УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРТОВКИ ПАТРУБКА НА ТОЛСТОСТЕННОЙ ОБЕЧАЙКЕ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, в частности, к устройствам для отбортовки патрубков на толстостенной обечайке, и может найти применение при изготовлении элементов конструкций ядерных реакторов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство отбортовки патрубка на толстостенной обечайке, состоящий из перемещаемого по горизонтали основания, на котором размещены снабженная рабочей полостью отбортовочная матрица с расположенной на ней толстостенной обечайкой с отверстием под отбортовку патрубка, а также направляющие колонны и перемещаемая вдоль направляющих колонн оправка в виде консоли, часть которой расположена внутри обечайки. На оправке внутри обечайки закреплен держатель пуансона, имеющий форму плиты со скругленной по радиусу нижней плоскостью, в котором установлен пуансон с калибрующим пояском и рабочим конусом. При этом пуансон, отверстие в обечайке и рабочая полость отбортовочной матрицы размещены коаксиально, а поверхность верхней части рабочей полости отбортовочной матрицы выполнена тождественной внешней поверхности формируемого патрубка. Радиус скругления нижней плоскости держателя пуансона равен внутреннему радиусу толстостенной обечайки. Кроме того, отбортовочная матрица в верхней части снабжена посадочным местом для обечайки в виде желоба. На подвижной (верхней) траверсе пресса размещены толкатели оправки и правильная матрица с полостью для размещения отбортованного патрубка, причем поверхность полости правильной матрицы выполнена тождественной внешней поверхности отбортованного патрубка.
(US4246772, В21С 37/29, публикация 27.01.1981)
Для отбортовки патрубка на толстостенной обечайке траверсу пресса опускают и толкателями приводят в движение по направляющим колоннам оправку с закрепленными на ней держателем с пуансоном. Процесс заканчивается при проходе пуансона сквозь обечайку и упоре в обечайку нижней плоскости держателя пуансона, а также при упоре в обечайку правильной матрицы.
Недостатком известного устройства является сложность обеспечения плавного опускания оправки под воздействием толкателей, а также последующего подъема оправки в исходное положение и ее закрепления на направляющих колоннах. Использование дополнительных механизмов, обеспечивающих требуемые режимы работы оправки (фиксацию на колоннах), усложняет управление процессом формообразования патрубка.
Задачей полезной модели и ее техническим результатом является расширение технологических возможностей прессового оборудования и упрощение процесса отбортовки патрубка.
Технический результат достигается тем, что устройство для отбортовки патрубка на толстостенной обечайке включает перемещаемое по горизонтали основание, на котором размещена снабженная рабочей полостью и посадочным местом для обечайки отбортовочная матрица, а также толкатель, соединенный с подвижной траверсой пресса, правильную матрицу, держатель пуансона и закрепленный в нем пуансон, при этом толкатель выполнен С-образной формы, причем в верхней части толкателя выполнена правильная матрица с рабочей полостью в теле толкателя, а держатель пуансона размещен на нижнем торце толкателя.
Технический результат также достигается тем, что правильная матрица дополнительно снабжена упором в обечайку, выполненного в виде желоба, а поверхность рабочей полости правильной матрицы выполнена тождественной внешней поверхности отбортованного патрубка; посадочное место для обечайки в верхней части отбортовочной матрицы выполнено в виде желоба; толстостенная обечайка снабжена, по меньшей мере, одним отверстием под отбортовку патрубка; поверхность рабочей полости правильной матрицы выполнена тождественной внешней поверхности отбортованного патрубка; поверхность держателя пуансона и поверхность нижнего торца С-образного толкателя выполнены со скруглением, причем радиус скругления равен внутреннему радиусу толстостенной обечайки; пуансон выполнен с калибрующим пояском и рабочим конусом с углом конусности 45-60°; рабочая полость правильной матрицы, пуансон и кольцевая полость отбортовочной матрицы размещены коаксиально; С-ообразный толкатель снабжен в верхней части средством соединения с подвижной траверсой пресса, выполненное в виде жестких опор на лапах.
Конструкция устройства по полезной модели может быть проиллюстрировано рисунками, представленными на фиг.1 и 2, где:
1 - толстостенная обечайка;
2 - основание отбортовочной матрицы;
3 - отбортовочная матрица;
4 - рабочая полость отбортовочной матрицы;
5 - посадочное место для обечайки;
6 - подвижная траверса пресса;
7 - стол пресса;
8 - С-образный толкатель;
9 - правильная матрица;
10 - рабочая полость правильной матрицы;
11 - держатель пуансона;
12 - пуансон;
13 - калибрующий поясок пуансона;
14 - рабочий конус пуансона;
15 - средство соединения - жесткая опора на лапах;
16 - патрубок;
17 - отверстие под отбортовку патрубка;
18 - упор правильной матрицы в обечайку в виде желоба.
Устройство по полезной модели работает следующим образом.
На подвижной траверсе (6) пресса устанавливают С-образный толкатель (8), снабженный в верхней части жесткой опорой (15) на лапах, и соединяют с траверсой (6) известными средствами крепежа (шпилька, клин и т.д.). В верхней части С-образного толкателя (8) выполнена правильная матрица (9) с рабочей полостью (10) в теле толкателя, причем в нижней части правильная матрица снабжена упором (18) в обечайку (1), который выполнен в виде желоба, а поверхность рабочей полости (10) правильной матрицы выполнена тождественной внешней поверхности сформированного патрубка (16). На нижнем торце С-образного толкателя (8) устанавливают (с использованием известных устройств крепежа держатель (11) пуансона, причем нижняя поверхность держателя (11) пуансона и поверхность нижнего торца С-образного толкателя выполнены со скруглением, при этом радиус скругления равен внутреннему радиусу толстостенной обечайки (1). После этого в держатель (11) устанавливают пуансон (12), снабженный калибрующим пояском (13) и рабочим конусом (14) с углом конусности 45-60° (указанные углы конусности обеспечивают минимальные усилия отбортовки). После этого проверяют чтобы кольцевая полость (10) правильной матрицы, пуансон (12) и кольцевая полость отбортовочной матрицы (4) были размещены коаксиально.
На основании (2), установленном на подвижный по горизонтали стол пресса (7), размещают отбортовочную матрицу (3), снабженную рабочей полостью (4) и посадочным местом (5) для толстостенной обечайки (1). Поверхность верхней части рабочей полости (4) отбортовочной матрицы (3) выполняют тождественной внешней поверхности формируемого патрубка (16), а посадочное место (5) для обечайки (1) в верхней части отбортовочной матрицы - в виде желоба. В желоб посадочного места (5) устанавливают толстостенную обечайку (1) из стали типа 15Х2НМФА предварительно нагретую до требуемой температуры, в стенке которой выполнено, по меньшей мере, одно отверстие под отбортовку патрубка (число отверстий определяется назначением обечайки). Указанное отверстие размещают коаксиально рабочей полости (4) отбортовочной матрицы (3).
После этого стол перемещают под подвижную траверсу (6) пресса и устанавливают таким образом, чтобы рабочая полость (10) правильной матрицы, пуансон (12) и рабочая полость (4) отбортовочной матрицы были размещены коаксиально.
Затем с помощью приводного механизма пресса (не показано) перемещают траверсу (6) вниз. Усилие отбортовки через С-образный толкатель (8) передается на пуансон (12), который воздействует на обечайку (1) в области отверстия под отбортовку и формирует в рабочей полости (4) отбортовочной матрицы (3) патрубок с требуемыми размерами. В конце процесса отбортовки выпуклая поверхность держателя (11) пуансона упирается во внутреннюю поверхность обечайки, а упорный желоб (18) правильной матрицы (9) - в обечайку, предотвращая изменение цилиндрической формы обечайки (1).
После подъема С-образного толкателя (8) и поворота на требуемый угол, например 90°, обечайки (1) до совмещения оси отверстия (17) с осью рабочей полости (4) процесс отбортовки повторяют. В этом случае в конце процесса отбортовки уже отбортованный, диаметрально противоположный патрубок (16) без зазоров размещается в рабочей полости (10) правильной матрицы (9).
Результатом использования устройства по полезной модели является толстостенная обечайка, на стенке которой выполнены несколько патрубков с требуемыми размерами.
С использованием устройства по полезной модели время между отбортовкой первого и последующего патрубков существенно сокращается, т.к. прессовый инструмент извлекается простым поднятием траверсы пресса, что исключает дополнительный подогрев обечайки и обеспечивает поставленный технический результат: расширение технологических возможностей прессового оборудования и упрощение процесса отбортовки патрубка на толстостенной обечайке.