установка для штамповки труб сложной конфигурации взрывом

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ ШТАМПОВКИ ТРУБ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ ВЗРЫВОМ, содержащая смонтированные на основании силовую раму, цилиндрическую матрицу, состоящую из двух полуматриц, одна из которых установлена с возможностью перемещения относительно второй полуматрицы, а также механизм перемещения подвижной полуматрицы и механизм запирания матрицы, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительной матрицей, выполненной аналогично основной и оснащенной механизмом перемещения ее подвижной полуматрицы, механизмом вращения основной и дополнительной матриц и двумя неприводными патронами, расположенными на верхней части силовой рамы с возможностью вращения, подвижная полуматрица каждой матрицы выполнена со скосом в верхней части и высотой, меньшей высоты неподвижной полуматрицы, которая жестко закреплена в соответствующем патроне, а механизм запирания выполнен в виде каната, размещенного на цилиндрических поверхностях матриц, и связанного с ним канатоукладчика с винтовым приводом, установленного с возможностью перемещения от упомянутого привода и выполненного в виде рамы со смонтированными на ней двумя холостыми направляющими роликами, связанными между собой двумя серьгами, силового цилиндра и соединенного с ним натяжного ролика.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при импульсной штамповке труб сложной конфигурации (многогранных, переменного сечения и т.д.).

Известно устройство для импульсной штамповки трубчатых деталей, содержащее смонтированную на основании разъемную матрицу с передающей средой и зарядом взрывчатого вещества [1].

Недостатком известного устройства является низкая производительность из-за необходимости полного демонтажа оснастки при смене заготовки.

Известно устройство для раздачи труб взрывом, которое содержит разъемную матрицу, соосно установленную с ней камеру взрыва и размещенный в ней заряд взрывчатого вещества с системой возбуждения взрыва [2].

Недостатком этого устройства является помимо низкой производительности недостаточная безопасность, так как существует проблема надежного запирания матрицы.

Известна установка для штамповки труб сложной конфигурации взрывом, содержащая смонтированные на основании силовую раму, цилиндрическую матрицу, состоящую из двух полуматриц, одна из которых установлена с возможностью перемещения относительно другой полуматрицы, а также механизм перемещения подвижной полуматрицы и механизм запирания матрицы [3].

Однако в технологии штамповки взрывом существует основное противоречие - между малым временем деформирования, исчисляемым миллисекундами, и значительным вспомогательным временем, составляющим минуты и десятки минут, т. е. время штамповки на 2-3 порядка ниже вспомогательного времени. Из-за этого установки имеют низкую производительность.

Задача изобретения - разработать такое устройство, которое имело бы высокую производительность и простой механизм запирания матриц.

Это достигается тем, что предлагаемая установка снабжена дополнительной матрицей, выполненной аналогично основной и оснащенной механизмом перемещения ее подвижной полуматрицы, механизмом вращения основной и дополнительной матриц и двумя неприводными патронами, расположенными на верхней части силовой рамы с возможностью вращения. Подвижная полуматрица каждой матрицы выполнена со скосом в верхней части и высотой, меньшей высоты неподвижной полуматрицы, которая закреплена в соответствующем патроне. Механизм запирания выполнен в виде каната, размещенного на цилиндрических поверхностях матриц и связанного с ним канатоукладчика с винтовым приводом, установленного между матрицами с возможностью перемещения от упомянутого привода и выполненного в виде рамы со смонтированными на ней двумя холостыми направляющими роликами, связанными между собой двумя серьгами, силового цилиндра и соединенного с ним натяжного ролика.

Использование в установке двух идентичных матриц позволяет штамповать трубы в каждой матрице поочередно, совмещая при этом вспомогательные операции. Такое выполнение значительно повышает производительность установки.

Использование неприводного патрона для крепления матрицы в верхней части избавляет от операции центрирования матрицы, что особенно важно при производстве труб большой длины.

Подвижная полуматрица выполнена короче неподвижной и имеет в верхней части скос для возможности ее наклона, что упрощает процесс смены заготовок. При этом зазор между торцами неприводного патрона и наклоняемой матрицы остается примерно постоянным.

Выполнение механизма запирания матриц в виде канатоукладчика, перематывающего канат с одной матрицы на другую с заданным усилием, позволяет надежно и просто (без всяких дополнительных сооружений типа бассейна, бандажных колец с системами их зажима и т.п.) плотно запирать матрицу.

Усилие, с которым канат наматывается на матрицу, определяется силовым гидроцилиндром канатоукладчика. Так как силовой гидроцилиндр связан с натяжным роликом, то усилие может изменяться в зависимости от положения натяжного ролика и передаваться на направляющие канатоукладчика. Чтобы этого не происходило, на раме канатоукладчика установлены два холостых направляющих ролика. При этом усилие натяжного каната остается постоянным, заранее обоснованным, не зависит от положения натяжного ролика и полностью замыкается на раме канатоукладчика.

На фиг. 1 представлена установка, общий вид; на фиг. 2 - канатоукладчик.

Установка для штамповки труб сложной конфигурации взрывом состоит из двух цилиндрических матриц 1, размещенных на основании 2, механизма вращения матриц 3 и механизма запирания матриц, включающего канат 4 и канатоукладчик 5, и механизма перемещения подвижных частей матриц, состоящего из механизма 6 зажима и механизма 7 отвода подвижной полуматрицы.

Каждая цилиндрическая матрица 1 состоит из двух частей: неподвижной 8, жестко закрепленной в неприводном патроне 9, который вращается в роликах, расположенных на верхней части силовой рамы установки (на рисунке не показано), и подвижной 10. На неприводном патроне 9 расположен управляемый от гидропривода стопор 11, удерживающий подвижную полуматрицу 10 в рабочем положении перед намоткой (смоткой) каната 4 на матрицу (с матрицы).

Канат 4 механизма запирания матриц размещен на цилиндрической поверхности матрицы 1 в контакте с канатоукладчиком 5, который установлен между матрицами с возможностью перемещения посредством винтового привода 12.

Канатоукладчик 5 имеет силовой цилиндр 13, соединенный с натяжным роликом 14, и два холостых направляющих ролика 15, установленных на раме 16 канатоукладчика и скрепленных между собой двумя серьгами.

Перед началом работы трос намотан, например, на левую матрицу 1. Посредством наклона подвижной полуматрицы 10 открывают правую матрицу. С помощью механизма 7 отвода в раскрытую матрицу устанавливают заготовку - цилиндрическую трубу. Перед закладкой в матрицу внутри заготовки на ее нижнем торце размещаю герметичную пробку и заряд взрывчатого вещества. Затем матрицу с заготовкой закрывают с помощью механизма 6 зажима и удерживают ее в вертикальном положении с помощью стопора 11, освобождая при этом зажим, и заполняют заготовку передающей средой, например водой (на чертеже не показано).

После сборки матрицы выполняют ее запирание, для чего включают силовой гидроцилиндр 13 канатоукладчика 5 и механизм вращения матриц 3. При этом происходит перематывание каната 4 с левой матрицы на правую с заданным усилием посредством винтового привода 12.

После окончания намотки троса на цилиндрическую поверхность правой матрицы механизм вращения 3 отключают.

Затем инициируют взрыв заряда взрывчатого вещества, под действием которого заготовка приобретает заданную форму.

Открывают левую матрицу 1 и устанавливают в нее заготовку с размещенным в ней зарядом взрывчатого вещества. Закрывают матрицу и производят запирание этой матрицы посредством перемотки каната с правой матрицы на левую.

Открывают правую матрицу и извлекают из нее готовую трубу. На ее место помещают новую заготовку и повторяют весь цикл работ по подготовке матрицы и взрывают. Инициируют взрыв заряда взрывчатого вещества в левой матрице. Перематывают канат на правую матрицу и взрывают и т.д.

При повторных циклах работы происходит перекрытие подготовленных операций (слив и наполнение передающей средой, закладка взрывчатого вещества), что сокращает вспомогательное время и увеличивает производительность установки.