ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ДВЕНАДЦАТИКАНАЛЬНЫХ ТРУБ ИЗ ЛЕГКИХ СПЛАВОВ

Полезная модель относится к области обработки металлов давления, в частности к производству труб прессованием, и может быть использована для получения труб из легких сплавов, используемых в атомной промышленности.
В настоящее время в системах управления и защиты (СУЗ) реакторов РБМК (реактор большой мощности канальный) внедряются кластерные регулирующие органы с неподвижным вытеснителем, так называемой гильзой. Гильза выполняет функцию неподвижного вытеснителя избыточной воды из канала СУЗ на участке активной зоны и одновременно является направляющей для перемещения рабочего органа. Гильза представляет собой полый цилиндр, для изготовления которой используют круглую двенадцатиканальную трубу с расположенными внутри нее равномерно по диаметру двенадцатью незамкнутыми сквозными продольными отверстиями. Учитывая ответственное назначение данных труб, к ним предъявляются повышенные требования точности геометрических параметров, которые должны обеспечиваться инструментом.
Известен инструмент для прессования труб содержащий обогреваемый контейнер, пресс-штемпель и камерную матрицу, состоящую из обоймы и плоского рассекателя рабочие каналы которого выполнены в форме секторов, размещенных по периметру. (Патент РФ №2236316 В21С 25/00, опубл. 20.09.2004 г.).
Недостатком известного устройства является ограниченный срок службы, что связано с высоким уровнем напряжений, возникающих в инструменте при прессовании.
Известен инструмент для прессования полых изделий с внутренними продольными ребрами, содержащий матрицу и иглу с продольными пазами на ее заходящем в очко матрицы калибрующем участке, в матрице перед очком выполнены продольные сужающиеся в направлении прессования каналы, каждый из которых охватывает, по крайней мере, один паз иглы. (А.с. №489544 В21С 25/02, опубл. 30.10.1975 г.).
Недостатком инструмента является неравномерность истечения металла и, как следствие, искажение геометрических размеров по наружному диаметру.
Известна игла для прессования труб с внутренним оребрением, состоящая из цилиндрического тела, шейки и рабочей части с реброобразующими каналами, между которыми под углом к оси иглы выполнены рассекатели. (А.с. №300233 В21С 23/08, опубл. 07.04.1971 г.) - прототип.
Недостатком данного инструмента является трудоемкость его изготовления и необходимость точного позиционирования иглы относительно матрицы во время прессования.
Задачей, на решение которой направлена данная полезная модель, является получение профиля двенадцатиканальной трубы с повышенной точностью геометрических параметров при увеличении выхода годного металла.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении указанной полезной модели, является исключение при прессовании таких дефектов как разнотолщинность трубы и кривизна в поперечном сечении.
Технический результат достигается тем, что инструмент для прессования двенадцатиканальных труб из легких сплавов, содержащий матрицу и иглу, согласно полезной модели, снабжен корпусом с выступающим рассекателем, имеющим крестообразную форму и образующим четыре питающих воронкообразных кармана, матрица установлена в упомянутом корпусе, а игла закреплена на корпусе, зафиксирована относительно матрицы и выполнена в виде втулки, по периметру наружной поверхности которой равномерно расположены двенадцать радиальных игл, выполненных с возможностью образования формы внутренних каналов трубы, при этом на периферийной поверхности каждой иглы выполнен формообразующий паз переменной высоты.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен общий вид инструмента с местным разрезом; на фиг. 2 модель матрицы с выступающим рассекателем; на фиг. 3 показано аксонометрическая проекция иглы-втулки; на фиг. 4 поперечное сечение отпрессованной трубы.
Инструмент для прессования двенадцатиканальной трубы содержит рассекатель 1 с четырьмя питающими воронкообразными карманами 2. В корпус рассекателя 1 устанавливается матрица 3. Игла 4, выполненная в виде съемной втулки с равномерно расположенными по периметру наружного контура двенадцатью радиальными иглами 5 с формообразующими пазами 6. Игла-втулка 4 крепится к корпусу рассекателя 1 при помощи гайки 7. Для точности позиционирования калибрующих поясков матрицы 3 и формообразующих пазов 6 иглы-втулки 4 друг относительно друга матрица 2 и игла-втулка 4 фиксируются при помощи штифтов 8 и 9.
Предлагаемый инструмент работает следующим образом.
В контейнер пресса помещают заготовку и вводят пресс-штемпель. При давлении на пресс-штемпель нагретая заготовка рассекается выступающим крестообразным рассекателем на четыре потока, металл обтекает внутреннюю поверхность воронкообразных карманов в корпусе рассекателя. Затем происходит соединение разделившихся потоков металла в области камеры сваривания 10, где и происходит сварка потоков, а далее осуществляется выдавливание металла в зазор, образованный калибрующей частью матрицы и формообразующими пазами иглы-втулки. Процесс продолжается до момента образования пресс-остатка, который удаляют перед прессованием следующей заготовки, после чего цикл прессования возобновляют.
В процессе выдавливания металла через крестообразный рассекатель обеспечивается равномерное распределение и сплошность потока истечения металла. При этом благодаря воронкообразным питающим карманам увеличивается скорость истечения металла, который более равномерно входит в камеру сваривания, обеспечивая точность размеров в поперечном сечении, что позволяет исключить дополнительную операцию правки.
Конструкция иглы-втулки полностью повторяет профиль двенадцатиканальной трубы. Поскольку наиболее тонкий участок трубы формируется гораздо быстрей, формообразующие пазы выполнены с переменной высотой, что позволяет избежать разнотолщинности трубы.
Таким образом, применение данного инструмента позволяет повысить качество двенадцатиканальной трубы, а за счет снижения брака по кривизне труб в поперечном сечении повысить выход годного.