способ изготовления угольника и устройство для его осуществления
Классы МПК: | B21D9/00 Гибка труб с помощью оправок и тп B21D35/00 Комбинированные способы обработки металлов, связанные с видами обработки, отнесенными к группам 1/00 B21C37/28 изготовление патрубков соединения труб, например U-образных |
Автор(ы): | Мусаев Р.М. |
Патентообладатель(и): | Мусаев Ризван Магомедович |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-10-09 публикация патента:
10.10.2002 |
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам гибки трубчатых заготовок, совмещенной с вытяжкой, и может быть использовано при изготовлении крутоизогнутых угольников в различных отраслях машиностроения. Сущность изобретения заключается в устранении операции раздачи трубчатого полуфабриката, полученного при гибке путем обеспечения возможности получения не только угла, но и требуемой торовидной формы угольника в самом устройстве для гибки. Для этого применяют жесткий подпор наиболее нагруженной части трубчатой заготовки на всем протяжении процесса гибки, а фиксацию заготовки в направлении, перпендикулярном плоскости изгиба, осуществляют по внутреннему диаметру. На одном из дорнов устройства для гибки угольника выполнен профилированный выступ, на другом соответствующий паз, одна из гибочных оправок закреплена в неподвижном корпусе, а другая гибочная оправка установлена на направляющей типа "ласточкин хвост" на швелерообразной раме, которая, в свою очередь, шарнирно связана с неподвижным корпусом по схеме "ухо-вилка". Повышается производительность за счет совмещения двух операций и снижается себестоимость изготовления. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
1. Способ изготовления угольника, включающий операции размещения трубчатой заготовки в двух металлических оправках гибочного устройства, оснащенных дорнами с обеспечением охвата заготовки по всей длине по наружному и внутреннему диаметрам, гибку центральной части заготовки путем взаимного разворота оправок с дорнами относительно оси, отстоящей от наружного диаметра трубчатой заготовки на расстояние, составляющее одну-две толщины заготовки, с фиксацией заготовки в направлении, перпендикулярном плоскости гиба, отличающийся тем, что гибку осуществляют с жестким подпором наиболее нагруженной части трубчатой заготовки, соответствующей в поперечном сечении центральному углу 50-80o, а фиксацию заготовки в направлении, перпендикулярном плоскости гиба, производят по внутреннему диаметру трубчатой заготовки. 2. Устройство для изготовления угольника, содержащее гибочные оправки с одинаковыми диаметрами рабочих полостей, на которых выполнены скосы под углом, равным половине угла гиба, дорны и шарнирный узел, ось вращения которого отстоит от диаметра рабочей полости оправки на расстояние, составляющее одну-две толщины трубчатой заготовки, отличающееся тем, что рабочая часть одного из дорнов на длине, равной трем его диаметрам, выполнена в виде профилированного выступа шириной, составляющей 42-62% диаметра дорна, рабочая часть другого дорна на длине, равной трем его диаметрам, выполнена в виде профилированного паза, сопрягаемого с выступом первого дорна, оправка с дорном, на рабочей части которого выполнен выступ, закреплена в неподвижном корпусе, оправка с дорном, на рабочей части которого выполнен паз, установлена на продольных направляющих типа "ласточкин хвост" швелерообразной рамы и подсоединена к гидроцилиндру возвратно-поступательного движения, закрепленного на раме.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовления угольников различных трубопроводных систем в машиностроении, а также в системах тепло-водо-газоснабжения в строительстве. Известен способ изготовления угольника, включающий операции изгиба трубчатой заготовки со скошенными торцами вталкиванием в жесткую матрицу с одновременным приложением давления к внутренней поверхности [1]. Недостатком известного способа являются ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что по данному способу возможно изготовить только угольники с относительным внутренним радиусом гиба центрального торовидного участка![способ изготовления угольника и устройство для его осуществления, патент № 2190491](/images/patents/280/2190491/2190491-2t.gif)
![способ изготовления угольника и устройство для его осуществления, патент № 2190491](/images/patents/280/2190491/2190491-3t.gif)
где rвн - внутренний радиус изгиба центрального торовидного участка, м,
d - диаметр окружности исходной трубчатой заготовки. Другим недостатком известного способа является большая себестоимость изготовления угольника, обусловленная тем, что:
а) для осуществления процесса необходим специализированный пресс типа ПГФ П 20/100, имеющий два равнозначных по мощности силовых привода, работающих встречно и обладающих большим ходом, а также необходим мощный привод для предотвращения раскрытия стыка полуматриц;
б) для получения угольника одного диаметра, но с разными углами гиба, необходимо изготовить отдельный штамп. Известно устройство для гибки крутоизогнутых патрубков проталкиванием, содержащее разъемные матрицу и контейнер, а также составную оправку из идентичных по форме и размерам направляющей и формообразующей частей в виде усеченных цилиндров с глухими отверстиями под соединительные элементы в наклонных торцовых плоскостях частей оправки, при этом оси отверстий параллельны оси направляющей части ее, упомянутые торцовые плоскости расположены под углом к поперечным сечениям частей оправки, равным половине угла гиба [2]. На указанном устройстве можно получать угольники с относительным внутренним радиусом
![способ изготовления угольника и устройство для его осуществления, патент № 2190491](/images/patents/280/2190491/2190491-4t.gif)
![способ изготовления угольника и устройство для его осуществления, патент № 2190491](/images/patents/280/2190002/8804.gif)
а) большая трудоемкость, связанная с разборкой и сборкой приспособления и вытаскивания оправок из готовой детали;
б) практически невозможно получать угольники с углом гиба более 60o из-за потери устойчивости и гофрообразования в зоне передачи усилия, а в промышленности большую долю составляют угольники, согнутые на 90o. Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ изготовления угольника из трубчатой заготовки, включающий операции размещения заготовки в двух металлических оправках гибочного устройства, оснащенных дорнами с обеспечением охвата заготовки по всей длине по наружному и внутреннему диаметрам, гибку центральной части заготовки путем взаимного разворота оправок с дорнами относительно оси, отстоящей от наруженего диаметра трубчатой заготовки на расстояние, составляющее одну-две толщины заготовки, с фиксацией заготовки в направлении, перпендикулярном плоскости гиба [3]. Там же описано устройство для осуществления способа, содержащее приводные оправки с одинаковыми диаметрами рабочих полостей, на которых выполнены скосы под углом, равным половине угла гиба, дорны и шарнирный узел, ось вращения которого расположена от диаметра рабочих полостей оправки на расстоянии, составляющем одну-две толщины трубчатой заготовки. Известному способу присущи следующие недостатки:
а) для формообразования угольника необходимо выполнить две операции-гибку и сплющивание центральной части заготовки для получения требуемого угла гиба и последующую раздачу сплющенной части для получения торовидной формы угольника. Затраты времени на изготовление угольника складываются из затрат времени на выполнение следующих десяти переходов:
1. Получение штучной заготовки из длиномерной трубчатой заготовки. 2. Установка штучной заготовки в оправках с выставлением ее кососрезанной части относительно плоскости гиба. 3. Установка оправок в сборе с заготовкой в гибочном приспособлении. 4. Фиксация наружного диаметра заготовки в направлении, перпендикулярном плоскости изгиба. 5. Гибка и сплющивание центральной части заготовки. 6. Разборка гибочного приспособления и удаление из нее оправок в сборе с согнутым угольником. 7. Съем угольника из оправок. 8. Установка угольника в оснастке для раздачи. 9. Раздача сплющенной части угольника до торовидной формы. 10. Разборка оснастки для раздачи и съем угольника. б) для осуществления указанных операций требуется три наименования оснастки:
3. Гибочное приспособление. 2. Приспособление для съема угольника из оправок. 3. Оснастка и пресс для гидрораздачи. Поэтому необходимость большого количества переходов и оснастки в операциях изготовления угольника по известному способу уменьшает производительность и увеличивает себестоимость изготовления угольника. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является совмещение операций при изготовлении угольника. Технический результат, получаемый при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в повышении производительности и снижении себестоимости изготовления угольника. Для решения поставленной задачи в известном способе изготовления угольника, включающем операции размещения трубчатой заготовки в двух металлических оправках гибочного устройства, оснащенных дорнами с обеспечением охвата заготовки по всей длине по наружному и внутреннему диаметрам, гибку центральной части заготовки путем взаимного разворота оправок с дорнами относительно оси, отстоящей от наружного диаметра заготовки на расстояние, составляющее одну-две ее толщины с фиксацией заготовки в направлении, перпендикулярном плоскости гиба, гибку осуществляют с жестким подпором наиболее нагруженной части трубчатой заготовки, соответствующей в поперечном сечении центральному углу 50-80o, а фиксацию заготовки в направлении, перпендикулярном плоскости гиба, производят по внутреннему диаметру трубчатой заготовки. Для осуществления способа в известном устройстве для гибки угольника, содержащем приводные оправки с одинаковыми диаметрами рабочих полостей, на которых выполнены скосы под углом, равным половине угла гиба, дорны и шарнирный узел, ось вращения которого расположена от диаметра рабочей полости оправки на расстояние, составляющее одну-две толщины трубчатой заготовки, рабочая часть одного из дорнов на длине, равной трем его диаметрам, выполнена в виде профилированного выступа шириной, составляющей 42-62% диаметра дорна, рабочая часть другого дорна на длине, равной трем его диаметрам, выполнена в виде профилированного паза, сопрягаемого с выступом первого дорна, оправка с дорном, на рабочей части которого выполнен выступ, закреплена в неподвижном корпусе, оправка с дорном, на рабочей части которого выполнен паз, установлена на продольных направляющих типа "ласточкин хвост" швелерообразной рамы и подсоединена к гидроцилиндру возвратно-поступательного движения, закрепленного на раме. Жесткий подпор наиболее нагруженной части трубчатой заготовки с помощью дорна, на которой выполнен профилированный выступ, позволяет одновременно получить при гибке и требуемую торовидную поверхность угольника, устраняя сплющивание центральной части заготовки. Соответственно отпадает необходимость в выполнении трех переходов из вышеперечисленного списка, а именно переходов 8, 9 и 10. Фиксация заготовки по внутреннему диаметру трубчатой заготовки в направлении, перпендикулярном плоскости изгиба, с помощью дорна, на котором выполнен профилированный паз, позволяет отказаться от перехода 4. При использовании предлагаемого изобретения представляется возможным производить гибку угольника на конце длиномерной заготовки. Указанное обстоятельство в сочетании с тем, что в предлагаемом устройстве оправка с дорном, на котором выполнен паз, установлена на продольных направляющих типа "ласточкин хвост" рамы и подсоединена к гидроцилиндру возвратно-поступательного движения, позволяет исключить переходы 2, 3, 6, и 7 из вышеприведенного списка переходов изготовления угольника по известному способу. Соответственно отпадает необходимость в оснастке для раздачи сплющенной части и в приспособлении для съема угольника из оправок. Все перечисленные преимущества предлагаемого способа и устройства для его осуществления по сравнению с известным способом позволяют снизить количество переходов при изготовлении угольника с десяти до двух, уменьшить количество оснастки и, в конечном счете, существенно увеличить производительность и снизить себестоимость изготовления угольника. На фиг. 1 схематически показано положение заготовки и устройства перед началом гибки угольника; на фиг.2 - то же в момент завершения гибки; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б фиг.1. Устройство содержит оправки 1 и 2, диаметры рабочих полостей которых одинаковы и соответствуют наружному диаметру трубчатой заготовки 3 (с учетом плюсового допуска на диаметр последней). На нижней плите 4 неподвижно закреплен корпус 5 штифтами 6 и болтами 7. В отверстии корпуса 5 установлена по скользящей посадке оправка 1 и закреплена от продольных перемещений по торцу корпуса болтами (не показано). На корпусе 5 выполнены проушины 8 и 9 (фиг. 4). На расстоянии от диаметра рабочей полости оправки, составляющем одну-две толщины трубчатой заготовки, на проушинах выполнены отверстия, в которые запрессованы втулки 10, 11, 12 и 13. На фиг.3 и 4 это расстояние обозначено "а". Ось отверстия задает положение оси вращения шарнира и соответственно положение оси гиба. Конкретное значение размера "а" из вышеуказанного диапазона определяется в зависимости от материала заготовки и анизотропии ее механических свойств, а также допускаемым по эксплуатационным и другим соображениям минимальным внутренним радиусом гиба угольника. На швелерообразной раме 14 закреплена продольная направляющая 15 типа "ласточкин хвост". На оправке 2 выполнен паз типа "ласточкин хвост", размеры которого соответствуют размерам направляющей 15 (фиг.3), что обеспечивает возможность продольного возвратно-поступательного движения оправки 2 относительно направляющей 15. На раме 14 выполнены проушины 16 и 17 (фиг.3) с отверстиями, ось которых расположена от диаметра рабочей полости оправки на расстояние, составляющее одну-две толщины трубчатой заготовки. В отверстия проушин 16 и 17 запрессованы втулки 18 и 19. Рама 14 шарнирно соединена с корпусом 5 при помощи осей 20 и 21. Основными формообразующими элементами устройства являются дорны 22 и 23, диаметры которых одинаковы и соответствуют внутреннему диаметру трубчатой заготовки 3 (с учетом минусового допуска на диаметр последней). Рабочая часть дорна 22 на длине, составляющей примерно три диаметра дорна (местный вид 1 фиг.1), выполнена в виде профилированного выступа. Радиус профилирования Rп примерно равен диаметру рабочего проема оправки 1, а ширина выступа "b" (фиг.4) составляет 42-62% от диаметра дорна. Рабочая часть дорна 23 на длине, составляющей примерно три диаметра дорна, выполнена в виде профилированного паза, сопрягаемого с выступом дорна 22. Радиус профилирования дорна 23 до фрезеровки паза также примерно равен диаметру трубчатой заготовки. Ширина выступа (паза) в основном определяется конструктивной прочностью профилированных элементов дорна 23. Малые значения ширины выступа, близкие к 42% от диаметра дорна, рекомендуются для дорнов, имеющих диаметры 15-20 мм, большие значения ширины дорна, близкие к 62% от диаметра дорна, рекомендуются для дорнов, диаметр которых превышает 50 мм. Для промежуточных значений диаметров дорна рекомендуется выбирать значения ширины выступа (паза) линейной интерполяцией. Ширина выступа b геометрически определяет и центральный угол
![способ изготовления угольника и устройство для его осуществления, патент № 2190491](/images/patents/280/2190018/945.gif)
b=do sin (
![способ изготовления угольника и устройство для его осуществления, патент № 2190491](/images/patents/280/2190018/945.gif)
где do - внутренний диаметр трубчатой заготовки, м;
![способ изготовления угольника и устройство для его осуществления, патент № 2190491](/images/patents/280/2190018/945.gif)
при значении: b/do=0,42
![способ изготовления угольника и устройство для его осуществления, патент № 2190491](/images/patents/280/2190018/945.gif)
![способ изготовления угольника и устройство для его осуществления, патент № 2190491](/images/patents/280/2190018/945.gif)
![способ изготовления угольника и устройство для его осуществления, патент № 2190491](/images/patents/280/2190491/8856.gif)
![способ изготовления угольника и устройство для его осуществления, патент № 2190491](/images/patents/280/2190002/8226.gif)
![способ изготовления угольника и устройство для его осуществления, патент № 2190491](/images/patents/280/2190491/8856.gif)
![способ изготовления угольника и устройство для его осуществления, патент № 2190491](/images/patents/280/2190002/8226.gif)
![способ изготовления угольника и устройство для его осуществления, патент № 2190491](/images/patents/280/2190491/8856.gif)
![способ изготовления угольника и устройство для его осуществления, патент № 2190491](/images/patents/280/2190002/8226.gif)
![способ изготовления угольника и устройство для его осуществления, патент № 2190491](/images/patents/280/2190491/8856.gif)
![способ изготовления угольника и устройство для его осуществления, патент № 2190491](/images/patents/280/2190002/8226.gif)
![способ изготовления угольника и устройство для его осуществления, патент № 2190491](/images/patents/280/2190002/8226.gif)
![способ изготовления угольника и устройство для его осуществления, патент № 2190491](/images/patents/280/2190002/8226.gif)
![способ изготовления угольника и устройство для его осуществления, патент № 2190491](/images/patents/280/2190002/8226.gif)
1. Сапожников В.М. и др. Интенсификация технологических процессов формообразования деталей из труб. - М.: Машиностроение, 1995, с. 151. 2. Арзамасцев Л.И. Устройство для гибки крутоизогнутых патрубков проталкиванием. Авт. св. СССР 1430134. Заявлено 13.01.86, 4026206/25-27, опубл. 15.10.88 г., БИ 38. 3. Мусаев P.M. Способ изготовления угольника. Патент РФ 2152283, В 21 D 9/00, В 21 D 35/00, В 21 С 37/28. Заявл. 23.03.98 г., 98105377/02, опубл. 10.07.2000, БИ 19.
Класс B21D9/00 Гибка труб с помощью оправок и тп
Класс B21D35/00 Комбинированные способы обработки металлов, связанные с видами обработки, отнесенными к группам 1/00
Класс B21C37/28 изготовление патрубков соединения труб, например U-образных