Способ резки тонкостенных труб и устройство для его осуществления

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 В 23 D 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /ц

i К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3837877/3 1-27 (22) 02.01.85 (46) 23.03.88. Бюп. М - 11 (71) Белорусский политехнический институт (72) И.Г.Добровольский, В.К.Жикленков, И.Г.Камилова и А.В.Степаненко (53) 62 1.961 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1007860, кл. В 23 D 21/00, 1981. (54) СПОСОБ РЕЗКИ ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩБСТВЛЕШ(Я (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в заготовительном производстве машиностроительных предприятий для резки тонкостенных труб на заготовки. Цель изобретения — повышение качества получаемых заготовок за счет улучшения качества поверхно1382599 сти разделения и снижения коробления стенок трубы. Указанная цель достигается тем, что в зоне резки обеспечивают жесткую схему напряженного состояния за счет двухосного растяжения, для чего н трубу вводят пуансон с втулкой 12 из эластичного материала, оснащенной по торцам конусообразными шайбами 13 и 14, и деформируют (сжимают) ее. При жесткой схеме напряженного состояния разрушение носит хрупкий характер, что предотвращает утяжину материала и образование заусенца. Разрушающее усилие приклаИзобретение относится к обработке металлов давлением и может быть ис— пользовано н заготовительном производстве машиностроительных предприя5 тий для резки тонкостенных труб на мерные заготовки.

Цель изобретения — повышение качества получаемых заготовок за счет улучшения качества поверхности разде- 10 ления и снижения коробления стенок трубы.

На фиг. 1 изображено устройство для резки тонкостенных труб, общий вид и разрезе; на фиг. 2 — сечение

А-А на фиг.1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг.4 — сечение В-В на фиг. 1.

Устройство для резки тонкостенных труб содержит плиту 1 с установлен- 2р ной в ней обоймой 2, н которой расположен неподвижный втулочный нож 3.

Подвижный нтулочный нож, выполненный в ниде подшипника, состоит из внутреннего кольца 4, связанного посредством роликов 5 с наружным кольцом 6.

Через держатели 7 с пальцем 8 подвиж" ный втулочный нож соединен с диском приводимым во вращение внутренним диском 10 муфты обгона, соединенным Зб с наружным диском 11.

Пуансон устройства состоит из эла стичной, например, полиуретановой, втулки 12, снабженной по торцам конусообразными шайбами 13 и 14, при- 35 чем шайба 14 соединена с жесткой дывают поднижным нтулочным ножом, выполненным в виде подшипника, при его прижатии к поверхности трубы, размещенной в неподвижном нтулочном ноже 3. Возникающее при этом дополнительное давление эластичного материала втулки 12 на стенки трубы вдоль линии реза будет переменным. Это обеспечивает изгиб разрезанных кромок и ориентацию разрушающей трещины по толщине стенки так, что получаемая поверхность среза будет гладкой и перпендикулярной оси трубы.

2 с.п.ф-лы, 4 ил. втулкой 15, а шайба 13 — с оправкой

16, которая крепится к каретке 17, расположенной внутри полэушки 18 на направляющих 19. Ползушка 18 установлена на плите 20, в которой имеются прорези для клиньев 21 и 22. Клин 23 расположен между клиньями 21 и 22.

Клинья и рейка 24 закреплены на верхней плите 25.

Устройство для резки труб работает следующим образом.

В исходном положении плита 25, клинья 21 — 23, рейка 24 находятся в верхнем положении, ползушка 18 отведена влево.Разрезаемую трубу вводят в установленные соосно подвижный и неподнижный втулочные ножи. В исходном положении палец 8 держателя 7 находятся в углублении копира 26.

После этого включают пресс, полэун пресса с закрепленной верхней плитой опускаются. Клинья 21 и 22 наклонными участками рабочей поверхности перемещают ползушку 18, несущую пуансон, вправо, обеспечивая ввод пуансона в разрезаемую трубу, после чего в контакт с ползушкой 18 вступают вертикальные участки клиньев 21 и 22 и при дальнейшем ходе вниз осуществляется выстой ползушки

18. При остановке ползушки 18 клин

23 вступает в контакт с кареткой 17, связанной с оправкой, и наклонным участком рабочей поверхности перемещает ее влево относительно ползушки.

1382599

18, в результате чего эластичная втулка 12 пуансона сжимается между конусообразньп»»» шайбами 13 и 14. При этом происходит раздача эластичной

5 втулки.

Конусообразные шайбы не жестко установлены в углублениях втулки 12, что обеспечивает свобоцное перемещение эластичного материала относитель- 1р но их поверхности. Конусообразная форма шайб обеспечивает движение обжимаемого эластичного материала втулки 12 одновременно в радиальном н осевом направлениях. 15

Деформируемая втулка 12 давит на стенки трубы, создавая в них радиальные растягивающие напряжения, и одновременно вследствие выполнения условия сохранения объема деформируемый эластичньп» материал вытекает в зазор между кромками шайб и стенками трубы.

Силы трения между стенками трубы и текущим материалом втулки 12 созцают в трубе растягивающие напряжения. 25

При вступлении в контакт с кареткой 17 вертикального участка клина

23 осуществляется выстой каретки 17.

В то же время рейка 24, установленная на верхней плите 25, вступает в контакт с наружным кольцом 11 муфты обгона и сообщает ей вращательное движение, которое через внутреннее кольцо 1О передается диску 9 и далее через держатели 7 — подвижному втулочному ножу. Палец 8, выходя из уг35 лубления копира 26 при повороте держателей 7, смещает их вместе с подвижным втулочным ножом. Подвижный втулоч»»ьп» нож, смещаясь перпендикулярно поверхности трубы, давит внутренним кольцом 4 на стенку трубы.

В плоскости сдвига труба с эластичной втулкой обжимаются с двух сторон диаметрально противоположными кром- 45 ками двух втулочных ножей. Причем давление по периметру обжатой трубы распределяется неравномерно, достигая максимума в точках, касательные к которым перпендикулярны направлению

50 смещения подвижного втулочного ножа.

Поц кромками ножей в зонах максимального давления появляются скалывающие трещины. Материал эластичной втулки 12, находящийся под предварительным напряжением, к которому добавляется переменное по периметру напряжение обжатия втулочными ножами, давит на свободные стенки, вызывая их изгиб, в результате чего происходит дальнейшее распространение трещины по периметру вдоль режущих кромок до ее затухания в области малых давле»»»»»». Длина лин»п» разреза зависит в начальньп» момент от величины смещения подвижного втулочного ножа, его внутреннего диаметра и от степени предварительного обжатия эластичной втулки.

Под действием осевых растягивающих напряжений перерезанные волокна смещаются от торцовой поверхности втулочных ножей, не вступая с ними в контакт.

По мере вращения диска 9 область максимального осевого смещения втулочного ножа в сторону трубы, а следо вательно, и очаг максимального давления на стенки перемещаются по всему периметру трубы.

Характер движений наружного 6 и внутреннего 4 колец подвижного втулочного ножа различный. Наружное кольцо 6 вращается вместе с диском 9 вокруг трубы и одновременно смещается относительно ее оси по ходу вращения, совершая обкатку периметра с вращением. Силы трения, возникающие при прижатии внутреннего кольца 4 к стенкам трубы в результате его осевого смещения, препятствуют его вращению вокруг трубы. Таким образом, внутреннее кольцо 4 обкатывает с прижимом периметр трубы без вращения и, следовательно, без скольжения относитель»»с ее стенок, что достигается благодаря наличию роликов 5 между двумя кольцами подвижного втулочного ножа.

Отделение трубчатой заготовки осуществляется при распространении трещины разрушения по всему периметру трубы.

При начальном участке хода ползуна пресса вверх ползушка 18 с пуансоном остаются неподвиж»»ь»ми. Рейка

24 выходит из зацепления с наружным кольцом 11 муфты обгона, при этом кольцо 10 остается неподвижным. При дальнейшем ходе вверх каретка 17, контактируя с наклонным участком клина 23, перемещается вправо и ос— лабляет втулку. После этого в контакт с ползушкой 18 вступают наклонные участки клиньев 21 и 22, смещая ее влево и обеспечивая тем самым вывод пуансона. При остановке ползуна прес1382599

20 19 78 17 y 1Р

Фиг.2

6 Б

-гз

21

22

17

18

19

20 фиг.3 са в верхней точке отрезанную заготовку удаляют.

Ф о р м у л а и з î 6 р е т е н и я

1. Способ резки тонкостенных труб на заготовки, включающий установку трубы в отверстие наружного инструмента, введение в разрезаемую трубу пуансона с эластичной втулкой, деформацию трубы со стороны внутренней ее поверхности эластичной втулкой и последующее отделение заготовки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества получаемых заготовок эа счет улучшения качества поверхности разделения и снижения коробления стенок трубы, деформацию трубы со стороны внутренней ее поверхности осуществляют в пределах упругих деформаций в радиальном и осевом ее направлениях, а отделение заготовки осуществляют путем обжатия трубы в двух диаметральных и противоположных относительно плоскости реза зонах при их последовательном смещении по периметру трубы с приложением переменной по периметру зоны деформирования распределенной нагрузки.

2. Устройство для резки тонкостенных труб на заготовки, содержащее плиту, пуансон, выполненный в виде

5 оправки с установленными на ней эластичной и жесткой втулками, механизм осевого перемещения пуансона, механизм сжатия эластичной втулки пуансона, включающий два ограничителя, и

1О наружный инструмент, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что наружный инструмент выполнен в виде неподвижного втулочного ножа, смонтированного на плите, подвижного втулочного ножа выполненного в виде подшипника, и приводного диска, смонтированного на плите соосно оси подачи разрезаемой трубы с возможностью вращения, при этом плита выполнена с копирным па2О зом, подвижный нож соединен с диском посредством диаметрально расположенных держателей и связан с плитой посредством пальца, закрепленного на одном иэ держателей с возможностью

25 взаимодействия с поверхностями копирного паза, а ограничители механизма сжатия эластичной втулки выполнены в виде шайб в форме усеченных конусов, обращенных одна к другой мень3О шими основанИями.

1 382 599

Составитель Ю.Филимонов

Техред Л.Сердюкова Корректор Jl.пилипенко

Редактор С.Пекарь

Заказ 1249/ 10

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Тиразк 880 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5