Устройство для прессования труб

ОПИСАНИЕИЗО Р ТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.В 21 С 25/02 В 21 С 23/08 с присоединением заявки Но Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В.М.Лруян, В.Ф.Валакин, Ю.В,.Хуковский,И.И.Иедведев, Ю.Г,Гуляев и А.Г,(арпов Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамениметаллургический институт Ф.,щ"йи .ж 4; "(54) устРОйство для пРВссовдния тРуВ Изобретение относится к обработке металлов давлением, а конкретнее к получению труб и полых профилей методом прессования.Известны устройства для прессова ния труб, способствующие повышению .точности геометрических размеров готовых труб, в которых используются составные матрицы, содержащие неподвижные направляющие и допускающие 1 О радиальные перемещения калибрующие части. Для установки матрицы на ось прессования в начальный момент в устройствах имеются установочные пружины 1) . 15Самоцентровка калибрующей матрицы , не позволяет полностью устранить разностенность прессованных труб, так как в Этом случае калибрующая матрица занимает положение, соответствую щее равенству давлений на нее со стороны металла по периметру очка матрицы, Равенство давлений обусловливает при прочих равных условиях и равенство вытяжек по стенке заготовки. Сле довательно, при условии выпрессовки раэностенных заготовок более толстым стенкам заготовки соответствует и более толстые стенки готовой трубы. ,Таким образом, наряду с некоторым Що снижением абсолютной раэностенйости заготовки при выдавливании ее в трубу, применение самоцентрирующейся калибрующей матрицы сохраняет разностенность трубы, вызванную разностенностью исходной заготовки.Известно также устройство для прессования труб, содержащее, контейнер, соосно заходящей в него со стороны одного из торцов пресс-штемпель с иглой, последовательно установленные в нем с противоположного торца направляющую и калибрующую матрицы, два независимых привода радиального перемещения калибрующей матрицы в двух взаимно перпендикулярных направлениях и два размещенных диаметрально противоположно под калибрующей матрицей датчика замера толщины стенки отрубы, при этом каждый привод соединен электрической обратной связью с датчиками (2/Отказ от принципа самоцентровки и применение приводов радиального перемещения калибрующей матрицы создает возможность получать готовую трубу с минимальной разностенностью, не выходящей эа пределы допуска. Однако использование датчиков толщины стенки готовой трубы в качестве источников информации для определениянеобходимого радиального перемещениякалибрующей матрицы не позволяетдостичь указанной цели, Это объясняется, во-первых, тем, что в силу нестационарности процесса истеченияметалла в зазор между оправкой и матрицей из-за изменения по ходу процесса рабочей длины (жесткости) оправкии изменения раэностенности заготовкипо ее длине контроль толщины стенкиза очагом деформации не позволяетопределить положение калибрующей матрицы, концентричное оправке, в очагедеформации. Более того, регулированиеположения калибрующей матрицы по от;клонению стенки готовой трубы от номи нала может в некоторых случаях, например лри возрастании разностенностиподпрессованной заготовки от переднего конца к заднему, которое наблюдается при задаче заготовки более точ-роным концом к матрице, увеличить раэностенность выходящей трубы. Во-вторых, в силу неизбежного транспортногозапаздывания (время между моментомзамера и регулирующим воздействиемприводами) и труцности точного ибыстрого замера толщины стенки преимущества устройства с приводной матрицей сводятся к минимуму.Целью изобретения является повышение точности прессуемых изделий,Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для прессования труб,содержащем контейнер, соосио заходящийв него со стороны одного из торцовпресс штемпель с иглой, установлен- З 5ные в нем неподвижную направляющуюматрицу, калибрующую матрицу, смонтированную с возможностью радиальногоперемещения от регулируемого независимого привода, игла снабжена съем Оным наконечником, центрирующим калибрующую матрицу относительно иглы,а пресс-штемпель снабжен датчикомположения его торца относительнокалибрующей матрицы, по периметру которой расположены гидроцилиндры сштоками, каждый из которых имеетрегулятор давления и датчик положения штока, при этом регулятор давления каждого гидроцилиндра связанэлектрически с датчиком положения5 Опресс-штемпеля и датчиком положения штока,Съемный наконечник на игле применяется для центрирования подвижндй калибрующей матрицы относительно иглы в процессе распрессовки. Известные устройства для центрирования иглы относительно неподвижной матрицы в процессе распрессовки неподвижно закрепляют конец иглы в матрице, При этом, хотя и достигается концентричность переднего конца иглы и матрицы, ось оправки может изогнуться таким образом, что максимальный прогиб иглы от первоначального положения окажется вблизи средней части заготовки, что повлечет в дальнейшем увеличение разностенности в средней части труб.В данном устройстве не игла центрируется относительно матрицы, а подвижная калибрующая матрица центрируется относительно изгибающейся в процессе распрессовки иглы (привод калибрующей матрицы при этом не действует). Таким образом, с самого начала истечения металла имеет место равномерный зазор между оправкой и калибрующей матрицей и передний конец трубы не имеет разностенности несмотря на то, что игла в ходе распрессовки разностей заготовки отклоняется от оси прессования,Наиболее точно и просто принудительное перемещение калибрующей матрицы осуществляется с помощью гидроцилиндров, расположенных равномерно по периметру калибрующей матрицы. Число гидроцилиндров опреде - ляется из условия обеспечения точности регулировки положения матрицы и простоты конструктивного решения.При количестве гидроцилиндров меньшеб снижается точность определения необходимого радиального перемещенияматрицы, а при числе, большем 8 гидроцилиндров, возрастает сложностьоборудования без существенных изменений в точности регулировки зазорамежду оправкой и калибрующей матрицей.Регулятор давления каждого гидроцилиндра необходим для независимогорадиального перемещения калибрующейматрицы по направлению оси гидроцилиндра.Величина давления в каждом гидроцилиндре задается через регулятордвумя датчиками; датчиком положенияторца пресс-штемпеля относительнокалибрующей матрицы (датчиком рабочейдлины оправки, равной длине оправкиот торца пресс-штемпеля до выходаиэ очага деформации) и датчиком положения штока гидроцилиндра, приводящего в движение калибрующую матрицу.Число датчиков положения штока совладает с количеством гидроцилиндров.На чертеже изображена схема устройства для прессования труб,устройство состоит из контейнера1, заходящего в него со стороны одного иэ торцов пресс-штемпеля 2, снабженного датчиком 3 положения, закрепленной в пресс-штемпеле иглы 4 сосъемным центрирующим наконечником 5на ее конце, входящем в подвижную калибрующую матрицу б, присоединенныхк ней штоков 7 гидроцилиндров 8, имеющих регуляторы 9 давления и датчики10 положения штоков, неподвижной направляющей матрицы 11, источника12 давления, 774 бб 0Эк мк где а - диаметр иглы;0 - диаметр очка калибрующей 20.мкматрицы;8 доя - допускаемая относительная разностенность трубы в В,Устройство для прессования работает следующим образом.Стадия распрессовки заготовки.Источник 12 давления отключен от гидроцилиндров 8. При воздействии прессштемпеля 2 на разностенную заготовку(на чертеже не показана) в контейнере1 игла 4 отклоняется от первоначального положения под действием радиальных напряжений, возникающих в результате неравномерности деформациипо стенке заготовки. При этом чембслые разностенность заготовки ибольше рабочая длина иглы (при прочих равных условиях), тем отклонение иглы больше.Наконечник 5.иглы центрирует по- фОдвижную матрицу б относительно иглы4, а подвижная матрица перемещаетприсоединенные к ней штоки 7, смещая их от начального положения,Уменьшение рабочей длины иглы, 4а значит увеличение ее жесткостификсируется датчиком положения торца пресс-штемпеля 3, а величина смещения штоков 7 от начального поло-.жения - датчиками 10 положения штоков.Стадия выпресссвки трубы, Металл,истекающий из очага деформации, удаляет наконечник 5 с иглы 4. В этотмомент через регуляторы 9 подаютдавление ст источника 12 в гидроцилиндры 8, препятствуя установке подвижной калибрующей матрицы б в положение, соответствующее равенству давлений по периметру очка матрицы, иудерживая ее концентрично игле 4. 60При заданных размерах и материале технологического инструмента и заготовки величина давления, которуюнеобходимо задать в гидроцилиндры 8,определяется датчиками 3 и 10. 65 Формула изобретения Устройство для прессования труб, содержащее контейнер, соосно заходящий в него пресс-штемпель с иглой, установленные в нем неподвижную направляющую матрицу. калибрующую матрицу, смонтированную с возможностью радиального перемещения от регулиДатчики положения штоков и датчик ,положения пресс-штемпеля электрически связаны (на чертеже связи не обозначены) с регулятормци давления гидрсцилиндров,Наконечник 5 кадет на иглу 4 по ходовой посадке, Наружный диаметр наконечника выбирается в зависимости от требуемой точности толщины стенки готовой трубы. При необходимости получЕния труб с возможно минимальной разностенностью наконечник входит в подвижную калибрующую матрицу пс скользящей посадке, При необходимости получения труб с заданной допускаемой раэностенностью наружный диаметр наконечника определяется по формуле Датчик 3 положения торца пресс- штемпеля позволяет учитывать увеличивающуюся по ходу процесса жесткость иглы 4 за счет уменьшения ее рабочей длины (в программу работы регуляторов 9 давления можно задать также данные о влиянии разогрева иглы на ее жесткость). Чем меньше рабочая длина иглы 4, тем больше уровень давления в тех гидроцилиндрах, которые должны удержать матрицу б от смещения.Датчики 10 положения штоков окончательно формируют сигнал в регуляторы 9 о величине давления в каждом гидроцилиндре 8, Давление в гидроцилиндры подается лишь в том случае, если штоки гидроцилиндров смещены вперед (к матрице) от начального положения, то есть давление подается только в те гидроцилиндры, которые должны удерживать подвижную матрицу б от смещения, Чем больше такое смещение штоков 7, тем больше величина давления задается в гидро- цилиндры 8.При движении пресс-штемпеля 2 изменяется силовое взаимодействие металла и инструмента за счет увеличения жесткости иглы 4 и изменения разностенности подпрессованной заготовки. Игла 4, смещаясь в очаге деформации, перемещает подвижную матрицу б и связанные с ней штоки 7, преодолевая давление в гидроцилиндрах 8, При этом изменяются показания датчиков 3 и 10, и давление в гидроцилиндрах 8 корректируется регуляторами 9.Целесообразно корректировку давления в гидроцилиндрах производить дискретно, число корректировок зависит от времени выпрессовки трубы и должно обеспечить отклонение подвижной матрицы б от положения, концентричного игле 4, не выводящее показатели разностенности выпрессовываемсй трубы за пределы допуска,После окончания процесса (остановка пресс-штемпеля 2) давление в гидроцилиндрах сбрасывается, а после удаления пресс-остатка матрица б устанавливается по оси прессования.Устройство для прессования труб готово к новому циклу прессования.Использование устройства для прессования труб позволяет повысить точность прессованных труб, снизить отходы из-за брака по разностенности.774660 Составитель Г.КривоносРедактор Т.Морозова Техред С. Мигунова Корректор М,По 9 Тираж 986ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и113035, Москва, Ж, Раушска каз 7595/ Подписноетета СССРкрытийнаб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная,руемого независимого привода, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности прессуемыхизделий, игла снабжена съемным наконечником, центрирующим калибрующуюматрицу относительно иглы, а прессштемпель снабжен датчиком положенияего торца относительно калибрующейматрицы, по периметру которой расположены гидроцилиндры с штоками, каждый из которых снабжен регулятором давления и датчиком положения штока,при этом регулятор каждого гидроцилиндра связан электрически с датчиком положения пресс-штемпеля идатчиком положения штока.5Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе2, Авторское свидетельства СССРМ 489545, кл. В 21 С 25/02, 25.06.75.2. Авторское свидетельство СССР9 557837, кл. В 21 С 25/02, 03.0 Б.76.