РОГООБРАЗНЫЙ СЕРДЕЧНИК

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, в частности к оснастке для изготовления крутоизогнутых отводов из трубных заготовок горячей протяжкой.
Известно устройство «Рогообразный сердечник» [а. с. СССР №963611 В.кл.2 D 9/12], в котором поперечное сечение формообразующего участка постепенно увеличивается в сторону калибрующего участка. При этом трубная заготовка в процессе деформирования плотно облегает сердечник. В процессе формообразования отвода трубы между её внутренней поверхностью и рабочей поверхностью сердечника возникают большие контактные напряжения и, как следствие значительные силы трения.
Недостатком такой конструкции рогообразного сердечника являются большие технологические усилия из-за указанных больших сил трения, в том числе и из-за отсутствия смазки в зоне контакта внутренней поверхности трубы и формообразующей поверхности рогообразного сердечника.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является рогообразный сердечник для изготовления отводов (авторское свидетельство СССР №1393496 авторов Шувалова Ю.Б., Кочнова В.А., Розанова Г.В., Эльцина А.В.,  опубликованного 07.05.1988, бюллетень №17). Рогообразный сердечник состоит из заходного, формоизменяющего и калибрующего участка, при этом калибрующий участок выполнен с внутренней полостью, на поверхности формоизменяющего и начале калибрующего участков имеются канавки, а в начале калибрующего участка выполнены отверстия в дне канавок для соединения их с внутренней полостью калибрующего участка.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: рогообразный сердечник состоит из заходного, формоизменяющего и калибрующего участка, при этом калибрующий участок выполнен с внутренней полостью, на поверхностях формоизменяющего и начале калибрующего участков имеются канавки, а в начале калибрующего участка выполнены отверстия в дне канавок для соединения внутренней полости калибрующего участка и полостей канавок.
Недостатком известного технического решения является невысокая стойкость рогообразного сердечника. Это связано с тем, что в процессе гиба на внутренней поверхности изгибаемой трубы формируются продольные выступы, копирующие канавки формоизменяющего участка, что создаёт дополнительные силы трения. Также эти выступы вытесняют смазку из продольных канавок рогообразного сердечника. Это приводит к увеличению технологического усилия и дополнительным нагрузкам на конструкцию сердечника, в особенности в месте его крепления к штанге пресса, что приводит к разрыву соединения.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение стойкости рогообразного сердечника за счет технического эффекта, выражающегося в снижении значительного осевого технологического усилия, вызывающего разрушение рогообразного сердечника.
Решение задачи обеспечивается за счёт того, что рогообразный сердечник для изготовления отводов содержит заходный, формоизменяющий и калибрующий участки, при этом калибрующий участок выполнен с внутренней полостью, на поверхности формоизменяющего и начале калибрующего участков имеются канавки, Кроме того, в начале калибрующего участка выполнены отверстия в дне канавок для соединения  внутренней полости  калибрующего участка и полостей канавок.
В предложенном решении канавки выполнены винтовыми относительно криволинейной оси рогообразного сердечника.
В процессе формообразования отвода трубы значительные силы трения между формоизменяющей частью рогообразного сердечника и внутренней поверхностью трубы вызывают большие осевые технологические усилия -Рпр- в зоне крепления заходной части рогообразного сердечника к штанге пресса. Так как сечение сердечника в этой зоне является минимальным, а следовательно и опасным, то растягивающие технологические усилия создают здесь и максимальные напряжения, вызывающие в свою очередь разрушение рогообразного сердечника. При пластическом деформировании внутренней поверхности трубы чередующимися винтовыми канавками и выступами рогообразного сердечника технологические усилия направлены перпендикулярно винтовым поверхностям и могут быть разложены на две составляющие: осевую и тангенциальную. Составляющие силы могут быть рассчитаны по формулам:
oc
P=N×cosα
Q=N×sinα
При проталкивании трубы-заготовки (на фиг. не показано) по данному сердечнику суммарное усилие проталкивания -Рпр- снижается  во-первых за счёт распределения технологического усилия на осевую -Рос- и тангенциальную - Q - составляющие, что обеспечивается деформированием поверхности трубы винтовыми канавками и выступами, и  во-вторых  из-за уменьшения площади контакта внутренней поверхности трубы и поверхности  рогообразного  сердечника за исключением площади канавок.
Снижение  усилия проталкивания в конечном  итоге обеспечивает повышение стойкости  рогообразного  сердечника.
Таким образом, совокупность отличительных признаков предлагаемого решения обеспечит решение поставленной задачи.
Конструкция полезной модели поясняется графическим материалом.
На фиг.1 показана конструкция рогообразного сердечника; на фиг.2 представлено сечение А-А; на фиг. 3 - схема распределения технологических усилий.
Рогообразный сердечник состоит из трёх участков: заходного 1, формоизменяющего 2 и калибрующего 3. Заходной участок жёстко крепится к штанге 4 пресса. На поверхностях формоизменяющего и калибрующего участков выполнены винтовые канавки 5. В начале калибрующего участка выполнены отверстия 6 в дне канавок для соединения  внутренней полости  калибрующего участка и полостей канавок.
Устройство работает следующим образом. Труба-заготовка (на фиг. не показана) подаётся по штанге 4 пресса на заходной участок 1 рогообразного сердечника и проталкивается следующими заготовками на формоизменяющий участок 2. На формоизменяющем участке 2 за счёт технологического усилия пресса происходит пластическое деформирование трубы-заготовки как в осевом, так и в радиальном направлении. Наличие винтовых канавок 5 на формоизменяющем участке 2 уменьшает площадь контакта рогообразного сердечника и внутренней поверхности трубы, что в свою очередь снижает усилие проталкивания трубы-заготовки, которая после процесса формообразования поступает на калибрующий участок 3. Снижение усилия проталкивания способствует уменьшению нагрузок на всю технологическую систему, в том числе и в опасном сечении рогообразного сердечника. При дальнейшем проталкивании на гладком калибрующем участке 3 происходит сглаживание выступов на внутренней поверхности трубы от влияния винтовых канавок 5 на процесс пластического деформирования. Наличие отверстий 6 в канавках 5 не позволяет забиваться окалиной полостям канавок.
Конструкция предложенного устройства – рогообразный сердечник с винтовыми канавками – позволит решить поставленную задачу повышения его стойкости. Кроме того, в результате снижения величины осевого технологического усилия может быть снижена потребляемая прессом электроэнергия и увеличен срок службы оборудования.