SU774660A1 - Устройство дл прессовани труб - Google Patents

Description

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

Известны устройства для прессова- 5 ния труб, способствующие повышению точности геометрических размеров готовых труб, в которых используются составные матрицы, содержащие неподвижные направляющие и допускающие 10 радиальные перемещения калибрующие части. Для установки матрицы на ось прессования в начальный момент в устройствах имеются установочные пружины [1] . 15

Самоцентровка калибрующей матрицы не позволяет полностью устранить разностенность прессованных труб, так как в этом случае калибрующая матрица занимает положение, соответствую- 20 щее равенству давлений на нее со стороны металла по периметру очка матрицы. Равенство давлений обусловливает при прочих равных условиях и равенство вытяжек по стенке заготовки. Сле- 25 довательно, при условии выпрессовки раэностенных заготовок более толстым стенкам заготовки соответствует и более толстые стенки готовой трубы.

.Таким образом, наряду с некоторым 3Q снижением абсолютной разностенности заготовки при выдавливании ее в трубу, применение самоцентрирующейся калибрующей матрицы сохраняет раэно5 стенность трубы, вызванную разностенностью исходной заготовки. Известно также устройство для прессования труб, содержащее, контейнер, соосно заходящей в него со сто10 роны одного из торцов пресс-штемпель с иглой, последовательно установленные в нем с противоположного торца направляющую и калибрующую матрицы, два независимых привода радиального 15 перемещения калибрующей матрицы в двух взаимно перпендикулярных направлениях и два размещенных диаметрально противоположно под калибрующей матрицей датчика замера толщины стен20 ки трубы, при этом каждый привод соединен электрической обратной связью с датчиками

Отказ от принципа самоцентровки и применение приводов радиального пе25 ремещения калибрующей матрицы создает возможность получать готовую трубу с минимальной разностенностью, не выходящей за пределы допуска. Однако использование датчиков толщины 3Q стенки готовой трубы в качестве ис3 точников информации для определения необходимого радиального перемещения калибрующей матрицы не позволяет достичь указанной цели. Это объясняется, во-первых, тем, что в силу нестационарности процесса истечения металла в зазор между оправкой и мат- ³ рицей из-за изменения по ходу процесса рабочей длины (жесткости) оправки и изменения разностенности заготовки по ее длине контроль толщины стенки . за очагом деформации не позволяет определить положение калибрующей матрицы, концентричное оправке, в очаге деформации. Более того, регулирование положения калибрующей матрицы по отклонению стенки готовой трубы от номи-15 нала может в некоторых случаях, на пример при возрастании разностенности подпрессованной заготовки от переднего конца к заднему, которое наблюдается при задаче заготовки более точ-jq ным концом к матрице, увеличить разностенность выходящей трубы. Во-вторых, в силу неизбежного транспортного запаздывания (время между моментом замера и регулирующим воздействием приводами) и трудности точного и быстрого замера толщины стенки преимущества устройства с приводной матрицей сводятся к минимуму.

Целью изобретения является повышение точности прессуемых изделий. 3D

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для прессования труб, содержащем контейнер, соосно заходящий в него со стороны одного из торцов пресса-штемпель с иглой, установлен- 35 ные в нем неподвижную направляющую матрицу, калибрующую матрицу, смонтированную с возможностью радиального перемещения от регулируемого независимого привода, игла снабжена съем- дд ным наконечником, центрирующим калибрующую матрицу относительно иглы, а пресс-штемпель снабжен датчиком положения его торца относительно калибрующей матрицы, по периметру которой расположены гидроцилиндры с штоками, каждый из которых имеет регулятор давления и датчик положения штока, при этом регулятор давления каждого гидроцилиндра связан электрически с датчиком положения 50 пресс-штемпеля и-датчиком положения штока.

Съемный наконечник на игле применяется для центрирования подвижней __ калибрующей матрицы относительно иг- ³ ЛЫ в процессе распрессовки. Известные устройства для центрирования иглы относительно неподвижной матрицы в процессе распрессовки неподвижно закрепляют конец иглы в матрице. При 60 этом, хотя и достигается концентричность переднего конца иглы и матрицы, ось оправки может изогнуться таким образом, что максимальный прогиб иглы от первоначального положения ¢5 окажется вблизи средней части заготовки, что повлечет в дальнейшем увеличение разностенности в средней части труб.

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

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

При количестве гидроцилиндров меньше 6 снижается точность определения необходимого радиального перемещения матрицы, а при числе, большем 8 гидроцилиндров, возрастает сложность оборудования без существенных изменений в точности регулировки зазора между оправкой и калибрующей матрицей .

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

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

На чертеже изображена схема устройства для прессования труб.

Устройство состоит из контейнера 1, заходящего в него со стороны одного из торцов пресс-штемпеля 2, снабженного датчиком 3 положения, закрепленной в пресс-штемпеле иглы 4 со съемным центрирующим наконечником 5 на ее конце, входящем в подвижную калибрующую матрицу 6, присоединенных к ней штоков 7 гидроцилиндров 8, имеющих регуляторы 9 давления и датчики 10 положения штоков, неподвижной направляющей матрицы 11, источника 12 давления.

Датчики положения штоков и датчик’ .положения пресс-штемпеля электрически связаны (на чертеже связи не обозначены) с регуляторами давления гидроцилиндров.

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

D-d Е

j) -ί) ^{w п} Д°^п·

2. юо°,'о где d_n — диаметр иглы;

0_Μις — диаметр очка калибрующей матрицы;

Едоп. — допускаемая относительная разностенность трубы в % .

Устройство для прессования работает следующим образом.

Стадия распрессовки заготовки.

Источник 12 давления отключен от гидроцилиндров 8. При воздействии прессштемпеля 2 на разностенную заготовку (на чертеже не показана) в контейнере 1 игла 4 отклоняется от первоначального положения под действием радиальных напряжений, возникающих в результате неравномерности деформации по стенке заготовки. При этом чем больше разностенность заготовки и больше рабочая длина иглы (при прочих равных условиях), тем отклонение иглы больше.

Наконечник 5. иглы центрирует по_t движную матрицу 6 относительно иглы 4, а подвижная матрица перемещает присоединенные к ней штоки 7, смещая их от начального положения.

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

Стадия выпрессовки трубы. Металл, истекающий из очага деформации, удаляет наконечник 5 с иглы 4. В этот момент через регуляторы 9 подают давление от источника 12 в гидроцилиндры 8, препятствуя установке подвижной калибрующей матрицы 6 в положение, соответствующее равенству давлений по периметру очка матрицы, и удерживая ее концентрично игле 4.

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

Датчик 3 положения торца прессштемпеля позволяет учитывать увеличивающуюся по ходу процесса жесткость иглы 4 за счет уменьшения ее рабочей длины (в программу работы регуляторов 9 давления можно задать также данные о влиянии разогрева иглы на ее жесткость). Чем меньше рабочая длина иглы 4, тем больше уровень давления в тех гидроцилиндрах, которые должны удержать матрицу 6 от смещения .

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

При движении пресс-штемпеля 2 изменяется силовое взаимодействие металла и инструмента за счет увеличения жесткости иглы 4 и изменения разностенности подпрессованной заготовки. Игла 4, смещаясь в очаге дефор- . мации, перемещает подвижную матрицу 6 и связанные с ней штоки 7, преодолевая давление в гидроцилиндрах 8. При этом изменяются показания датчиков 3 и 10, и давление в гидроцйлиндрах 8 корректируется регуляторами 9.

Целесообразно корректировку давления в гидроцилиндрах производить дискретно, число корректировок зависит от времени выпрессовки трубы и должно обеспечить отклонение подвижной матрицы 6 от положения, концентричного игле 4, не выводящее показатели разностенности выпрессовываемой трубы за пределы допуска.

После окончания процесса (остановка пресс-штемпеля 2) давление в гидроцилиндрах сбрасывается, а после удаления пресс-остатка матрица 6 устанавливается по оси прессования.

Устройство для прессования труб готово к новому циклу прессования.

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

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР

489545, кл. В 21 С 25/02, 25.06.75.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 557837, кл. В 21 С 25/02, 03.06.76.