УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАВАЛЬЦОВКИ СЕДЛА КЛАПАНА

Полезная модель относится к области механической обработке специзделий давлением, а более конкретно к устройствам для поперечной накатки профильной фаски и может быть использовано для завальцовки седла клапанов окрасочного агрегата высокого давления.
Известны устройства для накатывания кольцевых канавок см., например, а. с. SU, кл. В 21 Н 1/00, №812395, 1978 г., или а. с. SU, кл. В 21 К 7/18, №1299778, 1985 г. Устройства являются специальными по типу примененных в них деформирующих элементов с планетарными приводами и предполагают использовании их совместно со станочным оборудованием, что ограничивает возможность их использования для обработки малогабаритных изделий.
Известно устройство для накатывания шлицевых профилей включающее оправку с размещенными в ней роликами и делительными элементами, см. а. с. SU, кл. В 21 Н 1/22, №634824, 1977 г. Устройство обеспечивает возможность формования на концевом участке изделия трубчатой формы специального профиля посредством продольной накатки, однако, при всей его внешней схожести с предлагаемым, оно не предназначено для поперечной накатки и, следовательно, не может быть использовано для завальцовки кольцевых деталей.
Известно устройство для изготовления втулок из стержневой развальцовки, включающее обойму с размещенными в ней обкатывающими роликами в виде смонтированных на осях сфер, см. а. с. SU, кл. В 21 Н 1/00, №761095, 1977 г. Устройство характеризуется простотой конструкции и обеспечивает возможность получения готовой детали с высокой точностью. Недостатком известного устройство является невозможность вращения обкатывающих роликов в направлениях отличных от вращения вокруг оси крепления, что лишает сферические обкатывающие ролики их основного преимущества - возможности увеличенной подачи в любом направлении.
Известно устройство для изготовления дисков включающее опорный подъемный стол с опорным механизмом и гидроцилиндром, тарельчатый упор, приводную оправку с коническими валками, кулачки, а. с. SU, кл. В 21 Н 1/00, №733819, 1978 г. Устройство позволяет осуществлять изготовление массивных металлических деталей без снятия стружки. Недостатком устройства является усложненность его конструкции, рассчитанной на поточное производство, что делает ее нерентабельной в условиях мелкосерийного производства малогабаритных высокоточных деталей.
Известно устройство для ротационной вытяжки с утонением, содержащее, устанавливаемую в суппорт токарного станка, обойму, состоящую из оправки и крышки с узлом деформирования выполненным в виде размещенных в сепараторе тел вращения или качения, стационарное кольцо, регулировочное кольцо, упорный подшипник, упорный стержень, см. а. с. SU, кл. В 21 Н 1/18, №1031572, 1981 г. Данная конструкция устройства обеспечивает высокую точность и качество обработки поверхности. Указанное известное техническое решение принято в качестве прототипа как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату аналог.
Недостатком прототипа является его громоздкость, сложность конструкции и возможность использования только совместно со станочным оборудованием, что является следствием специфики обработки деталей с глубокой вытяжкой металла, которая к тому же требует приложения значительных механических усилий. Таким образом, известное устройство не может быть использовано в качестве простого слесарного инструмента, в котором для осуществления накатки достаточно усилие человеческих рук.
Предлагаемая полезная модель направлена на достижение технического результата который выражается в обеспечении возможности запрессовки седла клапана методом завальцовки с помощью простого и надежного в конструктивном оформлении устройства при максимальном сохранении положительных свойств прототипа.
Достижение указанного технического результата обеспечивает, в конечном итоге, снижение себестоимости и повышение качества при изготовлении
малогабаритных изделий требующих высокой точности обработки.
Положительный результат достигается тем, что устройство для завальцовки, содержащее обойму состоящую из оправки и крышки с узлом деформирования, выполненным в виде тел вращения, упорный стержень, снабжено планшайбой, пружиной и заглушкой. На наружной цилиндрической поверхности оправки выполнены установочные лыски для крепления обоймы в оборудовании. На внутренней торцевой поверхности оправки выполнена кольцевая канавка, в которой плотно расположены тела вращения с возможностью качения. Планшайба установлена с возможностью вращения в отверстии крышки обоймы, имеет выступающий из обоймы хвостовик с шестигранный поверхностью для накидного инструмента, а в ее отверстии выполнен резьбовой участок для крепления обрабатываемой детали. В отверстии оправки, вдоль ее продольной оси, со стороны наружной торцевой поверхности последовательно установлены упорный стержень пружина и заглушка, при этом упорный стержень размещен с возможностью взаимодействия и перемещения совместно с обрабатываемой деталью.
Предпочтительным является выполнение устройства, в котором на торцевой поверхности планшайбы смежной с соответствующей поверхностью крышки выполнена кольцевая проточка для заполнения смазкой.
В дополнение к изложенному, возможно конструктивное исполнение где профиль кольцевой канавки оправки выполнен по дуге, диаметр которой равен диаметру тел вращения.
Для обеспечения безопасной и надежной работы клапанов в системах с номинальным давлением, составляющим несколько десятков МПа, требуются высокая точность и прочность установки в калиброванном гнезде седла, которое изготовлено из износостойкого и высокопрочного материала с повышенной хрупкостью и габаритные размеры которого составляют несколько миллиметров. Завальцовка, таким образом, является едва ли не единственным эффективным средством формоизменения нижней кромки стенки корпуса клапана и заключается в накатке фаски и буртика. Для осуществления завальцовки требуется строго дозированное усилия обжатия,
достаточное для деформирования нижней кромки стенки корпуса с медным зажимным кольцом и недостаточное для разрушения седла. Эффективно ощутить величину такого усилия способна только непосредственно рука человека.
Устройство для завальцовки седла клапана является ручным слесарным инструментом, поскольку устанавливается в тисках, а продольная и поперечная подача при обработке осуществляется путем вращения корпуса и планшайбы посредством воротка или гаечного ключа.
Выполнение узла деформирования в виде шарообразных тел вращения позволяет с максимальной точностью управлять усилием обкатки, поскольку сфера обладает минимальным трением качения и пятном контакта при взаимодействии с деформируемой поверхностью и направляющей поверхностью. Форма и размеры кольцевой канавки в совокупности с плотной установкой между двумя соседними тел вращения обеспечивают минимальные зазоры в узле деформирования и повышенную точность завальцовки. Планшайба, при всей ее простоте, успешно выполняет в устройстве одновременно роль узла крепления обрабатываемой детали и подшипника скольжения, поскольку резьбовое соединение является одним из наиболее простых и надежных, а взаимное скольжение двух плоских поверхностей практически не дает биения.
Техническое решение иллюстрировано чертежами.
На фиг.1 изображен общий вид устройства для завальцовки в разрезе; фиг.2 - обрабатываемая деталь до завальцовки седла; фиг.3 - обрабатываемая деталь после завальцовки седла.
Устройство для завальцовки седла клапана содержит разборную обойму, состоящую из оправки 1 и резьбовой крышки 2. В обойме размещены узел деформирования, выполненный в виде тел вращения 3, планшайба 4, упорный стержень 5 с пружиной 6 и заглушкой 7. На наружной цилиндрической поверхности оправки 1 выполнены две параллельные друг другу установочные лыски 8 для крепления обоймы в оборудовании, например слесарных тисках (на фигуре на показаны). На внутренней торцевой поверхности
оправки 1 выполнена кольцевая канавка 9 в которой плотно (с минимальным зазором между двумя соседними) расположены шарообразные тела вращения 3, при этом диаметр дуги, по которой выполнен профиль кольцевой канавки 9 равен диаметру тел вращения 3 и обозначен на фигуре буквой D.
Планшайба 4 имеет выступающий из крышки 2 хвостовик 10 с шестигранный поверхностью 11. На торцевой поверхности планшайбы 4 выполнена кольцевая проточка 12. В отверстии планшайбы 4 выполнен резьбовой участок 13 с помощью которого обрабатываемая деталь 14 устанавливается в устройстве. Обрабатываемая деталь 14, в данном случае ею является клапан окрасочного агрегата высокого давления, состоит из корпуса 15, седла 16 и зажимного кольца 17. Место завальцовки на фигуре обозначено позицией 18.
Устройство для завальцовки седла клапана работает следующим образом. В калиброванном гнезде корпуса 15 клапана последовательно располагают седло 16 и зажимное кольцо 17, затем обрабатываемую деталь 14 посредством резьбового участка 13 завинчивают в планшайбу 4 таким образом, чтобы место завальцовки 18 не выступало за нижний торец планшайбы 4. Кольцевую проточку 12 заполняют консистентной смазкой, которая будет обеспечивать скольжение планшайбы 4 относительно крышки 2. Планшайбу 4 устанавливают в обойме таким образом чтобы зажимное кольцо 17 опиралось на концевой участок упорного стержня 5. Крышку 2 навинчивают на оправку 1 до упора. Устройство укрепляют в слесарных тисках за установочные лыски 8 на наружной цилиндрической поверхности оправки 1, после чего оно готово к работе. Корпус 15 ввинчивают в планшайбу 4 до касания места завальцовки 18 с шарообразными телами вращения 3. Завальцовку осуществляют в несколько переходов каждый из которых заключается в последовательной продольной подаче обрабатываемой детали 14 путем поворота ее по часовой стрелке в планшайбе 4 на небольшой угол и собственно завальцовки, которую осуществляют путем вращения по часовой стрелке планшайбы 4 за хвостовик 10 с шестигранный поверхностью 11 посредством накидного инструмента (на фигуре на показан). При вращении планшайбы 4 происходит качение
шарообразных тел вращения 3 вдоль кольцевой канавки 9 и накатывание фаски и буртика в месте завальцовки 18. Подпружиненный упорный стержень 5 обеспечивает постоянное поджатие зажимного кольца 17 и седла 16, предотвращая их перекос и выпадение в начальный момент завальцовки. Момент окончания процесса завальцовки определяют по достижению величины завинчивания корпуса 15 в планшайбу 4 предельного значения, после чего корпус 15 вывинчивают из планшайбы 4.
Устройство для завальцовки седла клапана просто и эргономично в эксплуатации, а его конструкция обеспечивает высокую точность обработки деталей и удовлетворительные экономические показатели в условиях мелкосерийного производства.