RU205344U1

RU205344U1 - STAMP FOR ASSEMBLING HOLLOW METAL BALL VALVES

Info

Publication number: RU205344U1
Application number: RU2021100108U
Authority: RU
Inventors: Василий Александрович Лобов; Евгений Юрьевич Ремшев; Виталий Владимирович Игнатенко; Алексей Иванович Олехвер; Павел Алексеевич Ермоленков
Priority date: 2021-01-11
Filing date: 2021-01-11
Publication date: 2021-07-12

Abstract

Полезная модель относится к технологической оснастке для обработки металлов давлением и может быть использована при изготовлении полых сферических запорных элементов для шаровых кранов из трубных заготовок. Штамп содержит верхнюю и нижнюю полуматрицы со сферической рабочей поверхностью и цилиндрическую оправку для установки на нее внутренней трубной заготовки. В верхнюю полуматрицу запрессованы две симметрично расположенные тяги, проходящие через отверстия в нижней полуматрице и плите. На тягах закреплена траверса с центрирующими цилиндрическими стержнями, проходящими через отверстия, выполненные в плите и нижней полуматрице. Центрирующие стержни выполнены диаметром, меньшим величины зазора между трубными заготовками, и расположены симметрично. Межосевое расстояние между стержнями соответствует внутреннему диаметру внешней трубной заготовки. В результате при сборке трубных заготовок обеспечивается их соосность, что позволяет повысить качество полученного изделия. 5 ил.The utility model relates to technological equipment for metal forming and can be used in the manufacture of hollow spherical locking elements for ball valves from pipe blanks. The stamp contains the upper and lower half-matrices with a spherical working surface and a cylindrical mandrel for mounting an inner tube blank on it. Two symmetrically located rods are pressed into the upper half-matrix, passing through the holes in the lower half-matrix and the plate. A traverse with centering cylindrical rods passing through holes made in the plate and the lower half-matrix is fixed on the rods. The centering rods are made with a diameter smaller than the gap between the pipe blanks, and are arranged symmetrically. The center-to-center distance between the rods corresponds to the inner diameter of the outer pipe billet. As a result, when assembling tubular blanks, their alignment is ensured, which makes it possible to improve the quality of the resulting product. 5 ill.

Description

Полезная модель относится к штампам для сборки обработкой металлов давлением и может быть использована при изготовлении полых сферических запорных элементов со сквозным центральным отверстием для шаровых кранов.The utility model relates to dies for assembly by metal forming and can be used in the manufacture of hollow spherical locking elements with a through central hole for ball valves.

Известен штамп для изготовления полых сферических пробок шаровых кранов из трубной заготовки (RU 82148), содержащий нижнюю и верхнюю полуматрицы с полушаровыми рабочими поверхностями снабженные у оснований коническими упорами в котором линия разъема полуматриц выполнена с радиальными выступами и впадинами с размерами в зависимости от величины осадки заготовки для получения внутреннего кольцевого ребра заданного размера в экваториальном сечении, центрирование полуматриц между собой обеспечивают направляющие колонки и отверстия в полуматрицах, или направляющие колонки и втулки штампа, или направляющие колонки пресса, а нижняя и верхняя полуматрицы могут быть дополнительно снабжены закрепленными разъемными полукруглыми вкладышами с внутренним конусом и радиальными выступами и впадинами, совпадающими с выступами и впадинами полуматриц.Known stamp for the manufacture of hollow spherical plugs of ball valves from a tubular billet (RU 82148), containing the lower and upper half-matrices with hemispherical working surfaces equipped at the bases with conical stops in which the parting line of the half-matrices is made with radial protrusions and depressions with dimensions depending on the amount of settlement of the workpiece to obtain an inner annular rib of a given size in the equatorial section, the centering of the half-matrices between themselves is provided by the guiding columns and holes in the half-matrices, or the guide columns and die bushings, or the guide columns of the press, and the lower and upper half-matrices can be additionally equipped with fixed detachable semicircular inserts with an internal a cone and radial protrusions and depressions coinciding with the protrusions and depressions of the semi-matrices.

Недостатками конструкции является отсутствие центрирования трубной заготовки относительно вертикальной оси штампа, поскольку труба свободно устанавливается в рабочую полусферическую полость нижней полуматрицы и контактирует с коническими упорами только в конечной стадии обжима.The disadvantages of the design are the lack of centering of the pipe blank relative to the vertical axis of the stamp, since the pipe is freely installed in the working hemispherical cavity of the lower half-matrix and contacts the conical stops only at the final stage of crimping.

Также известен штамп для изготовления крупногабаритных пробок шаровых кранов из трубной заготовки с нагревом на прессе двойного действия (RU 2648916), включающий в себя разъемную бандажированную матрицу, состоящую из верхней и нижней полуматриц, расположенных с образованием полости для размещения исходной трубной заготовки и цилиндрический комбинированный пуансон. При этом внутренние стенки полуматриц выполнены со сферическим участком, а сферический участок нижней полуматрицы имеет уступ обеспечивающий центрирование трубной заготовки.Also known is a stamp for the manufacture of large-sized plugs of ball valves from a pipe billet heated on a double-action press (RU 2648916), which includes a detachable bandaged matrix consisting of an upper and lower half-matrices arranged to form a cavity for placing an initial pipe billet and a cylindrical combined punch ... In this case, the inner walls of the semi-matrices are made with a spherical section, and the spherical section of the lower half-matrix has a ledge providing centering of the tubular blank.

Недостатком предлагаемой схемы обеспечения центрирования путем установки трубной заготовки на расточенный уступ в полусферической рабочей полости нижней полуматрицы является необходимость деформирования с нагревом при значительном перераспределении металла по объему заготовки путем ее осадки и невозможность изготовления шаровой пробки обжимом вследствие потери устойчивости жестко закрепленной в уступе трубы и образования складок на ее поверхности.The disadvantage of the proposed scheme for ensuring centering by installing a pipe billet on a bored ledge in a hemispherical working cavity of the lower half-matrix is the need for deformation with heating with a significant redistribution of metal over the volume of the billet by its upsetting and the impossibility of making a ball plug by crimping due to the loss of stability of the pipe rigidly fixed in the ledge and the formation of folds on its surface.

Известно устройство (RU 2526343),для сборки сферических полых запорных элементов из двух трубных заготовок. Штамп для сборки содержит верхнюю половину с полусферической полостью, в которой соосно ее вертикальной оси установлен верхний направляющий палец и нижнюю половину с полусферической полостью, в которой соосно ее вертикальной оси установлен нижний направляющий палец с радиальным отверстием, в котором установлен подпружиненный упор с возможностью поступательного перемещения. Данное устройство является ближайшим аналогом к заявляемому техническому решениюA device (RU 2526343) is known for assembling spherical hollow locking elements from two pipe blanks. The stamp for assembly contains an upper half with a hemispherical cavity, in which an upper guide pin is installed coaxially with its vertical axis and a lower half with a hemispherical cavity, in which a lower guide pin with a radial hole is installed coaxially with its vertical axis, in which a spring-loaded stop is installed with the possibility of translational movement ... This device is the closest analogue to the claimed technical solution

Существенный недостаток известного штампа, заключается в том, что при использовании направляющих элементов типа пальцев невозможно обеспечить соосность наружной трубной заготовки относительно внутренней, поскольку если внутреннюю трубу устанавливают на нижний направляющий палец до контакта с упором, то внешнюю трубу устанавливают свободно в полусферическую полость нижней половины штампа, при этом ее соосность относительно внутренней трубы и вертикальной оси штампа ни чем не обеспечивается. Что существенно отражается на качестве изделия.A significant drawback of the known stamp is that when using guiding elements such as fingers, it is impossible to ensure the coaxiality of the outer pipe blank relative to the inner one, since if the inner pipe is installed on the lower guide pin until it contacts the stop, then the outer pipe is installed freely in the hemispherical cavity of the lower half of the die , while its coaxiality with respect to the inner pipe and the vertical axis of the stamp is not ensured by anything. Which significantly affects the quality of the product.

Задачей заявляемого технического решения является разработка конструкции штампа, обеспечивающего при сборке исходных трубных заготовок при изготовлении запорных сферических элементов их соосность.The objective of the proposed technical solution is to develop a die design that ensures their alignment during the assembly of the original pipe blanks in the manufacture of locking spherical elements.

Поставленная задача решается применением в конструкции штампа в качестве направляющих элементов цилиндрической оправки для фиксирования заготовки, образующей внутреннее проходное отверстие шаровой пробки, а также траверсы с закрепленными центрирующими стержнями.The problem is solved by using a cylindrical mandrel in the structure of the stamp as guiding elements for fixing the workpiece, which forms the internal passage hole of the ball plug, as well as a crosshead with fixed centering rods.

Предлагаемый штамп схематично представлен на фиг. 1-5.The proposed stamp is schematically shown in Fig. 1-5.

На фиг. 1 показан общий вид штампа в открытом положении для сборки шаровой пробки.FIG. 1 shows a general view of the die in the open position for assembling the ball plug.

На фиг. 2 показан вид сверху при снятой верхней части штампа с пунктирным изображением невидимых деталей.FIG. 2 shows a top view with the top of the stamp removed with a dotted image of invisible parts.

На фиг. 3 показано крепление тяг и стержней к траверсе штампа.FIG. 3 shows the fastening of rods and rods to the crosshead of the stamp.

На фиг. 4 показан общий вид штампа в закрытом положении с отштампованной шаровой пробкой.FIG. 4 shows a general view of the stamp in the closed position with a stamped ball plug.

На фиг. 5 представлен образец шаровой пробки условным проходом DN100 из стали 12Х18Н10Т изготовленной штамповкой на заявляемом штампе.FIG. 5 shows a sample of a ball plug with a nominal diameter of DN100 made of steel 12X18H10T made by stamping on the inventive stamp.

Заявляемая конструкция штампа (фиг. 1) содержит, крепящуюся к ползуну кривошипного или гидравлического пресса, верхнюю полуматрицу 1 со сферической рабочей полостью и цилиндрическим углублением, в боковые отверстия которой посадкой с натягом запрессовывают две симметрично расположенные тяги 2 до упора в уступы 3. Нижняя часть штампа включает плиту 4, на которую устанавливается и закрепляется нижняя полуматрица5 со сферической рабочей полостью и центральная цилиндрическая оправка 6 выступающая над рабочей полостью матрицы. В нижней полуматрице растачиваются два диаметрально противоположных ступенчатых отверстия, в которые устанавливают направляющие втулки 7, через которые проходят тяги 2, обеспечивая соосность двух половин штампа. В плите также растачивают два отверстия для тяг, которые в нижней части соединяются крестообразной или цилиндрической траверсой 8 (фиг. 1, фиг. 2). Крепление траверсы к тягам осуществляют посредством гаек 9 (фиг. 3). К траверсе также крепятся четыре симметричных цилиндрических стержня 10 (фиг. 1), проходящие насквозь через плиту и нижнюю полуматрицу штампа, до упора в уступы 11 сверху, а снизу затягиваемые гайками 12 (фиг. 3).The inventive design of the stamp (Fig. 1) contains, attached to the slider of a crank or hydraulic press, an upper half-matrix 1 with a spherical working cavity and a cylindrical recess, into the side holes of which two symmetrically located rods 2 are pressed against the stop into the ledges 3. The lower part The stamp includes a plate 4, on which the lower half-matrix 5 with a spherical working cavity and a central cylindrical mandrel 6 protruding above the working cavity of the matrix are mounted and fixed. In the lower half-matrix, two diametrically opposite stepped holes are bored, into which guide bushings 7 are installed, through which the rods 2 pass, ensuring the coaxiality of the two halves of the stamp. In the plate, two holes for the rods are also bored, which are connected in the lower part by a cruciform or cylindrical traverse 8 (Fig. 1, Fig. 2). The traverse is fastened to the rods by means of nuts 9 (Fig. 3). Four symmetrical cylindrical rods 10 (Fig. 1) are also attached to the traverse, passing through the plate and the lower half-matrix of the stamp, all the way to the ledges 11 from above, and tightened with nuts 12 from below (Fig. 3).

Диаметр стержней d_c должен быть меньше величины зазора между трубными заготовками d_c<(d-d₁)/2, где d - внутренний диаметр наружной трубы; d₁ - наружный диаметр внутренней трубы. Межосевое расстояние между стержнями D должно соответствовать внутреннему диаметру трубной заготовки 13 сферической оболочки по соотношению D-d₁ с (фиг. 1). Материалом стержней рекомендуется использовать среднеуглеродистые инструментальные стали (Сталь 40; 40Х; 45 и др.) термообработанные до твердости 35…40 HRC во избежание их изгиба и деформации. Верхний торец стержня необходимо изготавливать с радиусом скругления не менее R1 для предотвращения появления отпечатков от стержней на готовой сферической пробке во время съема пробки с оправки при обратном ходе ползуна пресса. Длина стержней должна исключать их выход из отверстий плиты в сомкнутом положении рабочих частей штампа (фиг. 4).The diameter of the rods d _c must be less than the size of the gap between the pipe blanks d _c <(dd ₁ ) / 2, where d is the inner diameter of the outer pipe; d ₁ - outer diameter of the inner pipe. The center-to-center distance between the rods D should correspond to the inner diameter of the tube blank 13 of the spherical shell according to the ratio Dd ₁ c (Fig. 1). The material of the rods is recommended to use medium-carbon tool steels (Steel 40; 40X; 45, etc.) heat-treated to a hardness of 35 ... 40 HRC in order to avoid their bending and deformation. The upper end of the rod must be made with a rounding radius of at least R1 to prevent the appearance of indentations from the rods on the finished spherical plug during the removal of the plug from the mandrel during the return stroke of the press slide. The length of the rods should exclude their exit from the holes of the plate in the closed position of the working parts of the stamp (Fig. 4).

Работа штампа осуществляется следующим образом. Верхняя полуматрица штампа хвостовиком, закрепляемом в центральном цилиндрическом отверстии, или иным способом, крепится к ползуну пресса. Нижняя часть штампа закрепляется к столу 14 или подштамповой плите пресса, обязательно снабженных центральным провальным отверстием 15, в котором свободно (не касаясь стенок) должна помещаться траверса штампа (фиг. 2, фиг. 3). В верхнем положении ползуна пресса трубную заготовку 16 с обточенными фасками образующую внутреннее проходное отверстие надевают на цилиндрическую оправку, а трубную заготовку 13 с обточенными фасками для сферической оболочки устанавливают впритык на поднятые стержни, выступающие над рабочей поверхностью нижней полуматрицы (фиг. 1).The work of the stamp is carried out as follows. The upper half-die of the stamp is attached to the press slider by a shank fixed in the central cylindrical hole, or in another way. The lower part of the stamp is fixed to the table 14 or the punching plate of the press, necessarily equipped with a central hole 15, in which the crosshead of the stamp should be placed freely (without touching the walls) (Fig. 2, Fig. 3). In the upper position of the press slider, the pipe billet 16 with turned chamfers forming an internal passage hole is put on a cylindrical mandrel, and the pipe billet 13 with chamfered chamfers for a spherical shell is installed end-to-end on raised rods protruding above the working surface of the lower half-matrix (Fig. 1).

При рабочем ходе ползуна пресса происходит смыкание верхней и нижней частей штампа, при этом траверса закрепленная тягами к верхней части штампа опускается вместе с ней в провальное отверстие стола пресса, а зафиксированные на траверсе стержни отходят вниз, освобождая трубную заготовку оболочки перед приданием ей сферической формы (фиг. 4).During the working stroke of the press slider, the upper and lower parts of the stamp are closed, while the traverse fixed by rods to the upper part of the stamp is lowered with it into the failure hole of the press table, and the rods fixed on the traverse move downward, freeing the shell tube blank before giving it a spherical shape ( Fig. 4).

При возврате ползуна пресса в верхнее положение полуматрицы штампа размыкаются, а поднимающиеся вместе с верхней полуматрицей стержни снимают готовую шаровую пробку 17 с оправки, играя роль выталкивателей.When the press slider returns to the upper position, the half-matrix of the stamp open, and the rods rising together with the upper half-matrix remove the finished ball plug 17 from the mandrel, playing the role of ejectors.

Достигнутым результатом является улучшение качества сборки шаровой пробки со сквозным центральным отверстием за счет обеспечения соосности внутреннего проходного отверстия и сферической оболочки, повышение надежности узла сопрягаемых элементов, исключающее проворот внутренней трубной заготовки в оболочке, позволяя использовать проходное отверстие в качестве установочной базы при полировке сферической пробки и расширение возможностей прессового оборудования, предназначенного для формоизменения сферических деталей из трубных заготовок, например, шаробаллонов, элементов подвижных соединений трубопроводов и др.The achieved result is an improvement in the quality of assembly of a ball plug with a through central hole by ensuring the alignment of the inner bore and the spherical shell, increasing the reliability of the assembly of mating elements, excluding the rotation of the inner pipe billet in the shell, allowing the through hole to be used as a mounting base when polishing a spherical plug and expanding the capabilities of pressing equipment designed for shaping spherical parts from tubular blanks, for example, balloons, elements of movable joints of pipelines, etc.

Центрирование заготовок с помощью оправки и стержней обеспечило равномерное расположение поверхности стыка - без зазоров и перекосов, а также необходимый натяг в соединении (фиг. 5).Centering the workpieces using a mandrel and rods ensured a uniform arrangement of the joint surface - without gaps and distortions, as well as the necessary interference in the joint (Fig. 5).

Claims

A stamp for assembling a hollow metal shut-off element for a ball valve from inner and outer tubular blanks, made with a gap between them, containing an upper half-matrix with a spherical working cavity, made with the possibility of connecting with a press slide, and a plate on which the lower half-matrix with a spherical a working cavity and a cylindrical mandrel for installing an internal tubular billet on it, characterized in that it is equipped with two symmetrically located rods pressed into the upper half-matrix and passing through holes made in the lower half-matrix and plate, a traverse fixed on the mentioned rods, and centering cylindrical rods fixed on the traverse and passing through the holes made in the plate and the lower half-matrix, while the centering rods are made with a diameter smaller than the gap between the inner and outer tube blanks, and are symmetrically located with the center distance between it and corresponding to the inner diameter of the outer tubular billet so that it can be mounted on the centering rods.