Устройство для горячего прессования труб и его передняя втулка

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при горячем прессовании труб из труднодеформируемых металлов на прессах без прошивной системы. Устройство для горячего прессования труб содержит корпус заготовки с внутренним каналом, оправку с хвостовиком, пресс-шайбу с полостью для замка соединения ее с пресс-штемпелем и втулки, установленные между оправкой и корпусом. Сопрягаемые поверхности торца хвостовика оправки и полости пресс-шайбы выполнены сферическими. Разрезная передняя втулка заготовки имеет цилиндрическую центральную часть и концевые участки со скошенной поверхностью. Скошенная поверхность, обращенная к корпусу заготовки, выполнена в определенной зависимости от диаметра канала корпуса, а поверхность, обращенная в направлении прессования, - в зависимости от диаметра прессуемой трубы. Техническим результатом изобретения является повышение точности прессуемой трубы. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при горячем прессовании труб из труднодеформируемых металлов на прессах без прошивной системы.

Известно устройство для горячего прессования труб, содержащее оправку, покрытую смазкой, размещенную в заготовке с внутренним каналом, втулки, установленные по концам корпуса заготовки в зазоре между стенками канала корпуса и поверхностью оправки (А.С. SU N 1530278, 23.12.89, B 21 C 23/04) - прототип.

Данное устройство совпадает с заявленным устройством по следующим существенным признакам: устройство содержит оправку с хвостовиком, размещенную в заготовке с внутренним каналом, втулки, установленные по концам корпуса заготовки в зазоре между стенками канала корпуса и поверхностью оправки, и пресс-шайбу.

Благодаря размещению оправки в заготовке вне оси прессования обеспечивается возможность прессования заготовки, длина которой составляет 1/2 длины хода пресс-штемпеля. Кроме того, за счет установки втулок по концам корпуса осуществляется центрирование оправки в корпусе и предотвращается ее перегрев.

Недостатками известного устройства являются низкий выход годного из-за необходимости отделения части трубы с запрессованной в ней оправкой и большой расход оправок. Кроме того, не обеспечивается точное центрирование заготовки по оси прессования при технологических отклонениях длины корпуса и диаметра канала от расчетных значений, что также снижает выход годного.

Известна передняя втулка устройства для горячего прессования труб, выполненная в виде полого цилиндра с ровной наружной поверхностью, снабженная дном. Диаметр втулки соответствует диаметру канала корпуса заготовки, в котором она размещена (там же) - прототип.

Данная втулка совпадает с заявленной втулкой тем, что она выполнена в виде полого цилиндра.

Недостатком данной втулки является то, что она не гарантирует центрирование оправки и соответственно заготовки по оси прессования при технологических отклонениях длины корпуса и диаметра канала от расчетных значений.

Общей задачей, на решение которой направлены заявленные устройство для горячего прессования труб и его передняя втулка, является повышение выхода годного при прессовании труб из труднодеформируемых сплавов.

Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленной группы изобретений, является центрирование оправки и соответственно корпуса заготовки по оси прессования вне зависимости от точности выполнения размеров корпуса заготовки и канала в нем и как следствие повышение точности прессуемой трубы.

Кроме того, при осуществлении изобретения обеспечивается извлечение оправки из выпрессованной трубы, при этом увеличивается длина годной части трубы и сохраняется оправка. А также обеспечивается возможность меньшей вытяжки при прессовании и возможность исключения деформационного перегрева металла.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для горячего прессования труб, содержащем оправку, покрытую смазкой, размещенную в заготовке с внутренним каналом, втулки, установленные по концам корпуса заготовки в зазоре между стенками канала корпуса и поверхностью оправки, и пресс-шайбу, согласно изобретению пресс-шайба размещена на хвостовике оправки. В пресс-шайбе выполнена полость для замка соединения ее с пресс-штемпелем, причем торцевая поверхность полости пресс-шайбы выполнена выпуклой, а сопрягаемая с ней поверхность конца хвостовика оправки - вогнутой.

Размещение пресс-шайбы на хвостовике оправки и выполнение сопрягаемых поверхностей хвостовика оправки и пресс-шайбы сферическими обеспечивают возможность качания оправки относительно пресс-шайбы. С другой стороны, наличие в пресс-шайбе полости обеспечивает замковое соединение ее с пресс-штемпелем. Таким образом, в заявленном устройстве оправка имеет возможности соединения посредством замка с пресс-штемпелем и качания относительно пресс-штемпеля, что обеспечивает за счет регламентированных радиальных зазоров в замке центрирование пресс-шайбы и вместе с ней заднего конца оправки и корпуса заготовки по оси контейнера и исключает поломку оправки при несовпадении оси контейнера с осью пресс-штемпеля за счет сферических поверхностей сопряжения хвостовика оправки и торцевой поверхности пресс-шайбы. Таким образом достигается увеличение выхода годного.

Указанный технический результат достигается также тем, что в передней втулке устройства для горячего прессования труб, выполненной в виде полого цилиндра, согласно изобретению диаметр d₁ цилиндрической части равен или больше диаметра прессуемой трубы, и втулка снабжена двумя скошенными концевыми участками в виде усеченных конусов. Участок, обращенный к заготовке, имеет диаметр d₂ большего основания больше, чем диаметр d₃ канала заготовки, а диаметр d₄ меньшего основания меньше, чем диаметр d₃ канала заготовки. Другой участок со скошенной поверхностью, обращенный в направлении прессования, имеет диаметр большего основания равным диаметру d₁ цилиндрической части втулки, а диаметр меньшего основания d₅ меньше диаметра прессуемой трубы. При этом втулка выполнена разрезной.

Втулка может быть выполнена составной. Часть втулки со скошенной боковой поверхностью, обращенной к заготовке (малый конус), установлена в гнездо, выполненное в ответной части втулки.

За счет выполнения участка втулки, обращенного к заготовке, со скошенной поверхностью, с заданным соотношением диаметров участка втулки с диаметром канала заготовки, обеспечивается центрирование переднего конца оправки в канале заготовки даже при условиях технологических отклонений диаметра канала от конструктивно заданных независимо от величины этих отклонений. За счет выполнения участка втулки, обращенного в направлении прессования со скошенной поверхностью, с заданным соотношением диаметров участка втулки с диаметром прессуемой трубы, обеспечивается расположение оправки и соответственно корпуса заготовки по оси прессования. Выполнение втулки разрезной в совокупности с описанными выше признаками усиливает эффект центрирования переднего конца оправки и корпуса заготовки по оси матрицы и контейнера.

Выполнение передней втулки составной позволяет увеличить срок ее эксплуатации за счет исключения смятия всей втулки, и замены только малого конуса, размещаемого в отверстии корпуса заготовки.

Таким образом, заявленные изобретения достигают одного и того же технического результата - повышение точности центрирования оправки и соответственно корпуса заготовки по оси прессования, что обеспечивает точность прессуемых труб. Кроме того, за счет извлечения оправки по окончании прессования обеспечивается уменьшение длины отрезаемой части трубы и как следствие увеличение длины прессуемой трубы в 1,5 раза из заготовки такой же массы корпуса, что и в прототипе, при исключении поломки оправки при несоосности осей контейнера и пресс-штемпеля пресса.

Форма и размеры втулки, установленной на втором конце оправки у хвостовика, а также способ соединения ее с оправкой, являются "ноу-хау" заявленного изобретения.

В настоящей заявке на выдачу патента соблюдено требование единства изобретения, поскольку втулка составляет часть устройства, и заявленные изобретения решают одну и ту же задачу за счет достижения одного и того же технического результата при строгом неразрывном и взаимосвязанном выполнении всех существенных признаков заявленных устройства и его передней втулки.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 показано устройство перед загрузкой в контейнер пресса, на фиг. 2 - продольное сечение передней втулки.

Устройство (фиг. 1) содержит заготовку 1 с внутренним каналом 2, в котором установлена оправка 3 с хвостовиком 4, пресс-шайбу 5 с полостью 6, переднюю втулку 7, размещенную на переднем конце оправки, и заднюю втулку 8, размещенную на втором конце оправки у хвостовика 4.

Передняя втулка (фиг. 2) состоит из трех участков: центрального цилиндрического и концевых в виде усеченного конуса. Диаметр d₁ цилиндрического участка 9 равен или больше диаметра прессуемой трубы. Скошенный участок 10 втулки, обращенный к заготовке 1, имеет диаметр d₂ большего основания больше, а диаметр d₄ меньшего основания меньше, чем диаметр d₃ канала заготовки. Скошенный участок 12 втулки, обращенный в направлении прессования, имеет диаметр d₅ меньше диаметра прессуемой трубы. На втулке выполнен разрез 13. Втулка выполнена составной из двух частей: малого конуса 14, установленного в гнездо 15 ответной части 16 втулки.

Заготовка прессуется следующим образом.

Перед прессованием соединяют оправку 3 с пресс-шайбой 5 посредством хвостовика 4, устанавливают на оправку заднюю втулку 8, вне линии прессования устанавливают в канале 2 заготовки 1 оправку 3, надевают на оправку переднюю втулку 7 с размещением втулки 7 в канале 2. Заготовку подают податчиком 18 на ось прессования, подают пресс-штемпель с хвостовиком 19 в полость 6 пресс-шайбы 5, соединяют их в замок и затем осуществляют прессование. При этом в начальный момент передняя втулка 7 входит в матрицу 20, центрируя оправку 3 и заготовку в контейнере 17 по оси прессования.

Процесс распрессовки происходит в условиях точного центрирования оправки 3 и заготовки 1 по оси контейнера 17 и оси матрицы 20.

В начальный момент прессования передний торец трубы сталкивает втулку 7 с оправки, и осуществляется прессование трубы. После выпрессовки трубы оправка 3 извлекается из трубы, задняя втулка 8 остается в пресс-остатке.

Использование устройства и ее передней втулки предлагаемой конструкции позволяет повысить точность прессуемой трубы и увеличить ее длину и тем самым повысить выход годного.

Кроме этого, заявленные объекты имеют дополнительные достоинства: - извлечение оправки из выпрессованной трубы и сохранение ее, - увеличение длины годной части трубы за счет извлечения оправки, - возможность меньшей вытяжки при прессовании за счет увеличения длины годной трубы.

- исключение деформационного перегрева металла, - многократность использования передней втулки за счет замены смятого малого конуса.

Формула изобретения

1. Устройство для горячего прессования труб, содержащее оправку, покрытую смазкой, размещенную в заготовке с внутренним каналом, втулки, установленные по концам корпуса заготовки в зазоре между стенками канала корпуса и поверхностью оправки, и пресс-шайбу, отличающееся тем, что пресс-шайба размещена на хвостовике оправки, в которой выполнена полость для замка соединения ее с пресс-штемпелем, причем торцевая поверхность полости пресс-шайбы выполнена выпуклой, а сопрягаемая с ней поверхность конца хвостовика оправки - вогнутой.

2. Передняя втулка устройства для горячего прессования труб, выполненная в виде полого цилиндра, отличающаяся тем, что диаметр цилиндрической части втулки равен или больше диаметра прессуемой трубы, втулка снабжена двумя скошенными концевыми участками, один из которых, обращенный в направлении прессования, имеет диаметр меньшего основания меньше диаметра прессуемой трубы, а другой, обращенный к заготовке, имеет диаметр большего основания больше, а диаметр меньшего основания меньше, чем диаметр канала заготовки, при этом втулка выполнена разрезной.

3. Передняя втулка по п.2, отличающаяся тем, что выполнена составной, при этом часть втулки со скошенной боковой рабочей поверхностью, обращенной к заготовке, установлена в гнездо, выполненное в ответной части втулки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2