УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУТОИЗОГНУТЫХ ТРУБ

Полезная модель относится к обработке металлов давлением и может быть использована при изготовлении крутоизогнутых труб прямоугольного и другой формы поперечного сечения из полуфабрикатов - круглых труб, загнутых на требуемый угол.
Известно устройство для формовки крутоизогнутых патрубков переменного сечения [см. патент РФ №2384380 С1 МПК B21C 37/28; B21D 9/12], состоящее из сборной матрицы, полуматрицы которой располагают в верхнем и нижнем основаниях; составного пуансона, соединенного с подвижной верхней плитой штампа и состоящего из цельного полиуретанового наконечника многоразового использования, объем которого равен объему готового патрубка, и эластичного наполнителя, выполненного в виде резиновых шайб. В державке пуансона имеется сквозной канал для удаления наружу излишнего эластичного наполнителя через отражатель и боковое отверстие. Для жесткого вдавливания заготовки в торец используется упорная втулка с буртом, которая имеет скос со стороны малого радиуса патрубка. Втулка-фильера служит регулятором давления. Разъемная матрица образует замкнутый профиль готового патрубка.
Недостатком устройства является невозможность использования трубчатых заготовок для изготовления крутоизогнутых патрубков переменного сечения. Кроме того, требуется дополнительная операция - обрезка дна патрубка после формовки донной заготовки. Также к недостаткам данного устройства относится и необходимость применения значительных усилий, т.к. деформирование заготовки осуществляется эластичным пуансоном.
Прототипом предлагаемого устройства является устройство для изготовления крутоизогнутых труб требуемого профиля [см. патент РФ №141528 U1 МПК B21D 37/08], состоящее из двух стальных полуматриц, соединенных друг с другом при помощи фиксирующих элементов и имеющих отверстия для выхода воздуха в процессе формообразования; крышки, устанавливаемой на полуматрицы, снабженной вмонтированными в нее изоляторами, отверстиями для подвода рабочей жидкости, а также положительным и отрицательным электродами, причем отрицательный электрод включает в себя металлический корпус крышки с вкрученной в него гайкой, а положительный электрод представляет собой металлический стержень с токовводом; и прижимного элемента.
Источником энергии для деформации заготовки в рассматриваемом устройстве является высоковольтный электрический разряд, формирующий в жидкости, которой заполнена полость заготовки, ударную волну.
В качестве фиксирующих элементов в устройстве используются штифты и стягивающие болты, а в качестве прижимного элемента - гидравлические, кривошипно-шатунные прессы, а также ряд винтовых прессов.
Крышка устройства выполнена таким образом, что отрицательным электродом служит металлический корпус крышки с вкрученной в него гайкой, а положительный электрод изолирован от корпуса крышки и контактирует с жидкостью в полости заготовки. Такая конфигурация электродов позволяет производить разряд непосредственно в полости заготовки.
Недостатком прототипа является значительное смещение центра выделения энергии и формирования ударной волны в жидкости от зоны радиусного изгиба трубы, где для проработки прямоугольного либо другой формы заданного сечения радиусного участка трубы требуется выделение максимальной энергии разряда, которой может быть недостаточно для полного формообразования поперечного сечения радиусного участка.
Технический результат предлагаемого устройства заключается в обеспечении полной проработки поперечного сечения радиусного участка изогнутых труб прямоугольного или другой формы поперечного сечения, изготавливаемых из полуфабрикатов - круглых труб, загнутых на требуемый угол при значительно меньшей энергии разряда и повышении стабильности качества получаемых изделий.
Технический результат достигается за счет того, что устройство для изготовления крутоизогнутых труб состоит из двух стальных полуматриц, центрированных относительно друг друга при помощи штифтов; положительного и отрицательного электродов; прижимного элемента, при этом полуматрицы устанавливаются на основание по двум базирующим их упорам основания, крепление электродов с изоляторами осуществляется с помощью болтов, вкручиваемых в упоры основания, а крепление планок с изоляторами, поджимающих электроды - с помощью болтов, проходящих через отверстия в планках и вкручиваемых в гайки, приваренные к упорам основания.
Источником энергии для деформации заготовки в рассматриваемом устройстве является высоковольтный электрический разряд, формирующий в жидкости, которой заполнена полость заготовки, ударную волну.
Упоры основания выполнены таким образом, что при вкручивании гаек с отрицательным и положительным электродами и изоляторами рабочие концы электродов, срезанные под углом, оказываются непосредственно в области радиусного участка трубы. Такая конфигурация электродов позволяет производить разряд непосредственно в области труднодеформируемого поперечного сечения радиусного участка трубы, что способствует повышению качества изготавливаемых деталей, а срезы рабочих концов электродов позволяют исключить разряд на внутреннюю поверхность заготовки, приводящий к браку деталей.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображены разрезы устройства по линии разъема полуматриц и по оси отрицательного электрода.
На фиг. 2 изображены схемы расположения полуматриц и поперечное сечение заготовки в исходном состоянии (фиг. 2а) и после предварительного деформирования (фиг. 2б).
Устройство для изготовления крутоизогнутых труб различного профиля поперечного сечения содержит две стальные полуматрицы 1 и 2, которые центрируются двумя штифтами 3. Внутренняя полость П между полуматрицами является рабочей зоной устройства. Полуматрицы устанавливаются на основание 4 с упорами 5 и базирующими упорами 6. В резьбовые отверстия упоров 5 вкручиваются болты 7 с положительным и отрицательным электродами 8 и изоляторами 9. Планки 10 с изоляторами 11 прикручиваются к упорам 5 основания с помощью болтов 12 и гаек 13, приваренных к упорам. Для герметизации полости П заготовки используются прокладки 14.
В качестве заготовки в устройстве для изготовления крутоизогнутых труб различного профиля поперечного сечения используют полуфабрикат - круглую трубу, загнутую на требуемый угол. Полуфабрикат размещают внутри полуматриц 1, 2 сборной матрицы, где он центрируется (фиг. 2а). Далее полуматрицы сжимают усилием Q с помощью пресса или другого силового устройства, предварительно деформируя заготовку, при этом поперечное сечение полуфабриката принимает форму, близкую к форме матрицы (фиг. 2б). После этого полуматрицы 1, 2 устанавливают на основание 4 и придвигают к базирующим упорам 6. В один из упоров 5 вкручивают болт 7 с электродом 8, изолятором 9 и прокладкой 14. Далее устройство ориентируют так, чтобы свободный конец изогнутой трубчатой заготовки располагался вертикально, и заполняют полость П заготовки рабочей жидкостью. Не меняя положения устройства, вкручивают второй электрод с изолятором и прокладкой, при этом излишки рабочей жидкости вытесняются наружу до момента, пока прокладка 14 не подожмется к торцу заготовки. Далее устройство устанавливают нижней плоскостью основания 4 на стол 15 пресса и прикручивают планки 10 с изоляторами 11 к упорам 5 основания 4. При этом изоляторы 11 поджимают наружные концы электродов 8, исключая выход электродов из устройства во время разряда.
На резьбовых концах положительного и отрицательного электродов 8 нанесены риски, по которым электроды ориентируют в полуматрицах в окружном направлении путем поворота электродов вокруг своих осей с помощью гаек 16.
Далее при опускании верхней траверсы пресса верхняя полуматрица 1 устройства поджимается к нижней полуматрице 2, затем на электроды 8 подают высоковольтный электрический разряд, формирующий в жидкости ударную волну, благодаря которой заготовка принимает форму матрицы и калибруется по ее внутренней поверхности.
После того, как процесс формообразования завершен, снимается усилие прижима полуматриц 1, 2 путем поднятия верхней траверсы пресса. После откручивания планок 10 с изоляторами 11 выкручивают болты 7 из упоров 5 основания 4 и вынимают электроды 8 и изоляторы 9 из полости детали. Далее разнимают полуматрицы 1, 2 и извлекают штампованную деталь.
В качестве источника высоковольтного разряда для предлагаемого устройства может служить электрогидроимпульсная установка. Часть таких установок имеют встроенные прессы.