УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ КРУТОИЗОГНУТЫХ ОТВОДОВ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, а именно к устройствам производства крутоизогнутых колен труб методом проталкивания заготовки через изогнутый участок оправки.
Подобное устройство известно по патенту RU 2294807, в одном из разделов описания которого приведен и способ изготовления отводов.
Известное устройство содержит две полуматрицы, образующие фильеру, удерживающую обойму, направляющую втулку, пуансон, оправку, состоящую из двух частей: внутренней, с рабочей поверхностью с минимальным радиусом кривизны, и внешней с максимальным радиусом кривизны. Оправка снабжена замками для фиксации ее в рабочем положении, установленными на переднем и заднем торцах оправки. В рабочем положении оправка расположена с гарантированным зазором между ее рабочей поверхностью и рабочей поверхностью фильеры. Внутренняя и внешняя рабочая части оправки расположены на некотором расстоянии друг от друга. Внешняя рабочая часть оправки выполнена неподвижной. Внутренняя рабочая часть имеет возможность перемещения при отсутствии переднего и заднего замков в направлении внешней части до смыкания с нею.
Недостатками известного устройства формообразования крутоизогнутых отводов являются:
- сложность конструкции устройства из-за введения в нее составной оправки и замков:
- низкая производительность штамповки из-за большого количества технологических операций:
- возможность искривления и деформации отводов:
- невозможность автоматизации процесса штамповки.
Известно устройство для формообразования крутоизогнутых отводов по патенту RU 72887 (прототип).
Известное устройство содержит две полуматрицы, соединяемые между собой по поверхности разъема с образованием фильеры с помощью удерживающей обоймы, направляющую втулку, внутри которой расположен пуансон, составную жесткую оправку, задний торец которой помещен в муфту и расположен вместе с ней на оси вращения. Оправка выполнена разновысокой. Передняя торцевая плоскость внешней части оправки с максимальным радиусом кривизны расположена на горизонтальной плоскости, проходящей через центр кривизны оправки. Торцевая плоскость внутренней части оправки с минимальным радиусом кривизны выступает над первой плоскостью на некоторое расстояние. Пуансон выполнен сплошного поперечного сечения, а его рабочая торцевая поверхность выполнена ступенчатой с перепадом высот ступеней, соответствующим перепаду высот торцевых поверхностей оправки. Передний торец оправки снабжен замком, фиксирующим оправку в рабочем положении.
Недостатками известного устройства изготовления крутоизогнутых отводов являются:
сложность конструкции устройства из-за введения в нее составной оправки и замка, муфты и оси вращения;
низкая производительность штамповки из-за необходимости сборки и разборки полуматриц, образующих фильеру, фиксации оправки в рабочем положении, а также установки каждой заготовки в направляющую втулку и снятия готовой детали;
- возможность искривления и деформации отводов из-за наличия зазоров между частями оправки, а также из-за отсутствия цилиндрической направляющей части на оправке;
- невозможность изготовления отводов с толщиной стенки более 10 мм и диаметром более 219 мм из-за недостаточной жесткости устройства;
- невозможность автоматизации процесса штамповки ввиду того, что один конец оправки закреплен в муфте матрицы и по этой же причине невозможность изготовления отводов с углом сгиба 180 градусов.
Техническим результатом предложенной полезной модели является устранение указанных выше недостатков прототипа, он достигается следующим решением.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для формообразования крутоизогнутых отводов, содержащем две полуматрицы, соединенные между собой по поверхности разъема с образованием фильеры с помощью. удерживающей обоймы, направляющую втулку, пуансон, жесткую оправку, согласно полезной модели, жесткая оправка выполнена цельной, повторяющей геометрию отвода, имеет заходную для заготовки часть и установлена свободно плавающей в фильере и направляющей втулке.
Выполнение скосов торцев на заготовке с оставлением опорных площадок с обеих ее сторон облегчает автоматизацию процесса подачи заготовок в штамп, так как в этом случае отпадает необходимость ориентации заготовок в пространстве, как это требуется по прототипу. Кроме того, опорная площадка последующей заготовки воздействует на опорную площадку предыдущей заготовки при выталкивании последней из фильеры.
Выполнение жесткой оправки цельной, повторяющей геометрию отвода, упрощает конструкцию и дает необходимую жесткость и прочность устройства для формообразования отводов. Снабжение оправки заходной для заготовки частью и, установка свободно плавающей в формообразующем канале, обеспечивает неразборность конструкции и упрощает автоматизацию процесса подачи заготовок в штамп в технологическом процессе.
Проталкивание заготовки в зазор между рабочими поверхностями фильеры и цельной свободно плавающей в фильере оправки, повторяющей геометрию отвода, повышает производительность штамповки, так как в этом случае отпадает необходимость сборки и разборки полуматриц и удаления из зоны штамповки отформованного отвода. Последующая заготовка выталкивает отформованный отвод.
Появляется возможность формования отводов с углом сгиба 180 градусов. Ликвидируются искривления и деформации отводов, появляется возможность формообразования отводов с толщиной стенки более 10 мм и диаметром более 219 мм за счет повышения жесткости устройства.
Сущность предложенного технического решения поясняется рисунком 1, на котором изображен фронтальный разрез устройства для формообразования крутоизогнутых отводов с установленной в направляющую втулку трубной заготовкой.
На рис.2 показана исходная трубная заготовка.
На рис.3 показан крутоизогнутый отвод.
Устройство для формообразования крутоизогнутых отводов содержит две полуматрицы 1, соединенные между собой с образованием канальной фильеры 2, являющейся рабочей зоной между полуматрицами 1 и служащей для проталкивания через нее трубной заготовки 3. Длина фильеры 2 равна длине готового отвода. Полуматрицы 1 заключены в удерживающую обойму 4, к которой прикреплена направляющая втулка 5. В канальной фильере 2 и в направляющей втулке 5 размещена жесткая цельная оправка 6, повторяющая геометрию готового отвода и имеющая заходную для заготовки часть 7, длина которой на 5-7% превышает длину заготовки. Устройство снабжено пуансоном 8, обеспечивающим вертикальное перемещение деформируемой трубной заготовки 3, проталкивание нее через фильеру 2 и оправку 6, выталкивание готового отвода. Пуансон 8 выполнен цилиндрическим по всей его длине.
Исходная трубная заготовка 3 имеет скошенные торцы (скосы) с опорными для пуансона площадками 9. Длина заготовки на 2-4% длиннее готового отвода. Диаметр заготовки равен диаметру готового отвода. Радиус сгиба выбирают в пределах от 1 до 1, 5 диаметра заготовки. Для снижения силы трения в процессе продвижения заготовки в устройстве предусмотрена смазка фильеры и оправки.
Изготовление крутоизогнутых отводов включает отрезку трубной заготовки, выполнение скосов торцев с оставлением опорных для пуансона площадок трубной заготовки, перпендикулярных продольной оси симметрии трубы с обеих ее сторон, установку заготовки в направляющую втулку штампа, проталкивание заготовки в зазор между рабочими поверхностями фильеры на цельной, свободно плавающей в фильере оправке, повторяющей геометрию отвода и имеющей заходную для заготовки часть, удаление отштампованного отвода из зоны штамповки следующей заготовкой. Для получения крутоизогнутого отвода заготовку 3 проталкивают через фильеру 2 и тем самым изгибают (без нагрева) ее на оправке 6 пуансоном 8. Верхний скошенный торец заготовки 3 с опорной площадкой 9 воспринимает усилие деформирования от пуансона 8. Пуансон 8 доводится до криволинейной части полуматрицы 1 и возвращается в исходное положение, позволяющее установить следующую заготовку. Процесс повторяется, при этом одновременно с деформацией последующей заготовки из зоны штамповки выталкивается готовый отвод.
Пример конкретного осуществления. Изготавливали крутоизогнутые отводы согласно ГОСТ 17375-2001 из стали 12Х18Н10Т диаметром ⌀ 38 мм и радиусом гиба R 48 мм из сходной заготовки. Заготовку с параметрами: меньший размер - 68 мм; больший размер - 128 мм; устанавливали в направляющую втулку диаметром ⌀ 38,5 мм штампа. Проталкивали заготовку в зазор между рабочими поверхностями фильеры радиусом гиба R 48 мм на цельной, свободно плавающей в фильере оправке, повторяющей геометрию отвода и имеющей заходную для заготовки часть. Изгибали (без нагрева) заготовку на оправке пуансоном, усилие Р пресса на оправку задавали в пределах 25-30, 5 т. Удаляли отштампованный отвод из зоны штамповки следующей заготовкой.