Способ развальцовки трубчатых заготовок и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 37538 ВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ГОСУД ПО Д ВСЕГ 01% "; Ри:;ьТ 1:ь ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 5-05; 3847518/25-05(21) 3844802/ 3859569/25-05 (22) 21.01.85 (46) 23.02.88. (72) А. С. А М. П. Найден (53) 621.774: (56) Авторск732053, кл отовк ти враквад Бюл, 7нищенко, А. П. А 1ов и А. Х. Паша678.057 (088.8)ое свидетельство СССВ 21 Р 13/04, 1980. андрющенко(54) СПОСОБ РЛЗВАЛЬЦОВКИ ТРУБЧАТЫХ ЗАГОТОВОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к процессу переработки пластичных материалов и может быть использовано для развальцовки трубчатых заготовок из металла и пластмасс. Цель изобретения - снижение трудоемкости и расширение технологических возможностей путем обеспечения изготовления раструбов квадратного сечения из круглой заготовки. Деформирующий инструмент и заготовку устанавливают при развальцовке с относительным эксцентриситетом, а инструмент враШают в ту же сторону со скоростью в три 1) 4 В 21 Р 41 02, 39 10, 19 04, В 21 С 5 раза меньше скорости вращения заг и или со скоростью, равной 0,75 скорос щения заготовки. Для изготовления ратного раструба в устройстве для развальцовки патрон 1 для зажима заготовки и рабочая часть 5 инструмента для деформирования заготовки установлены с относительным эксцентриситетом. Рабочая часть 5 инструмента выполнена в виде трехгранной пирамиды, содержащей в основании равносторонний треугольник Рело. Стороны треугольника образованы путем попарного соединения вершин дугами окружности радиусом, равным расстоянию между вершинами, и центром в третьей вершине треугольника. Хвостовик 4 инструмента соединен с приводом 3 вращения через редуцирующий механизм. Вводя рабочую часть 5 инструмента в трубку, вращая инструмент, осуществляют развальцовку трубчатой заготовки 2 с получением квадратного раструба, который образуется за счет использования рабочей части инструмента в виде трехгранной пирамиды, имеющей в основании равносторонний треугольник Рело. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 6 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к обработке металлов и пластмасс давлением, в частности к технологии и оборудованию для изготовления квадратных раструбов на концах труб.Цель изобретения - снижение трудоемкости и расширение технологических возможностей путем обеспечения изготовления раструбов квадратного сечения из круглой заготовки.На фиг. 1 показано предлагаемое устройство в начальной стадии развальцовки; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг, 3 - конечная стадия развальцовки квадратного раструба; на фиг. 4 - схема образования квадратного контура раструба при развальцовке трубы с помощью треугольника Рело; на фиг. 5 - вариант эксцентричного крепления инструмента; на фиг. 6 - вариант устройства с использованием движителя для передачи вращения от привода.Устройство (фиг. 1) содержит патрон 1 для зажима с эксцентриситетом и вращения трубчатой заготовки 2 от привода 3, Напротив патрона 1 коаксиально ему установлен деформирующий инструмент, содержащий хвостовик 4 и рабочую часть 5, которая выполнена в виде установленной соосно с патроном 1 трехгранной, в данном случае усеченной пирамиды (фиг. 1 и 2). Основанием пирамиды служит равносторонний треугольник Рело (равноосный контур). Стороны треугольника (фиг. 2) образованы попарным соединением вершин дугами окружности радиусом, равным расстоянию между вершинами, и центром в третьей вершине треугольника. Хвостовик соединен с приводом 3 осевого вращения патрона 1 через редуктор с шестернями 6 и 7, который обеспечивает вращение рабочей части 5 в сторону вращения патрона 1 со скоростью, в три раза меньшей скорости вращения патрона 1. Это обеспечивается, например, соответствующим выбором передаточных чисел двух пар шестерен 7 и 6, расчетом цепных или ременных передач вращения от двигателя к патрону 1 и хвостовику 4 и т. д. При необходимости пирамида может содержать калибрующий участок в виде смежной с хвостовиком 4 призмы.Устройство (фиг. 6) содержит патрон 1 для зажима трубчатой заготовки 2, напротив патрона установлен деформирующий инструмент, содержащий хвостовик 4 и рабочую часть 5. Рабочая часть 5 выполнена в виде коаксиально прикрепленной к хвостовику трехгранной пирамиды (в данном случае усеченной) . В основании пирамида имеет треугольник Рело (фиг. 2), Для передачи вращения деформирующему инструменту от привода 3 используется редуктор, состоящий из шестерен 7, двух колес 8 и 9, основного 10 и промежуточного 11 валов и движителя, включающего ведущие внутреннюю шестерню 12 и внешнюю шестерню,состоящую из двух колес 13 и 14, ведомую шестерню 15 и сателлит 16 (который может отсутствовать). Ведомая шестерня 15 расположена между шестерней 12 и колесами 13 и 14 в зацеплении с ними.Для удобства сборки движителя и с целью предотвращения выскальзывания ведомой шестерни 15 из движителя при работе установки от действия деформирующих усилий ведущая внешняя шестерня состоит из двух колес 13 и 14 с косыми зубьями по внутреннему ободу, соединенных по плоскости (например, болтами) с образованием шевронных зубьев. В свою очередь, ведомая шестерня 15 и внутренняя ведущая шестерня 12, а также сателлит 16 также имеют шевронные зубья. В этом случае ведомую шестерню 15 и сателлит 16 (при сборке движителя) вводят в зацепление с внутренней ведущей шестерней 12, а затем с дух сторон насаживают на шестерню 15 и сателлит 16 колеса 13 и 14 с последующим их креплением по плоскости, Шевронные зубья обеспечивают надежную фиксацию шестерни 15 в движителе при раздаче заготовки 2.Внутренняя ведущая шестерня 12 движителя насажена на вал 10 редуктора, а колеса 13 и 14 внешней ведущей шестерни находятся в зацеплении с колесом 9 редуктора. Редуктор обеспечивает вращение ведущих шестерен в одну сторону с заданной скоростью. Ведомая шестерня 15 соединена соосно с хвостовиком 4 деформирующего инструмента,Способ осуществляют следующим образом.Трубчатую заготовку 2 зажимают в патроне 1 с эксцентриситетом или инструмент устанавливают с эксцентриситетом (ось вращения заготовки 2 на фиг, 1 смещена вниз относительно оси вращения патрона 1) или (фиг. 5), наоборот, оставляют свободным развал ьцовываемый участок и при необходимости нагревают его до рабочей температуры. От привода 3 вращают патрон 1 с заготовкой 2 и хвостовик 4 с рабочей частью 5 в одну сторону с соотношением скоростей вращения заготовки 2 и рабочей части 5, равным 3:1. Вводят рабочую часть 5 внутрь заготовки 2 и развальцовывают в данном случае (фиг. 3) конусообразный раструб квадратного сечения (на фиг. 3 ось заготовки 2 смещена вверх относительно оси патрона 1). В начальный момент развальцовка начинается при контакте нижнего ребра и середины верхней грани пирамиды (фиг. 1) с заготовкой 2, В дальнейшем деформация раструба происходит при единичном локализованном контакте рабочей части 5 с заготовкой 2 (фиг. 3).Образование предложенным способом квадратного раструба на трубчатой заготовтреугольник Рело 25 30 35 или а =0,025 К+0,295 г,формула изобретения 40 45 50 55 ке 2 основано на следующем свойстве треугольника Рело,Если треугольник А В С вращать вокруг центра О описанной вокруг него окружности радиусом ОА (фиг. 4), а центр О врашать в противоположную сторону в три раза быстрее по окружности с центром М, то треугольник описывает фигуру, незначительно отличающуюся по форме от квадрата. Так, за один оборот центра Оз вправо по окружности радиуса ОЯ два угла квадрата оформлены вершиной А треугольника и по одному вершинами В и С. Через каждые четверть оборота около центра М треугольник Рело находится в положениях АзВзСз, АзВзСз и АВСВращением заготовки 2 в патроне 1 с эксцентриситетом относительно оси патрона 1 и, следовательно, оси пирамиды моделируют вращение центра О относительно центра М. Однако относительно заготовки 2 пирамида (треугольник Рело) вращается в противоположную сторону, поэтому для обеспечения полного динамического подобия пирамиду вращают в сторону вращения заготовки 2 со скоростью, в три раза меньшей скорости врашения заготовки 2. Сторона квадрата, точнее расстояние между углами полученного раструба равно АВз=-2(ОА+ОМ) =-2(К+г) Отклонение а стороны квадрата от идеальной прямой равноа=ОА (3 - 1 - -) +О М (1 - -)с К 2 2 где К - радиус окружности, описанной около основания пирамиды в рассматриваемом сечении развальцованного участка заготовки 2 (минимальная и максимальная его величины равны радиусам окружностей, описанных соответственно около меньшего и большего оснований пирамиды);г - величина эксцентриситета междуосями заготовки 2 и патрона 1.Таким образом, при достаточно малом эксцентриситете возможно получение квадратных раструбов с практически прямыми сторонами квадрата. Однако величина эксцентриситета г не должна быть меньше суммы величин погрешностей от несоосности пирамиды патрона 1 и радиальных биений в приводе.Трубы из алюминиевого сплава АД размерами 54 хЗх 170 мм на длине 60 мм зажимают в четырехкулачковом патроне с эксцентриситетом 5 мм и при скорости враше 5 10 15 20 ния 600 об/мин нагревают полосовым индуктором до 350 в 4 С. Затем вводят внутрь труб трехгранную усеченную пирамиду, содержащую в основаниях треугольник Рело, и развальцовывают конусные раструбы квадратного сечения при скоростях вращения труб и пирамиды соответственно 120 и 40, 90 и 30, 60 и 20 об/мин. Диаметры описанных окружностей около оснований пирамиды равны 40 и 70 мм, высота пирамиды 100 мм. Указанные соотношения скоростей обеспечивают соединением хвостовика деформируюшего инструмента зубчатой передачей через промежуточный вал с патроном. Диагональ большего основания раструба равна 78 мм, максимальное отклонение формы стороны квадрата от прямой соответственно 2; 6; 2,5 и 2,3 мм.На фиг. 5 представлен вариант, когда рабочая часть 5 инструмента установлена с эксцентриситетом относительно хвостовика 4 (эксцентриситет г). Рабочая часть выполнена в виде трехгранной пирамиды, основанием которой служит равносторонний Редукцируюший механизм обеспечивает вращение рабочей части инструмента в сторону вращения патрона со скоростью, связанной со скоростью вращения патрона следующим соотношением: ч=0,75 ъ, где ч и ъ - скорости вращения рабочей части инструмента и патрона.Таким образом, изобретение обеспечивает возможность получения квадратных, раструбов на трубчатых заготовках деформацией за один переход, отсутствует необходимость в мошном прессовом оборудовании, увеличивается пластичность и снижаются усилия деформирования за счет локализации деформации и цикличности приложения нагрузки. 1. Способ развальцовки трубчатых заготовок, включающий зажим заготовки в патроне, вращение и увеличение диаметра заготовки путем ввода внутрь деформирующего инструмента и вращения его вокруг своей оси, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и расширения технологических возможностей путем обеспечения изготовления раструбов квадратного сечения из круглой заготовки, деформируюший инструмент и заготовку устанавливают при развальцовке с относительным эксцентриситетом, а инструмент вращают в ту же сторону.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что инструмент вращают со скоростью, в три раза меньшей скорости вращения заготовки.3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что инструмент вращают со скоростью, равной 0,75 скорости вращения заготовки.1375383 ВидА Фиг.Я фиа 5 4. Устройство для развальцовки трубчатых заготовок, содержащее патрон для зажима заготовки с приводом его вращения и деформирующий инструмент, состоящий из хвостовика и рабочей части, отличающееся тем, что патрон и рабочая часть инструмента установлены с относительным эксцентриситетом, при этом рабочая часть инструмента выполнена в виде трехгранной пирамидысодержащей в основании равносторонний треугольник Рело, стороны которого образованы путем попарного соединения вершин дугами окружности радиусом, равным расстоянию между вершинами, и центром в третьей вершине треугольника, а хвостовик соединен с приводом вращения через редуцирующий механизм.1375383 б рол косов делам ая н ,г. Уж ии Составитель И цкая. Техред И. Верес Тираж 709 твенного комитета СССР по 5, Москва, Ж - 35, Раушс олиграфическое предприяти