SU1180100A1 - Method and apparatus for machining tubes - Google Patents

Method and apparatus for machining tubes Download PDF

Info

Publication number
SU1180100A1
SU1180100A1 SU833647113A SU3647113A SU1180100A1 SU 1180100 A1 SU1180100 A1 SU 1180100A1 SU 833647113 A SU833647113 A SU 833647113A SU 3647113 A SU3647113 A SU 3647113A SU 1180100 A1 SU1180100 A1 SU 1180100A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cutting tool
pipe
ultrasonic
guide
tube
Prior art date
Application number
SU833647113A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Aleksandr G Suchkov
Original Assignee
Tsnii Chernoj Metallurg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsnii Chernoj Metallurg filed Critical Tsnii Chernoj Metallurg
Priority to SU833647113A priority Critical patent/SU1180100A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1180100A1 publication Critical patent/SU1180100A1/en

Links

Landscapes

  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Description

Изобретение- относится к обработке металлических труб и может, быть . использовано в машиностроении для обработки внешней поверхности труб в жидкой среде. 5The invention relates to the processing of metal pipes and may be. used in engineering for processing the external surface of pipes in a liquid medium. five

Цель изобретения - снижение отходов при.обработке.The purpose of the invention is the reduction of waste processing.

На фиг. 1 изображено устройство для обработки труб, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.. 1, поло- 10 жение перед прорезанием пробки; на фиг. 3 - то же, положение перед удалением пробки; нафиг. 4 - контактный выключатель; на фиг. 5 - взаимное расположение пробки и режущего ' 15 инструмента, начало врезания; на фиг. 6 - то же, промежуточное положение; на фиг. -7 - то же, конечное положение; на фиг. 8 - то же, при удалении пробки; на фиг. 9 - сечение 20 Б-Б на фиг. 6; на фиг. 10 - сечение В-В на фиг.7.FIG. 1 shows a device for processing pipes, a general view; in fig. 2 - section A-A in FIG. 1, position before cutting the plug; in fig. 3 - the same position before removing the plug; see 4 - contact switch; in fig. 5 - relative position of the plug and the cutting tool, the beginning of the incision; in fig. 6 - the same, intermediate position; in fig. -7 - the same, the final position; in fig. 8 - the same, when removing the plug; in fig. 9 is a section through 20 bb in fig. 6; in fig. 10 - section bb In Fig.7.

Устройство для осуществления способа изготовления труб состоит из. последовательно соединенных между 25 собой магнитострикционного преобразователя 1, снабженного обмоткой 2 возбуждения, концентратора 3 ультразву- ; ковой энергии, выполненного с фланцем 4, волновода 5 и режущего инстр.у- зо мента,включающего заостренный стержень 6 и , гыре лезвия 7 в форме прямоугольных треугольников,симметрично расположенных на цилиндрической поверхности стержня вдоль его оси. Лезвия 7 расположены таким образом, что в каждомA device for implementing the method of manufacturing pipes consists of. serially connected between 25 a magnetostrictive transducer 1, equipped with an excitation winding 2, an ultrasonic hub 3; energy, made with the flange 4, the waveguide 5 and the cutting tool, including the sharpened rod 6, and the blades 7 in the form of right-angled triangles symmetrically located on the cylindrical surface of the rod along its axis. The blades 7 are arranged in such a way that in each

22

из них основание (большой катет треугольника) соединено с цилиндрической поверхностью стержня, режущая поверхность (гипотенуза треугольника) является продолжением образующей заостренной части (конической поверх„ности) стержня, _а нерабочий торец (меньший катет треугольника) удален от линии перехода заостренной части 1 стержня в цилиндрическую в направлении к цилиндрическому концу стержня на расстояние, превышающее половину длины цилиндрической части стержня. Преобразователь, концентратор, волновод и режущий инструмент соединены между собой с помощью резьбовых соединений, что позволяет в случае производственной необходимости оперативно производить монтаж и демонтаж не только режущего инструмента, но и колебательной системы. Преобразователь 1 с помощью своей обмотки 2 возбуждения через контактный выключатель 8 подключен к ультразвуковому генератору 9 и для обеспечения стабильности в работе, помещен в цилиндрический охлаждаемый корпус 10,снабженный штуцерами .11 и 12, соответственно,one foundation (the large cathetus of the triangle) is connected with the cylindrical surface of the rod, the cutting surface (the hypotenuse of the triangle) is an extension forming a tapered portion (tapered top "NOSTA) rod _a non-working face (smaller cathetus of the triangle) is removed from the transition line of the tapered portion of one rod in cylindrical in the direction of the cylindrical end of the rod at a distance greater than half the length of the cylindrical part of the rod. The converter, the concentrator, the waveguide and the cutting tool are interconnected by means of threaded connections, which allows, in case of production need, to quickly mount and disassemble not only the cutting tool, but also the oscillating system. Converter 1 through its winding 2 excitation through a contact switch 8 is connected to the ultrasonic generator 9 and to ensure stability in operation, placed in a cylindrical cooled housing 10, equipped with fittings .11 and 12, respectively,

для подвода и отвода охладителя ’технической воды. Охлаждаемый корпус жестко соединен с фланцем 4 концентратора 3 и установлен внутри направляющей 13, выполненной в виде стакана, жестко закрепленного с помощью подставки 14 на рабдчем столе 15. Охлаждаемый корпус в for supplying and discharging chiller ’process water. The cooled body is rigidly connected to the flange 4 of the concentrator 3 and is installed inside the guide 13, made in the form of a glass rigidly fixed with the help of a stand 14 on the work table 15. The cooled body in

33

11801001180100

полости направляющей установлен с возможностью перемещения вдоль ее оси и поворота вокруг своей оси.cavity guide is installed with the ability to move along its axis and rotate around its axis.

На боковой поверхности направляющей 13, в ее нижней части, ив 5On the side surface of the guide 13, in its lower part, willows 5

подставке 14 выполнены пазы 16 и 17 для установки на внешней поверхности охлаждаемого корпуса 10 , исполнительного органа механизма поворота, представляющего собой 10the stand 14 is made grooves 16 and 17 for installation on the outer surface of the cooled body 10, the Executive body of the rotation mechanism, representing 10

(фиг.2) шестеренчатую пару, состоящую из сегмента 18 и рейки 19. Сегмент 18 жестко закреплен на охлаждаемом корпусе 10, а рейка 19 установлена в подставке 14 с возмож- 15 ностью возвратно-поступательного перемещения и связана, например ,с помощью промежуточных шестеренок с приводом (не показан) механизма поворо-. та, например е электродвигателем. 20(FIG. 2) a gear pair consisting of a segment 18 and a rail 19. The segment 18 is rigidly fixed on the cooled body 10, and the rail 19 is mounted in the stand 14 with the possibility of reciprocating movement and connected, for example, by means of intermediate gears with a drive (not shown) of the rotating mechanism. that, for example e electric motor. 20

В верхней части направляющей 13 выполнены-' два одинаковых по своим размерам радиусных паза 20 для обеспечения подвода охладителя.в полость, образованную корпусом охлаждения 10 25In the upper part of the guide 13, two radial grooves of the same size radius 20 are made to ensure the supply of coolant to the cavity formed by the cooling body 10 25

и фланцем 4 концентратора. На торце направляющей 13 закреплен амортизатор, состоящий из ступенчатого стакана 21 и кольца 22, изготовленного из пористой резины, предохраняющей 30 торец трубы 23 от возможности деформации после завершения резки пробки ,24. Держатель трубы, т.е. средство фиксации ее в рабочем положении, представляет собой стойку 25, закрепленную на рабочем столе и выполненную с цилиндрическим отверстием, в которое устанавливают сменные направляющие 26, имеющие внутренний диаметр, равный внешнему диаметру ед трубы, и обеспечивающие совмещение оси трубы с осью ультразвуковой колебательной системы, т.е. осью режущего инструмента.and flange 4 hub. At the end of the guide 13 is fixed a shock absorber consisting of a stepped cup 21 and a ring 22 made of porous rubber, which protects the end 30 of the pipe 23 from the possibility of deformation after the completion of cork cutting, 24. Pipe holder, i.e. the means of fixing it in the working position, is a rack 25 mounted on a working table and made with a cylindrical hole, into which replaceable guides 26 are installed, having an inner diameter equal to the outer diameter of the pipe unit and ensuring the alignment of the pipe axis with the axis of the ultrasonic oscillatory system, those. the axis of the cutting tool.

В непосредственной близости к ' 45 держателю трубы расположена емкость 27 для сбора остатков разрезанных пробок, установленная в полости рабочего стола. Для обеспечения своевременных поворотов ультразвуковой колебательной системы и, следовательно, режущего инструмента устройство оснащено блоком управления механизмом поворота, состоящим из закрепленных на подставке 14 источника 28 55In close proximity to the '45 tube holder is a container 27 for collecting the remnants of the cut caps, installed in the cavity of the desktop. To ensure timely turns of the ultrasonic oscillatory system and, consequently, the cutting tool, the device is equipped with a control unit for the rotation mechanism consisting of a source mounted on a stand 14 28 55

света?помещенного в кожух, выполненный с цилиндрическим отверстием, датчика 29 - селенового фотодиода иlight ? placed in a casing made with a cylindrical hole, the sensor 29 - selenium photodiode and

команд-аппарата 30, выдающего команды на привод механизма поворота.commands-30, issuing commands to drive the mechanism of rotation.

Блок управления (на фиг.1 показан . с условным поворотом на 90°от его истинного положения) расположен между кольцом 22 амортизатора и направляющей 26 держателя трубы. Причем он установлен таким образом, что волновод 5 не перекрывает луча, исходящего от источника света. При этом расстояние между вершиной заостренного стержня 6 и плоскостью, в которой установлены источник 28 и датчик 29, должно превышать толщину разрезаемой пробки, поскольку в противном случае колебательная система, точнее говоря режущий инструмент, будет поворачиваться вокруг своей оси не после окончания резки пробки, а в процессе ее резки, что и приведет к его разрушению.The control unit (shown in Fig. 1 with a conditional rotation of 90 ° from its true position) is located between the shock absorber ring 22 and the pipe holder guide 26. Moreover, it is installed in such a way that the waveguide 5 does not overlap the beam emanating from the light source. The distance between the tip of the pointed rod 6 and the plane in which the source 28 and the sensor 29 are installed must exceed the thickness of the plug being cut, because otherwise the oscillating system, more precisely the cutting tool, will rotate around its axis not after the end of the cut of the tube, in the process of cutting it, which will lead to its destruction.

Контактный выключатель 8 (фиг.З), установленный в цепи генератор - преобразователь, предназначен для обёс- . печения оперативного включения (выключения) преобразователя 1 в момент, соответствующий соприкосновению вершины заостренного стержня'6, т.е. режущего инструмента, с пробкой 24 (окончанию ее резки). Он размещен внутри направляющей 13 между ее дном и дном охлаждаемого корпуса 10 и состоит из контактов 31 - 34, соединенных с обмоткой 2 возбуждения преобразователя и ультразвуковым генератором 9,’ и закрепленных в донных частях охлаждаемого корпуса 10 и направляющей 13 с помощью изоляторов 35 и 36 полого кольца 37 с П-образным поперечным сечением, пружины 38, установленной в полости кольца 37, и ^цилиндрического выступа 39, выполнен/ного в донной части направляющей 13. При этом контакт 33 и изолятор 36 для обеспечения включения и выключения преобразователя в различных положениях колебательной системы, т.е. при расположении( ее в крайних точках поворота, выполнены в виде колец.Contact switch 8 (fig.Z), installed in the circuit of the generator - converter, is designed for obos-. the baking of the operative switching on (off) of the converter 1 at the moment corresponding to the contact of the tip of the pointed rod 6 6, i.e. cutting tool, with a stopper 24 (the end of its cutting). It is placed inside the guide 13 between its bottom and the bottom of the cooled body 10 and consists of contacts 31-34 connected to the excitation winding 2 of the transducer and the ultrasonic generator 9, 'and fixed in the bottom parts of the cooled body 10 and the guide 13 using insulators 35 and 36 a hollow ring 37 with a U-shaped cross section, a spring 38 installed in the cavity of the ring 37, and ^ a cylindrical protrusion 39, made in the bottom part of the guide 13. In this case, the contact 33 and the insulator 36 to provide on and off the converter in different positions vibrating system, i.e. at the location (its extreme points of rotation, made in the form of rings.

Перед началом эксплуатации устройства включают ультразвуковой генератор 9, блок управления механизмом и сам механизм поворота ультразвуковой колебательной системы, а исполнительный орган механизма поворота, т.е.сегмент 18 и рейку 19 устанавливают в исходное положение (край5Before operating, the devices include an ultrasonic generator 9, a control unit for the mechanism, and the mechanism itself for turning the ultrasonic oscillatory system, and the actuator of the rotation mechanism, i.e., segment 18 and the rail 19, are set to their original position (edge 5

11801001180100

66

нее левое по фиг.2) положение. При включении блока управления луч света от источника 28 попадает на фотодиод 29. После этого в полость, образованную корпусом 10 и фланцем 4, через штуцер 11 подают воду. Заполнив указанную полость и охладив поверхности преобразователя 1, вода через штуцер 12 выходит из корпуса 10. После завершения подготовительных операций режущий инструмент располагают соосно оси трубы и рабочим ходом возвратно-поступательного перемещения вводят его- в рабочую зону. Для этого трубу 23, конец которой загерметизирован пластмассовой пробкой 24, изготовленной, например, из органического стекла, вставляют в направляющую 26 и посредством специального механизма или вручную подают ее' в направлении к режущему инструменту (направление подачи трубы на чертежах указано стрелкой).2) the left position. When the control unit is turned on, a beam of light from the source 28 enters the photodiode 29. After that, water is supplied into the cavity formed by the housing 10 and the flange 4. Filling the specified cavity and cooling the surface of the transducer 1, water through the nozzle 12 exits the housing 10. After the completion of the preparatory operations, the cutting tool is positioned coaxially with the pipe axis and the working stroke of the reciprocating movement is introduced into the working area. To do this, the pipe 23, the end of which is sealed with a plastic stopper 24, made, for example, of organic glass, is inserted into the guide 26 and through a special mechanism or manually serves it in the direction of the cutting tool (the direction of the pipe feed is indicated by the arrows in the drawings).

При соприкосновении пробки 24 с режущим инструментом, т.е. с вершиной заостренного стержня 6, ультразвуковая колебательная система под воздействием силы, прикладываемой к трубе .23, начинает смещаться из исходного положения в направлении вдоль своей оси. При этом направляющая 13 остается неподвижной, а охлаждаемый корпус 10 движется внутри ее. Под воздействием силы, прикладываемой к колебательной системе, в контактном выключателе 8 кольцо 37 сжимает пружину 38, в результате чего пары контактов 31 и 34, 32 и 33 замыкают (фиг.З) электрическую цепь генератор - преобразователь, т.е. соединяют обмотку 2 возбужения преобразователя 1 с ультразвуковым генератором 9. В этот момент (охлаждаемый корпус 10 остановился) Переменное напряжение резонансной частоты начинает поступать с генератора 9 на обмотку 2 возбуждения преобразователя 1 и создает в последнем магнитный поток. Под действием магнитных сил преобразователь 1 начинает совершать колебания с ультразвуковой частотой;например,в 19,5 кГц амплг. гуда которых (10-12 мк)· увеличивается до значений 16-18 мк концентратором 3 ультразвуковой энергии, изготовленным из титана.. От концентратора колебания передаютсяIf the plug 24 is in contact with the cutting tool, i.e. with the tip of the sharpened rod 6, the ultrasonic oscillatory system under the influence of the force applied to the pipe .23 begins to shift from the initial position in the direction along its axis. When this guide 13 remains stationary, and the cooled body 10 moves inside it. Under the influence of the force applied to the oscillatory system, in the contact switch 8, the ring 37 compresses the spring 38, as a result of which the pairs of contacts 31 and 34, 32 and 33 close (fig. 3) the electrical circuit of the generator-converter, i.e. Connect the excitation winding 2 of the transducer 1 to the ultrasonic generator 9. At this moment (the cooled body 10 has stopped) The alternating voltage of the resonant frequency begins to flow from the generator 9 to the excitation winding 2 of the transducer 1 and creates a magnetic flux in the latter. Under the action of magnetic forces, the transducer 1 begins to oscillate with an ultrasonic frequency, for example, at 19.5 kHz amplg. Hoods of which (10-12 microns) · increase to values of 16-18 microns by concentrator 3 of ultrasonic energy made of titanium .. From the concentrator, oscillations are transmitted

волноводу 5, также изготовленному из титана, а от него - заостренному стержню 6 с лезвием 7 режущего инструмента и, следовательно, пластмассовой пробке 24, находящейся в акустическом контакте с вершиной режущего инструмента. За счет выполнения заострённого стержня 6 с резонансной длиной, т.е. с длиной, равной половине длины продольной ультразвуковой волны в его материале, на его вершину приходится пучность смещений ультразвуковых колебаний поступающих в него, а за счет его заострения амплитуда этих колебаний увеличивается и достигает значений, соответствующих 20-23 мк. Подвергаясь воз. действию ультразвуковых колебаний, пластмассовая пробка поглощает их энергию й в месте контакта с режущим инструментом разупрочняется, приобретая вязкопластичное состояние.the waveguide 5, also made of titanium, and from it - a sharpened rod 6 with a blade 7 of the cutting tool and, therefore, a plastic stopper 24 in acoustic contact with the top of the cutting tool. By performing a pointed rod 6 with a resonant length, i.e. with a length equal to half the length of the longitudinal ultrasonic wave in its material, at its top there is an antinode of ultrasonic oscillations moving into it, and due to its sharpening, the amplitude of these oscillations increases and reaches values corresponding to 20-23 microns. Exposing a cart. the action of ultrasonic vibrations, the plastic tube absorbs their energy and, at the point of contact with the cutting tool, weakens, acquiring a viscoplastic state.

В результате этого вершина заостренного стержня 6 под воздействием силы, постоянно прикладываемой к трубе 23, начинает внедряться в пробку 24 (фиг.4). По мере дальнейшей подачи трубы 23 начинаются процессы формирования (фиг.5) в пробке сквозного отверстия 40 стержнем 6 и выполнения в ней четырех сквозных продольных прорезей, т.е. резки рабочими поверхностями лезвий 7 (разрезанная часть, пробки на чертежах заштрихована) на четыре сегментные части (фиг.6 ). Вследствие расположения лезвий 7 на цилиндрической поверхности заостренного стержня 6 процесс формирования сквозного отверстия в пробке и процесс ее резки осуществляются (фиг.5) одновременно, но заканчивают вперед формирование отверстия, а затем .прорезей. Это обусловлено тем, что в противном случае или даже при одновременном окончании выполнения отверстия и прорезей, остатки пробки режущим инструментом будут введены дальше в полость трубы, вследствие чего их удаление с помощью режущего йснтрумента окажется неосуществимым.As a result, the top of the pointed rod 6 under the influence of a force constantly applied to the pipe 23 begins to penetrate into the plug 24 (FIG. 4). As the pipe 23 continues to be supplied, the processes of formation (FIG. 5) in the plug of the through hole 40 by the rod 6 and the execution of four through longitudinal slots therein begin cutting the working surfaces of the blades 7 (the cut part, the cork in the drawings is hatched) into four segment parts (Fig.6). Due to the location of the blades 7 on the cylindrical surface of the sharpened rod 6, the process of forming the through hole in the tube and the process of cutting it are carried out (FIG. 5) at the same time, but finish forward the formation of the hole, and then the slits. This is due to the fact that otherwise, or even with the simultaneous termination of the hole and the cuts, the remnants of the plug with the cutting tool will be inserted further into the tube cavity, as a result of which their removal with the help of the cutting tool will be impracticable.

.Опережение в окончании формирования отверстия обеспечивается тем, что кромка (линия пересечения гипотенузы треугольника с его меньшим катетом) режущей поверхности лезвия, заканчивающая выполнение прорезей в пробке, смещена в сторону цилинд7A warning in completing the formation of the hole is ensured by the fact that the edge (the line of intersection of the hypotenuse of the triangle with its smaller leg) of the cutting surface of the blade, which completes the cuts in the cork, is shifted towards the cylinder7

1 1801001 180100

8eight

рического конца стержня от линии перехода его заостренной части в цилиндрическую на расстояние, равное .по меньшей мере четверти толщины пробки. Указанная величина смещения кромки лезвия обусловлена тем, что при ее меньшем значении может произойти разрушение пробки на части до того момента, как в ней будет закончено выполнение прорезей, которое и воспрепятствует удалению остатков пробки из полости трубы с помощью режущего инструмента.of the rod’s end from the transition line of its pointed part into a cylindrical distance equal to at least a quarter of the plug thickness. The specified amount of displacement of the edge of the blade due to the fact that with its smaller value may be the destruction of the tube on the part until such time as it will complete the implementation of the slots, which prevents the removal of residual tube from the cavity of the pipe using a cutting tool.

По окончании.резки пробки 24, т.е. в момент времени, соответству-. 'ющий выходу из нее лезвий 7 (фиг.7), пружина 38 резко разжимается и отодвигает охлаждаемый корпус в направлении к фланцу 21., в'результате чего контактные пары 31-34 и 32-33 выходят из соприкосновения между собой. Вследствие этого электрическая цепь генератор - преобразователь размыкается и преобразователь 1, а вместе 25 с ним и вея колебательная система и, следовательно, режущий инструмент перестает совершать колебания. В это же время вследствие разности диаметров сформированного отверстия 30 40 и волновода 5 верхние остатки пробки 24 падают на нижние, которые в свою очередь смещаются к центру и соприкасаются (фиг.10) между собой. После выключения преобразователя 35 трубу 23 некоторый промежуток време·;. ни продолжают двигать в прежнем направлении, вследствие чего она перекрывает луч света от источника 28.At the end. Cutting cork 24, i.e. at the moment of time, correspondingly. At the exit of the blades 7 (Fig. 7), the spring 38 expands sharply and moves the cooled body towards the flange 21. As a result, the contact pairs 31-34 and 32-33 come out of contact with each other. As a result, the electrical circuit of the generator-converter opens and the converter 1, and together with it, the oscillating system and, consequently, the cutting tool ceases to oscillate. At the same time, due to the difference in diameters of the formed hole 30 40 and waveguide 5, the upper residuals of the plug 24 fall to the lower ones, which in turn are displaced to the center and contact (figure 10) with each other. After turning off the transducer 35 pipe 23 a certain period of time · ;. nor continue to move in the same direction, as a result of which it blocks the light beam from the source 28.

Это фиксируется селеновым фотодиодом 40 29, сигнал с которого поступает в команд-аппарат 30, Последний выдает команду на привод механизма поворота, который переводит рейку 19 из одного крайнего положения (фиг.2). в другое 45 (фиг.9) крайнее положение. Перемещаясь в пазу 17 подставки 14, рейка 19 своей зубчатой поверхностью воздействует на сегмент 18 и поворачивает его на угол, равный 45°. Пос- 5θ кольку сегмент 18 жестко соединен е охлаждаемым корпусом 1.0, а последний также жестко соединен с фланцем 4 концентратора 3 ультразвуковой энергии, вся колебательная система 55 поворачивается (фиг.9) на угол, равный 45σ, и лезвия режущего инструмента Занимают положение (фиг,10),This is fixed by the selenium photodiode 40 29, the signal from which is sent to the command device 30, the latter issues a command to the drive of the rotation mechanism, which translates the rail 19 from one extreme position (figure 2). in another 45 (Fig.9) extreme position. Moving in the groove 17 of the stand 14, the rail 19 with its serrated surface acts on the segment 18 and rotates it through an angle of 45 °. After the 5 segment of the segment 18 is rigidly connected to the cooled body 1.0, and the latter is also rigidly connected to the flange 4 of the ultrasonic energy concentrator 3, the entire oscillating system 55 rotates (FIG. 9) by an angle of 45 σ , and the blades of the cutting tool Take a position (FIG. 10),

наиболее выгодное для удаления из полости трубы 23 остатков пробки 24, т.е. их нерабочие торцы распола5 гаются против обращенных во внутрь трубы торцов остатков пробки (между прорезями, выполненными в пробке).23 residues of the plug 24 that are most advantageous for removing from the tube cavity 23, i.e. their non-working ends are located against the ends of the cork residue facing the inside of the pipe (between the cuts made in the cork).

Угол поворота колебательной системы в своем оптимальном значении,The angle of rotation of the oscillatory system in its optimal value,

10 равный Л/п, где η - количество лезвий режущего элемента, в действительности может иметь значение на 10 - 15° отличающееся от оптимального. Это обусловлено тем, что здесь 15 важным является не величина поворота колебательной системы, т.е. режущего инструмента или трубы, а ниличие самого поворота, поскольку без осуществления данного поворота нерабо20 чие т.орцы лезвий режущего инструмента при его извлечении из трубы могут пройти через продольные прорези ими же и выполненные, оставив остатки .пробки в трубе.10 equal to Л / п, where η is the number of blades of the cutting element, in reality, it can have a value by 10 - 15 ° different from the optimal one. This is due to the fact that here the 15 important is not the amount of rotation of the oscillatory system, i.e. cutting tools or pipes, and the presence of the turn itself, since without performing this turn, the non-working blades of the cutting tool, when removed from the pipe, can pass through longitudinal cuts made by them and leaving the remaining plugs in the pipe.

После поворота-колебательной системы трубу 23 обратным ходом возвратно-поступательного перемещения начинают вынимать из направляющей 26, т.е. выводить рабочий инструмент из зоны обработки. При этом остаткипробки 24 (фиг.8) входят в контакт с частью поверхности цилиндрического конца заостренного стержня бис нерабочими торцами лезвий 7 и выталкиваются ими, т.е. режущим инструментом из трубы. Выпав из трубы, остатки пробки скапливаются в- емкости 27, которая периодически от них очищается. В то время, когда трубу 23 вынимают из направляющей 26, луч света от источника 28 вновь попадает на фотодиод 29, и команд-аппарат выдает команду на привод механизма поворота колебательной системы, возвращающий ее посредством исполнительного органа в исходное (фиг.2) положение. Однако, эту команду команд-аппарат выдает через некоторый промежуток времени, достаточный для полного выхода режущего инструмента из полости трубы, т.е. из рабочей зоны. Затем в направляющую 26 задают второй конец трубы 23 и процесс удаления пробки 24 повторяется. После завершения разгерметизации всей партии труб выключают ультразвуковой генератор, блок управления механизмом поворота, механизмAfter the rotation of the oscillating system, the pipe 23 is started to be taken out of the guide 26 by the reverse stroke of the reciprocating movement, i.e. remove the working tool from the treatment area. At the same time, the remaining plugs 24 (FIG. 8) come into contact with a part of the surface of the cylindrical end of the pointed rod bis with non-working ends of the blades 7 and are pushed out by them, i.e. cutting tool out of the pipe. Having fallen out of the pipe, the remnants of the plug accumulate in the tank 27, which is periodically cleared of them. At that time, when the tube 23 is removed from the guide 26, the light beam from the source 28 again hits the photodiode 29, and the command device issues a command to drive the mechanism of rotation of the oscillating system, returning it to the initial position by means of the actuator (figure 2). However, this command is issued by the device command after a certain period of time sufficient to completely exit the cutting tool from the pipe cavity, i.e. from the work area. Then in the guide 26 set the second end of the pipe 23 and the process of removing the tube 24 is repeated. After the depressurization of the entire batch of pipes is completed, the ultrasonic generator, the control unit of the turning mechanism, the mechanism

99

11801001180100

10ten

поворота и прекращают подачу охладителя на поверхность преобразователя. При осуществлении способа частота колебаний режущего инстру- $ мента должна находиться в пределах 16-44 кГц, а амплитуда колебаний должна составлять 2-40 мк.turn and stop the flow of coolant to the surface of the converter. When implementing the method, the oscillation frequency of the cutting tool should be in the range of 16-44 kHz, and the amplitude of oscillation should be 2-40 microns.

Частотный диапазон способа (16-44 кГц) в большей степени огра- ю ничен тем, что в настоящее время все ультразвуковое оборудование (генераторы, источники колебаний), серийно изготавливаемое отечественной промышленностью, рассчитано 15The frequency range of the method (16-44 kHz) is to a large extent limited by the fact that at present all ultrasonic equipment (generators, sources of vibrations) serially manufactured by the domestic industry is calculated

именно на эти частоты. Однако применение низких частот звукового диапазона, т.е, ниже 16 кГц, нецелесообразно, так как уровень шумов, создаваемой технологическими установками 20 на этих частотах, превышает.санитарные нормы. Применение же частот, превышающих 44 кГц, в случае использования .магнитострикционного преобразователя также нецелесообразно, пос- 25 кольку КПД магнитострикционного преобразователя и излучаемая мощность , прямо пропорционально определяющие продолжительность процесса резки . пробки, значительно падают с повы- зд шением частоты- колебаний.Ограничение амплитуды колебаний режущего инструмента интервалом в’precisely on these frequencies. However, the use of low frequencies in the sound range, i.e., below 16 kHz, is impractical, since the noise level generated by technological installations 20 at these frequencies exceeds sanitary standards. The use of frequencies exceeding 44 kHz in the case of using a magnetostrictive transducer is also impractical, since the efficiency of the magnetostrictive transducer and the radiated power directly proportional to the duration of the cutting process. plugs drop significantly with increasing frequency-oscillations. Limiting the amplitude of oscillations of the cutting tool by an interval of ’

2-40 мк обусловлено тем, что при амплитудах · менее двух микрон не 35 все виды пластмассы приобретают вязко-пластичное состояние или преобретают его не в той степени, которая обеспечила бы необходимую скорость формирования отверстия в пробке и выполнения прорезей в ее образующейся кольцевой части, в то время как при амплитудах свыше 40 мк становится возможным усталостное разрушение вершины заостренной части стержня режущего инструмента.2-40 microns is due to the fact that with amplitudes of less than two microns not 35 all types of plastic acquire a visco-plastic state or acquire it not to the extent that would ensure the necessary speed of formation of the hole in the tube and making cuts in its forming annular part, while at amplitudes above 40 microns, fatigue destruction of the tip of the pointed part of the cutting tool shaft becomes possible.

Предлагаемый режущий инструмент является наиболее важной составной частью устройства для осуществления предлагаемого способа и поэтому практически все размеры заостренного стержня и лезвий имеют определенные ограничения.The proposed cutting tool is the most important part of the device for the implementation of the proposed method and therefore almost all of the dimensions of the pointed rod and the blades have certain limitations.

Тех, длина стержня должна быть равной половине длины ультразвуковой $$ волны в его материале. Это обусловлено необходимостью создания резонансной колебательной системы, а такжеThose stem length should be equal to half the length of the $$ ultrasonic wave in its material. This is due to the need to create a resonant oscillatory system, as well as

тем, чтобы при большом разнообразии используемых режущих инструментов (разнообразие сортамента изготавливаемых труб), обладающих разными массами, иметь только одну колебательную систему. В случае же изготовления -.· стержня с длиной, отличающейся от указанной, резонансный режим работы колебательной системы нарушается, а производительность процесса,.определяемая временем резки пробки падает. Причем снижение производительности процесса происходит прямо пропорционально величине-отклонения длины стержня как в одну, так и в другую стороны от ее оптимального значения.so that with a large variety of cutting tools used (a variety of assortment of manufactured pipes) with different masses, have only one oscillatory system. In the case of manufacturing -. · A rod with a length different from that indicated, the resonant mode of operation of the oscillatory system is disturbed, and the productivity of the process, determined by the time for cutting the cork falls. Moreover, the decrease in the productivity of the process occurs in direct proportion to the value of the deviation of the length of the rod, both in one and in the other side of its optimal value.

Кроме того, изготавливать режущий инструмент наиболее целесообразно из материалов, имеющих низкие значения скорости распространения в них звуковой волны (не выше 4 см/с)и коэффициент теплопроводности, равный 0,25-0,9 кал/см х с х град. Это позволит значительно уменьшить реальную длину режущего инструмента, использовать эффект поглощения энергии ультразвуковых волн режущим элементомIn addition, it is most expedient to manufacture the cutting tool from materials having low values of the propagation speed of the sound wave in them (not exceeding 4 cm / s) and a heat conductivity coefficient equal to 0.25-0.9 cal / cm x с x degree. This will significantly reduce the actual length of the cutting tool, use the effect of absorption of energy of ultrasonic waves by the cutting element.

©ля его интенсивного разогрева и тем самым сократить продолжительность операции резки пробки. Материалом,., отвечающим указанным .требованиям,являются достаточно распространенные и недорогие медь и латунь.© For its intensive heating and thereby reduce the duration of the operation of cutting the tube. Material,., Meeting the specified requirements, are quite common and inexpensive copper and brass.

Длина заострения стержня, обуславливающая величину угла его вершины, составляет 0,2-0,8 его длины и выбрана исходя из условий создания наименьшего сопротивления, оказываемого пробкой режущему инструменту при формировании в ней сквозного отверстия. Так, если заострение · стержня менее, чем на 0,2 его длины приводит к изготовлению режущего инструмента с большим углом его вершины и, следовательно, к увеличению продолжительности процесса резки пробки, то при заострении стержня на величину, составляющую · более 0,8 его длины, цилиндрический •участок его поверхности имеет про- . тяженность, не всегда достаточную, в частности при изготовлении труб больших диаметров,для изготовления ' лезвий с оптимальным углом при.их вершине, т.е. с углом, обеспечивающим минимальное сопротивлениеThe sharpening length of the rod, causing the magnitude of the angle of its top, is 0.2-0.8 of its length and is selected on the basis of the conditions for creating the least resistance provided by the stopper to the cutting tool during the formation of a through hole in it. So, if a sharpening · of a rod of less than 0.2 of its length leads to the manufacture of a cutting tool with a large angle of its tip and, consequently, an increase in the duration of the process of cutting the cork, then when the sharpening of the rod is by an amount of more than 0.8 of its length, cylindrical • area of its surface has a pro-. the tension is not always sufficient, in particular in the manufacture of pipes of large diameters, for the manufacture of 'blades with an optimum angle at their top, i.e. with an angle that provides minimal resistance

1 1eleven

11801001180100

1212

их режущей поверхности при выполнении прорезей, т.е. при резке пробки.their cutting surface when making slots, i.e. when cutting cork.

Если ограничение диаметра заостренного стержня величиной, равной 0,1-0,5 диаметра разрезаемой пробки, в большой степени продиктовано необходимостью обеспечения минимально возможного сопротивления, оказываемого пробкой режущему инструмен- ю ту при формировании в ней сквозного отверстия, то выполнение его с диаметром в 1,1-1,3 раза превышающим диаметр излучающего торца волновода связано с обеспечением возможности 15 беспрепятственного удаления остатков пробки из полости трубы. Диаметр стержня обязательно должен быть больше диаметра излучающего торца волновода, так как в противном слу- 20 чае волновод увеличивает (равенство упоминаемых диаметров составляет единственное исключение) диаметр отверстия уже сформированного в пробке, что совершенно не нужно. Кроме -25 того, отсутствует какой-либо зазор между остатками пробки, трубой и волноводом, что отрицательно сказывается на величине усилия, которое нужно приложить к остаткам пробки зо для их удаления из полости трубы, и на сохранности лезвий режущего инструмента, толщина которых должна быть минимально возможной. Осуществляться непроизводительный ^5If the restriction of the diameter of a pointed rod to a value of 0.1–0.5 of the diameter of the plug being cut is largely dictated by the need to ensure the minimum possible resistance exerted by the stopper to the cutting tool when forming a through hole in it, , 1-1.3 times the diameter of the radiating end of the waveguide is connected with the provision of the possibility of 15 free removal of cork residues from the tube cavity. The diameter of the rod must necessarily be larger than the diameter of the radiating end of the waveguide, since otherwise the waveguide increases (equality of the diameters mentioned is the only exception) the diameter of the hole already formed in the tube, which is absolutely not necessary. In addition to -25, there is no gap between the cork residues, the tube and the waveguide, which adversely affects the amount of effort that must be applied to the cork residues to remove them from the tube cavity, and the safety of the cutting tool blades, the thickness of which should be minimum possible. Implemented unproductive ^ 5

расход ультразвуковых колебаний, по-* скольку часть поверхности излучающего торца волновода работает на "воздух". Так, если выполнение заостренного стержня с диаметром, превышающим диаметр излучающего торца “ волновода всего лишь в 1,1 раза, уже является достаточным для устранения перечисленных недостатков, то превышение более чем в 1,3 раза представляется нецелесообразным, поскольку это ведет к увеличению сопротивления, оказываемого пробкой режущему инструменту.the consumption of ultrasonic oscillations, because the part of the surface of the radiating end of the waveguide operates on “air”. So, if the implementation of a sharpened rod with a diameter exceeding the diameter of the radiating end “of the waveguide by only 1.1 times, is already sufficient to eliminate the listed disadvantages, then exceeding more than 1.3 times seems impractical because it leads to an increase in resistance, provided by the stopper to the cutting tool.

Выполнение заостренного стержня с диаметром, составляющим менее 0,1 диаметра разрезаемой пробки, усложняет процесс изготовления режущего инструмента и, что самое главное, может не обеспечить ему запаса механической прочности, необходимого для продолжительной работы в условиях наложения знакопеременрых напряжений,The execution of a pointed rod with a diameter of less than 0.1 of the diameter of the cut tube complicates the manufacturing process of the cutting tool and, most importantly, may not provide him with the stock of mechanical strength necessary for continuous operation under conditions of superposition of alternating stresses,

т.е. ультразвуковых колебаний, а его выполнение с диаметром, составляющим более 0,5 диаметра разрезаемой пробки, приводит к снижению производительности процесса, вследствие значительного сопротивления, оказываемого режущему инструменту пробкой при формировании в ней сквозного отверстия .those. ultrasonic vibrations, and its implementation with a diameter of more than 0.5 of the diameter of the cut tube, leads to a decrease in the performance of the process, due to the significant resistance to the cutting tool plug when forming a through hole in it.

Требования, предъявляемые-к форме и размерам лезвий режущего инструмента направлены на обеспечение минимально возможного сопротивления пробки при осуществлении ее резки на части,т.е. при выполнении в ней продольных сквозных прорезей.Requirements - to the shape and size of the blades of the cutting tool are aimed at ensuring the lowest possible resistance of the tube when cutting it into pieces, i.e. when performing longitudinal through slots in it.

Наиболее полно поставленному условию отвечает лезвие, выполненное в виде' прямоугольного треугольника, катеты которого имеют разные длины, а меньший угол по'своей величине не превышает половины значения угла вершины заостренного стержня.The most fully set condition is met by a blade made in the form of a right-angled triangle, the legs of which have different lengths, and their smaller angle does not exceed half the value of the apex angle of the pointed rod.

Высота лезвия, измеренная относительно цилиндрической поверхности заостренного стержня, т.е; длина меньшего катета треугольника, равна полуразности диаметров разрезаемой пробки и заостренного стержня. Если высота лезвия меньше, чем указанная, то пробка не будет разрезана полностью, так как кромка режущей поверхности лезвия не будет максимально приближена к внутренней поверхности трубы, а если же она будет превышать ее, то режущий инструмент не войдет в полость трубы и, следовательно, пробка не будет разрезана. Лезвия могут быть выполнены как единое целое с заостренным стержнем или же отдельно от него и закреплены на нем. В последнем случае лезвия могут быть изготовлены из материала, по'своим свойствам отличающегося от материала заостренного стержня, т.е. от меди и латуни, например, из стали ЗОХГСА, характеризующейся высокой износостойкостью и минимальными потерями акустической энергии.The height of the blade, measured relative to the cylindrical surface of the pointed rod, i.e.; the length of the smaller leg of the triangle is equal to half the difference between the diameters of the cut tube and the pointed rod. If the blade height is less than the specified one, the cork will not be cut completely, since the edge of the cutting surface of the blade will not be as close as possible to the inner surface of the pipe, and if it exceeds it, then the cutting tool will not enter the cavity of the pipe and, therefore, the cork will not be cut. Blades can be made as a single unit with a pointed rod or separately from it and fixed on it. In the latter case, the blades can be made of a material that is different in its properties from the pointed rod, i.e. from copper and brass, for example, from steel ZOHGSA, characterized by high wear resistance and minimal loss of acoustic energy.

К другим примерам конкретного выполнения устройства, обеспечивающего реализацию предлагаемого способа, следует отнести расположение исполнительного органа механизма поворота на держателе трубы, что может быть целесообразно в ряде случаев в зависимости от расположенияOther examples of specific performance of the device, ensuring the implementation of the proposed method, should include the location of the Executive body of the rotation mechanism on the pipe holder, which may be appropriate in some cases, depending on the location

1313

11801001180100

1414

оборудования, используемого πρΙΓ операции резки пробки, а также применение не магнито.стрикционного,' а пьезокёрамического преобразователя для создания колебательной системы, что позволит не только сократить ее габариты и отказаться от водяного охлаждения преобразователя, но и расширить в сторону увеличения частотный диапазон работы колебательной' системы, что благоприятно скажетсяequipment used cork cutting operation πρπΓ, as well as the use of a piezo-ceramic inverter, not a magnetically restrictive one, to create an oscillating system that will not only reduce its dimensions and eliminate the water cooling of the converter, but also expand the frequency range of the oscillatory operation in the direction of increasing system that will favorably

на продолжительности операции рёз-ι ки.for the duration of the operation

Кроме того, заостренный стержень 5 режущего инструмента может быть оснащен только одним лезвием в форме равнобедренного или равностороннего треугольника при его расположении таким образом, чтобы его вершина πει 0 жала на оси стержня.In addition, the pointed rod 5 of the cutting tool can be equipped with only one blade in the shape of an isosceles or equilateral triangle when it is positioned so that its tip πει 0 sting on the axis of the rod.

Использование изобретения позволяет снизить отходы при обработке труб.The use of the invention reduces waste when processing pipes.

1,301.30

11801001180100

Фиг. 4FIG. four

11801001180100

7 8 Фиг, 87 8 Fig, 8

Claims (2)

1. Способ обработки труб, включающий герметизацию концов трубы, обработку ее внешней поверхности в жидкой среде и проводимую перед финишными операциями разгерметизацию трубы, осуществляемую путем удаления пробок при помощи устройства с режущим инструментом, отличающийся тем, что, с целью снижения отходов при обработке, при разгерметизации трубы в пробке прорезают сквозное центральное отверстие и разрезают ее на части путем выполнения в ней прорезей, направленных от центрального отверстия к пе- § риферии.1. A method of processing pipes, including sealing the pipe ends, treating its outer surface in a liquid medium and depressurizing the pipe before finishing operations, carried out by removing plugs using a cutting tool device, characterized in that, in order to reduce waste during processing, depressurization of the tube in the tube cut through the central hole and cut it into pieces by making cuts in it directed from the central hole to periphery. зи „„1180100zi „„ 1180100 Фиг /Fig / 180100180100 2. Устройство для обработки труб, содержащее ультразвуковой генератор с контактным выключателем, держатель трубы и ультразвуковую колебательную систему, состоящую из направляющей. в виде стакана, электромеханического преобразователя, размещенного в охлаждаемом корпусе, установленном в полости направляющей с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль ее оси, концентратора ультразвуковой энергии волновода и режущего инструмента, .отличающееся тем,2. A device for processing pipes containing an ultrasonic generator with a contact switch, a pipe holder and an ultrasonic oscillatory system consisting of a guide. in the form of a glass, an electromechanical transducer placed in a cooled housing installed in the guide cavity with the possibility of reciprocating movement along its axis, a concentrator of the ultrasonic energy of the waveguide and the cutting tool, which differs in that что оно снабжено механизмом поворота , включающим блок управления, привод и испытательный орган, ультра звуковая система и держатель трубы расположены соосно, а контактный выключатель установлен между направляющей и корпусом, который установлен с возможностью поворота, при этом исполнительный орган механиз-; ма поворота выполнен в виде шестеренчатой пары, один из элементов которой закреплен на охлаждаемом корпусе, а другой связан с приводом.that it is equipped with a rotation mechanism that includes a control unit, an actuator and a test body, an ultra sound system and a pipe holder are coaxially located, and a contact switch is installed between the guide and the housing, which is rotatably mounted, with the actuator of the mechanism; The turning gear is made in the form of a gear pair, one of the elements of which is fixed on the cooled housing, and the other is connected to the drive. 1one
SU833647113A 1983-04-08 1983-04-08 Method and apparatus for machining tubes SU1180100A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833647113A SU1180100A1 (en) 1983-04-08 1983-04-08 Method and apparatus for machining tubes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833647113A SU1180100A1 (en) 1983-04-08 1983-04-08 Method and apparatus for machining tubes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1180100A1 true SU1180100A1 (en) 1985-09-23

Family

ID=21083542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833647113A SU1180100A1 (en) 1983-04-08 1983-04-08 Method and apparatus for machining tubes

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1180100A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4504264A (en) Apparatus for and method of removal of material using ultrasonic vibraton
US9649722B2 (en) Ultrasound-assisted water-confined laser micromachining
US2987068A (en) Apparatus for ultrasonic cleaning
CN109648215B (en) Laser shock perforating device based on rotating electromagnetic field and water-based ultrasonic vibration
US2736144A (en) thatcher
TW201701995A (en) Device and method for deburring components by means of ultrasound
CN105904105B (en) Laser drilling device and method for improving hole taper
SU1180100A1 (en) Method and apparatus for machining tubes
JP2022500335A (en) Cutting methods and equipment for structures made of brittle materials
CN100351030C (en) Equipment and method of electrospark assisted by disturbance of shock pressure for treating fine structure with high depth-width ratio
CN110280912A (en) The device and processing method of a kind of sound-electric coupling energy field auxiliary laser spiral punching
JP2571322B2 (en) Method and apparatus for machining the inner surface of a hole and honing tool
JP2003285171A (en) Removing device by laser beam, handy torch, and removing method by laser beam
US3239965A (en) Ultrasonic grinding apparatus
CN110293483B (en) Polishing device and method based on confocal megasonic microjet
RU195914U1 (en) Device for ultrasonic pipe cleaning
SU825202A1 (en) Plant for cleaning articles
SU1269927A1 (en) Apparatus for cutting with a high-pressure liquid jet
SU608564A1 (en) Ultrasonic arrangement for strengthening of articles
FR2473362A1 (en) METHOD AND APPARATUS FOR ELECTRICAL MACHINING WITH MACHINING LIQUID INTERACTING BETWEEN THE TOOL AND WORKPIECE
RU2293012C2 (en) Combination method for working openings and apparatus for performing the same
RU2787289C1 (en) Method for boring holes in products from corrosion-resistant aluminum alloys
CN114535781B (en) Method and device for processing transparent material by special-structure drill bit back-reinforcing laser
SU1222464A1 (en) Device for ultrasonic processing
CA2311650A1 (en) Method and apparatus for the ultrasonic cleaning of a wire-drawing die