Устройство для изготовления полых шаров

СОЮЗ СО СОЦИАЛ 21 О 51 ПИСАНИ РЕТЕ ВУ 5-27 8796 10.8(21) 334 (22) 22. (46)23.ОЗ (72) Н.А и В.Н,Хом (53) 621 (56 1.кл. 7 С 2 В 11С, П. Чередниченк83Вюл , Клещев,4.72(088.8)ент ФРГ Р 10928681961 1.прототип),(54)(57) 1 устр НИЯ ПОЛЫХ ШАРОВ вок, содержащее ней плитами, на полусферические из которых по ц полнено сквозно ж ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ТОРСНОМУ СВИДЕТ ОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛ из трубчатых загото штамп с верхней и н которых смонтирова матрицы, в каждой нтру полусферы выотйерстие, и меха,ЯО 1005999 А низм удержания заготовки, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества иэделий за счет исключения разностенности, оно снабжено расположенными иа плитах штампами предварительного профилирования на двойной конус внутренней поверхности заготовки, а полусферические матрицы установлены на упор" ных радиальных подшипниках, подпружинены в осевом направлении относительно плит и снабжены механизмом д зированной подачи через сквозиые отверстия. матриц присадочного материала в виде стержня и механизмом разворота каждой матрицы.1005999 2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждыйштамп предварительного профилирования на двойной конус внутренней поверхности заготовки выполнен из верхней и нижней обойм и пуансонов в виде усеченного конуса с меньшим основанием на свободном конце, а на большем, прилегающем к плите основании,выполнен опорный кольценой Ч-образный выступ, а также размещеннойвнутри верхней обоймы и взаимодействующей с ней подпружиненной в осевомнаправлении составной эажимной матрицы, части которой подпружинены однаотносительно другой в радиальномнаправлении,сферы выполнено сквозное отнерстие,и механизм удержания заготовки, снабжено расположенными на плитах штам пами предварительного профилиронания на двойной конус внутренней поверхности.заготовки, а полусферические матрицы установлены на упорныхрадиальных подшипниках, подпружинены н осевом направлении относительно плит и снабжены механизмомдозированной подачи через сквозныеотверстия матриц присадочного материала в виде стержня и механизмом 15 РазвоРота каждой матрицы.При этом каждый штамп предварительного профилирования на двойнойконус внутренней поверхности заготовки выполнен из верхней и нижнейобойм и пуансонов в виде усеченногоконуса с меньшим основанием на свободном конце, а на большем, прилегающем к плите основании, выполнен опорный кольцевой Ч-образный выступ,а также размещенной ннутри верхнейобоймы и взаимодействующей с нейподпружиненной в осевом направлениисоставной зажимной матрицы, части которой подпружинены одно относительно другой в радиальном направлении пружинами.30Кроме того, механизм дозированнойподачи присадочного материала в видестержня выполнен в виде установленной между полусферической матрицейи плитой промежуточной плиты, связанной с матрицей зажимной цангой сподпружиненными концами, взаимодействующими с внутренней обоймой упорного радиального подшипника, толкателяи связанной с ним через рычаг подаю щей цанги, размещенной на стержне. 3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю ш е е с я тем, что механизм Изобретение относится к обработке металлов давлением, конкретно, к устройствам для изготовления полых изделий сферической Формы иэ листового или профильного металла и труб, и предназначено для изготовления полых шаров из трубчатых заготовок.Известно устройство для изготовления полых шаров из трубчатых заготовок, содержащее сферообразующий штамп с верхней и нижней плитами со смонтированными на них полуоферическими матрицами, н каждой из которых по центру полусферы выполнено сквозное отверстие, и механизм удержания заготовки 1.Однако устройство не обеспечивает возможности изготовления полых шаров с равномерной толщиной стенок, врезультате чего смещается центр тяжести шара, что в процессе его эксплуатации, например в качестве клапана бурового насоса, приводит к неравномерному износу поверхности. Это в конечном счете снижает срок службы шара.Целью изобретения является повышение качества полого шара путем обеспечения равностенности и умень-. шение трудоемкости его изготовления эа счет уменьшения количества операций,Поставленная цель достигается тем, что устройство для изготовления полых шаров из трубчатых заготовок, содержащее штамп с верхней и нижней плитами,. на которых смонтиРованы полусферические матрицы, н каждой иэ которых по центру полудозированной подачи присадочного материала в виде стержня выполнен в виде установленной между полусферической матрицей и плитой промежуточной плиты, связанной с матрицей зажимной цангой с подпружиненными концами, взаимодействующими с внутренней обоймой упорного радиального подшипника, и толкателя и связанной с ним через рычаг подающей цанги, размещенной на стержне.4. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что механизм разворота полусферической матрицы выполнен в виде жестко закрепленного на ее наружной цилиндрической поверхности зубчатого венца и связанных с ним зубчатых реек, а также взаимодействующих с ними клиньев, закрепленных. на верхней плите,Причем механизм разворота полу" сферической матрицы выполнен в виде жестко закрепленного на ее наружной цилиндрической поверхности зубчато.го венца и связанных с ним зубчатыхреек, а также взаимодействующих с ними клиньев, жестко закрепленных на верхней плите.На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 сферообразующий штамп; на Фиг. 3 - 10то же, вид в плане; на фиг. 4 - дополнительный штамп; на Фиг, 5 - разрез А-А на фиг. 2, на фиг. б - профилированная заготовка, продольный разрез 15Устройство для изготовления полых шаров из трубчатых заготовок содержит сферообраэный штамп 1 с верхней 2 и нижней 3 плитами со смонтированными на них полусферическими матрица О ми 4 и 5, в каждой иэ которых по центру полусферы выполнены сквозныеотверстия б и 7, и механизм 8 удержания заготовки 9.Устройство содержит дополнитель ный штамп 10 1,фиг. 1), предназначенный .для предварительного Формирования профилированной заготовки из трубчатой заготовки 11 ( фиг, 4сутонением ее концов 12 и 13, и Ч-об- ЗО разными кольцевыми пазами 14 и 15на торцах ( фиг. б). Каждая полусферическая матрица установлена на упорном радиальном подшипнике 16, 17, подпружинена пружинами 18, 19, относительно соответствующей плиты иснабжена механизмом 20, 21( Фиг, 1) дозированной подачи через сквозное отверстие матрицы стержня 22, 23из металла, пластичность которого больше пластичности металла заготовки в процессе обжатия профилированной заготовки,.и механизмом 24, 25 (, фиг. 1 ) разворота матрицы вокруг вертикальной оси в процессе финишной обработки.45Дополнительный штамп 10 содержит верхнюю 26 и нижнюю 27 обоймы, верхний 28 и нижний 29 пуансоны. Каждый пуансон выполнен в виде усеченного конуса с меньшим основанием на свободном конце 30, к большему основанию которого примыкает опорнаядля торца 31 заготовки поверхность 32 в виде кольцевого Ч-образного выступа. Внутри верхней обоймы размещена взаимодействующая с ней посредством .кольцевого. выступа 33 и подпружиненная пружинами 34 и 35 .составная зажимная матрица 36, части 37 и 38 которой связаны посредством горизон тально ориентированных распорных пружин 39 и 40.Механизмы 20 и 21 дозированной подачи присадочного материала в виде стержня выполнены идентично. Каждый 65 иэ них включает промежуточную плиту 41, подвижно установленную между матрицей и плитой и удерживаемую закрепленной на матрице зажимной цангой 42, пружинящие концы 43 которой взаимодействуют с внутренней .обоймой упорного радиального подшипнчка. На промежуточной плите смонтированы толкатель 45 рычага 46, другой конец которого взаимодействует с подающей разрезной цангой 47, зажим которой в момент подачи стержня осуществляется кольцом 48, подпружиненным в осевом направлении пружиной 49. Величина дозированной подачи стержня регулируется винтами 50, посредством которых устанавливается зазор аГ.Механизмы 25 и 24 разворота матриц выполнены идентично. Каждый из них выполнен в виде жестко посаженного на внешнюю цилиндрическую поверхность матрицы зубчатого венца 51, связанного с зубчатыми рейками 52 и 53, которые взаимодействуют с клиньями 54 и 55 при раскрытии штампа.Устройство работает следующим образом.В исходном верхнем положениифиг, 3 эажимная матрица 36 и обойма 27 раскрыты, Пуансон 28 поднят в крайнюю верхнюю точку. Трубчатая заготовка 11 подается рукой робота (не показан) на пуансон 29 дополнительного штампа 10 и удерживается до момента входа .свободного конца заготовки в полость разъемной матрицы 36 после начала движения пли-. ты 2.При дальнейшем движении вниз верхней плиты 2 части 37 и 38 зажимиой матрицы 36, скользя своими скосами . по скосам обоймы 27, преодолевают усилия распорных пружин 39 и 40 и зажимают заготовку. Сомкнувшиеся части матрицы совместно с пуансоном 28 продолжают движение вниз. При этом матрица 36 скользит по наружной поверхности заготовки до входа пуансона 28 в внутреннюю полость заготовки. Оказавшись в замкнутом пространстве между пуансонами 28 и 29 и матрицей 36 заготовка 11 при дальнейшем движении плиты 2 до смыкания обойм 26 и 27 деформируется и превращается в профилированную заготовку 9 с утоненными концами 12 и 13и Ч-образными кольцевыми пазами 14 и 15 на торцахФиг. б. При размыкании штампа движение вверх сообщается верхней обойме 26 и пуансону 28, а матрица 36 с зажатой заготовкой 9, благодаря действию пружин 34 и 35, на некоторое время остаются неподвижными. Это достаточно для выхода пуансона 28 иэ внутренней полости заготовки. При дальнейшем движении вверх обойма 26своим внутренним кольцевым выступом соприкасается с кольцевым выступом 33 матрицы 36 и поднимает последнюю вверх. После выхода матрицы Зб иэ обоймы 27 распорные пружины 39 и 40 размыкают матрицу 36 и профилирован ная заготовка 9 подхватывается рукой робота и переносится в сферообраэующий штамп 1, а. в дополнительный .штамп 10 одновременно подается очередная заготовка 11. . 10Центрирование и удержание в вертикальном положении профилированной заготовки 9 осуществляется губками 56 и 57 захвата механизма 8 удержания байонетного типа, приводимо го в действие поворотными направляющими 58 и 59 соответствующих. колонок. При опускании матрицы 4, в момент начала обжима, губки 56 и 57 начинают отводиться из-под штам пового пространства поворотными направляющими 58 и 59 колонок. В этот же момент полусферические мат" рицы 4 и 5 соприкасаются с промежу" точными плитами 41, в результате чего пружинящие концы 43 зажимных цанг 42 расходятся, освобождая стержни 23. При дальнейшем движении вниз верхней матрицы 4 происходит формирование известным образом сферической поверхности заготовки 9 и одновременная подача в гравюру штампа стержней 23 на дозированную, заранее рассчитанную величину, например .на 0,8 толщины стенки шара.Подача стержней осуществляется в процессе движения промежуточной плиты 41 совместно с полусферическими матрицами 4 и 5При этом толка- .тель 45 через рычаг 46, шарнирно закрепленный на плите 2,3, перемеща О ет, в направлении матрицы разрезную цангу 47, которая под действием подпружиненного кольца 48. зажимает стержнеь 23 и сообщает ему дозированное перемещение. 45В процессе обжатия, в результате . пластического течения металла из зон деформации, к моменту полного образованияполусферы толщина стенок по всему сечению шара будет одинакова. Экспериментально установлено, что в процессе течения металла упрочненный в результате наклепа кольцевой У-образный паз на торце заготовки сохраняется. Поэтому на завершающем этапе обжима происходит попутное "закусывание" выдвинутого на дозированную величину конца стержня 23. Под давлением сжатия металл стержня переходит вболее пластичное состояние, чем металл обжимаемой заготовки 9, в результате чего, к моменту образования полусферы, происходит одновременная заварка отверстия, При этом толщийа стенки шара в зоне заделываемого отверстия равна расчетной толщине его стенки.При разъеме матриц 4 и 5 осуществляется финишная обработка шара. При этом матрицы 4 и 5 отходят под действием .пружин 18 и 19 от промежуточных плит 41 совместно с зубчатыми венцами 51 и рейками 52 и 53, которые при дальнейшем подъеме матрицы 4 взаимодействуют с клиньями 54 и 55, в результате чего матрицы 4 и 5 проворачиваются на 30 о. Так как в момент проворота матриц стержни 23 зажаты цангой 42, происходит отрыв от стержней и обработка поверхностей шара, примыкающих к торцам стержней.После полного открытия штампа шар извлекается рукой робота, а на его место устанавливается очередная профилированная заготовка, и цикл работы повторяется.Использование изобретения позволит повысить качество шара и снизить его себестоимость примерно на 33 эа счет совмещения операций заделки отверстий и финишной обработки в одном штампе.Годовой экономический эффект на предприятиии от производства и использования изобретения может составить примерно 35 тыс. руб. за счет уменьшения трудоемкости изготовления и повышения качества шара.1005999 ВНИИПИ Закаэ 1993/1 Тираж 814 Подписное илиал ППП "Патент",