ОПРАВКА ДЛЯ ОКОНЧАТЕЛЬНОЙ ФОРМОВКИ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА ИЗ U-ОБРАЗНОЙ ЗАГОТОВКИ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением и может быть использована при изготовлении длинномерных трубчатых заготовок большого диаметра.
Известна оправка для формовки листовой заготовки (см. патент РФ №2144443, 7B21D 5/10, опубликованный 20.01.2000 г. «Способ для изготовления сварных тонкостенных труб малой серии и устройство для его осуществления»), представляющая собой съемную формующую оправку с цилиндрической поверхностью, установленную с возможностью поворота вокруг своей оси от рычага привода, остановки и фиксации ее стопором и выполнена с пазами под стопор, расположенными со стороны ее торцевой поверхности через угол 45°, при этом ось рычага привода установлена на торцевой поверхности формующей оправки эксцентрично оси вращения формующей оправки.
Недостатком известной оправки является большой объем ручных работ при ее использовании, что снижает производительность и не позволяет организовать поточное производство. Кроме того, она не может выдерживать больших усилий прессования, что не позволяет производить формовку заготовок для изготовления труб больших диаметров и толщин.
Известна оправка для окончательной формовки труб большого диаметра из U-образной заготовки (см. патент РФ на изобретение №2340422, МПК B21D 5/10, «Способ окончательной формовки труб большого диаметра из U-образной заготовки и устройство для его осуществления», опубликованный 10.12.2008 г.), выполненная в виде штанги (корпуса), снабженной опорой, с симметрично расположенными на штанге сегментов (элементы гибки), установленных с возможностью их раздвижения и постоянного контакта с вертикальными внутренними стенками U-образной заготовки, при этом, сегменты выполнены подпружиненными, средство раздвижения сегментов выполнено в виде валов и кулачков, жестко закрепленных на валах и взаимодействующих с сегментами, а привод вращения валов выполнен в виде рейки, закрепленной на верхнем штамподержателе, и шестерен, жестко закрепленных на валах.
Известная оправка позволяет создать усилие сопротивления на вертикальном участке U-образной заготовки и производить гибку на оправке участка, расположенного выше плоскости разъема вкладышей штамподержателей, что исключает скачкообразный переход областей максимальных напряжений и обеспечивает достижение металлом на этом участке предела текучести. Это позволяет обеспечить при обжатии трубы достижение металлом предела текучести на увеличенной части периметра трубы, а следовательно, повысить качество труб путем уменьшения длины участков пружинения. Однако в заключительной стадии формообразования имеет место размыкание контакта деформируемого металла трубы с рабочей поверхностью сегментов, при этом возможно сохранение упругого состояния металла на участке размыкания контакта.
Кроме того, на известной оправке сложно обеспечить точность установки сегментов в результате взаимодействия большого количества кинематически взаимодействующих элементов, что снижает качество формовки заготовки.
Техническим результатом полезной модели является повышение качества формовки трубной заготовки.
Указанный технический результат достигается тем, что в оправке для окончательной формовки труб большого диаметра из U-образной заготовки, содержащей корпус, снабженный опорой, гибочные элементы, симметрично расположенные на корпусе, средство раздвижения гибочных элементов, согласно полезной модели, корпус оправки выполнен в виде последовательно установленных и соединенных между собой оснований, средство раздвижения гибочных элементов выполнено в виде гидроцилиндров, закрепленных на основании, штоки которых направлены в противоположные стороны и жестко соединены с держателями, гибочные элементы выполнены в виде роликов, установленных последовательно и шарнирно закрепленных в держателях, опора снабжена гидроцилиндром.
Выполнение корпуса оправки в виде соединенных между собой оснований, позволяет в ограниченном пространстве трубной заготовки расположить гибочные элементы в виде роликов и средство их раздвижения, обеспечивающих повышение качества формовки, а также обеспечивать быструю замену основания с изношенной в результате неравномерной нагрузки контактной поверхностью с роликами.
Выполнение гибочных элементов в виде роликов и средства их раздвижения в виде гидроцилиндров, закрепленных на основании, позволяет автоматически обеспечивать синхронность раздвижения роликов на всей длине оправки, что повышает точность их установки в процессе формовки U-образной заготовки, что повышает качество формовки.
Направление штоков гидроцилиндров в разные стороны и жесткая связь их с держателями позволяет создать надежное средство раздвижения роликов в ограниченном пространстве трубной заготовки, сохраняя контакт с заготовкой на всем пути сближения штампов, что повышает качество формовки.
Наличие в конструкции опоры с гидроцилиндром позволяет качественно производить формовку труб различного диаметра за счет быстрого и точного изменения расположения роликов по высоте заготовки во всем диапазоне диаметров труб.
На фигуре 1 изображен общий вид оправки.
На фигуре 2 изображен вид по А фигуры 1.
На фигуре 3 изображен вид по Б фигуры 2.
Оправка для окончательной формовки труб большого диаметра из U-образной заготовки содержит корпус 1, выполненный в виде оснований 2, снабженных опорой 3, а также симметрично расположенные относительно оси оправки ролики 4, средство раздвижения роликов 4, выполненное в виде гидроцилиндров 5, штоки 6 которых направлены в противоположные стороны и жестко соединены с держателями 7, в которых шарнирно закреплены ролики 4. Опора 3 снабжена гидроцилиндром 8. Гидроцилиндр 5 закреплен на основании 2 при помощи стяжки 9 и упоров 10. Основания 2 соединены между собой швеллерами 11.
Полезная модель работает следующим образом. U-образную заготовку 12 устанавливают на комплект вкладышей нижнего штамподержателя (не показаны на чертеже). Гидроцилиндром 8 поднимают опору 3. Гидроцилиндрами 5 при помощи держателей 7 сдвигают ролики 4 в сторону оси оправки. Заводят оправку в U-образную заготовку 12. Гидроцилиндром 8 опускают опору 3 до контакта с поверхностью U-образной заготовки 12.
Располагают при помощи гидроцилиндра 8 ролики 4 выше плоскости разъема вкладышей на расстоянии 0,2 внутреннего радиуса трубы. Включают пресс. Опускают верхний штамподержатель и одновременно начинают раздвигать ролики 4 при помощи держателей 7, соединенных с гидроцилиндрами 5. Под действием усилия, передаваемого на U-образную заготовку 12, происходит ее деформация. В первую очередь металл достигает предела текучести в точках пластического шарнира, а именно в местах касания U-образной заготовки 12 по плоскости разъема вкладышей штамподержателей. Затем вертикальная стенка U-образной заготовки 12 касается роликов 4, и под действием усилия пресса происходит гибка поверхности на участке выше пластического шарнира. Металл на этом участке достигает предела текучести. При дальнейшем сближении штамподержателей металл достигает предела текучести в области подогнутых кромок U-образной заготовки 12. Затем при окончательном давлении пресса происходит полное обжатие трубы, полученной из U-образной заготовки 12, при этом металл по всему периметру трубы достигает предела текучести. После чего переводят ролики с исходное положение, приподнимают опору 3 и подают на пресс новую U-образную заготовку 12, выталкивая ее торцами отформованную трубу. Новая U-образная заготовка 12 располагается между комплектом вкладышей и опорой 3 оправки. В дальнейшем последовательность операций повторяется.