрубка) его проталкивают через патрубок шаром 8 (одним или несколькими), диаметр которого меньше предыдущего. В этом случае после выхода предыдущего шара 8 из патрубка шар 8 с уменьшенным диаметром легко извлекается из патрубка под действием собственного веса. Based on specific technological requirements and production conditions, you can use balls 8 of the same diameter. For example, if it is required to ensure the minimum number of balls 8 during flanging and it is allowed to remove the ball from the nozzle after flanging inside the pipe. You can also use balls of 8 different diameters. For example, in the manufacture of a pipe near a thick-walled blank 11 to increase the height of the nozzle, the blank 11 is first deformed with a ball 8 with a reduced diameter compared to the next. In this case, the pipe is essentially drawn out in several operations, accompanied by an increase in the height and internal diameter of the pipe. Finally, to facilitate the extraction of the deforming ball 8 (the diameter of which determines the inner diameter of the nozzle), it is pushed through the nozzle with a ball 8 (one or more), the diameter of which is smaller than the previous one. In this case, after the previous ball 8 leaves the nozzle, the ball 8 with a reduced diameter is easily removed from the nozzle under its own weight.

Клинья 7 могут иметь как одинаковый так и разный угол α наклона поверхности, взаимодействующей с пуансоном 8. Угол α рекомендуется выбирать из диапазона 10-45^о.The wedges 7 may be either the same or a different angle α of inclination of the surface interacting with the punch 8. Angle α is recommended to select from a range of ^about 10-45.

Конкретная величина угла α выбирается по известным законам работы клинового механизма в зависимости от конкретных технологических параметров отбортовки: диаметров шаров 8, следующих друг за другом, условий трения в сопряжениях шар 8 клин 7 и шар 8 ограничитель 9, внутреннего диаметра и толщины стенки заготовки 11, высоты и внутреннего диаметра патрубка и т.д. The specific value of the angle α is selected according to the known laws of the wedge mechanism depending on the specific technological parameters of the flanging: the diameters of the balls 8 following each other, the friction conditions in the joints of the ball 8 of the wedge 7 and ball 8 of the limiter 9, the inner diameter and wall thickness of the workpiece 11 height and internal diameter of a branch pipe, etc.

Зазор δ между верхней частью клина 8 и заготовкой 11 должен быть минимально возможным. Наибольшее значение зазора δ рекомендуется не более 0,25 d, где d диаметр шара 8. The gap δ between the upper part of the wedge 8 and the workpiece 11 should be as small as possible. The largest gap value δ is recommended not more than 0.25 d, where d is the diameter of the ball 8.

П р и м е р. На макетном образце устройства опробована его работа. На полой свинцовой заготовке с внутренним диаметром 20 мм и толщиной стенки 15 мм были отбортованы патрубки с внутренним и наружным диаметрами 10 мм и 18 мм соответственно и высотой 6,5 мм. Для отбортовки указанных патрубков использовано устройство с тремя шарами диаметром 10 мм. Суммарный рабочий ход 1-го шара был равен 26,5 мм. Угол α наклона клиньев составлял 30^о, зазор δ равнялся 1 мм. Использовать устройство-прототип для получения патрубков с упомянутыми размерами не представляется возможным, так как максимальный рабочий ход цилиндрического пуансона не превышает 15 мм, что недостаточно для полного формирования патрубка.PRI me R. On a prototype device, his work was tested. On a hollow lead billet with an inner diameter of 20 mm and a wall thickness of 15 mm, pipes with inner and outer diameters of 10 mm and 18 mm, respectively, and a height of 6.5 mm were flanged. For flanging of these pipes, a device with three balls with a diameter of 10 mm was used. The total working stroke of the 1st ball was 26.5 mm. The angle of inclination of the wedges was 30 ^° , the gap δ was 1 mm. It is not possible to use the prototype device to obtain nozzles with the mentioned dimensions, since the maximum working stroke of the cylindrical punch does not exceed 15 mm, which is insufficient for the complete formation of the nozzle.

Устройство позволяет снизить трудоемкость изготовления, повысить качество и расширить номенклатуру полых изделий с патрубками, изготавливаемыми отбортовкой, и увеличить производительность. The device allows to reduce the complexity of manufacturing, improve quality and expand the range of hollow products with nozzles made by flanging, and increase productivity.

Claims

1. DEVICE FOR DISTRIBUTING AN EXTERNAL TUBE AT A HOLLOW BIT, including a bed with a matrix, a guide placed inside the workpiece, in which a wedge is mounted, connected to the drive and mounted with the possibility of longitudinal movement, a punch installed to interact with the inclined surface of the wedge, which has a rise in direction from the punch, and the punch movement limiter along the guide with fixation of its position coaxially with the matrix made with a slit for moving the wedge along it, different that it is equipped with at least one additional punch and one additional wedge placed in the guide in series with the main punch and the wedge, respectively, while the wedges are rigidly connected to each other, the punches are made in the form of balls, and the gap in the limiter in cross section has dimensions exceeding the maximum corresponding cross-sectional dimensions of the wedges.

2. The device according to p. 1, characterized in that the balls are made with different diameters.

3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the diameter of the previous ball is less than the next.