RU2324564C2

RU2324564C2 - Device for pipe calibration

Info

Publication number: RU2324564C2
Application number: RU2005140252/02A
Authority: RU
Inventors: Владислав Геннадьевич Егоров (RU); Владислав Геннадьевич Егоров; Николай Дмитриевич Захарченко (RU); Николай Дмитриевич Захарченко; Юрий Алексеевич Невструев (RU); Юрий Алексеевич Невструев; Валерий Васильевич Голуб (RU); Валерий Васильевич Голуб
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2008-05-20
Also published as: RU2005140252A

Abstract

FIELD: mechanic.

SUBSTANCE: device contains sectional matrix with a sectional attachment placed inside, sectional punch with a sectional attachment placed on its cylindrical part, installed with the possibility of radial motion around a conical center hub connected with gearing of reciprocating axial movement, having a coaxially installed sliding cylinder of hydro-cylinders of reduction and rationing, crimp barrel placed on the sliding cylinder of hydro-cylinders of reduction from the outer side of the sectional matrix. The sectional punch has an elastic flange. The sectional attachments of the punch and of the matrix are extensible installed. At the same time, each sector of the sectional punch, the sectional matrix, and the sectional attachments is connected with the corresponding sectors of the partition, located on their tops at different sides, forming a groove between the corresponding sectors. Attachments of certain thickness are used.

EFFECT: increased processing accuracy and simplification of design.

1 ex, 2 tbl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению элементов трубопровода из тонкостенных труб раздачей и обжатием применительно к трубопроводным системам летательных аппаратов и тонкостенных металлических корпусов фильтров.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to the manufacture of pipeline elements from thin-walled pipes by distribution and compression as applied to the pipeline systems of aircraft and thin-walled metal filter housings.

Известен штамп для калибровки концов труб (описание СССР к а.с. № 852402, В21С 37/30, 07.12.79, опубликовано в бюл. № 29, 07.08.81 авторы: Н.Д.Захарченко и В.П.Овсянников), содержащий верхнюю и нижнюю плиты, секторные матрицу и пуансон, соединенные посредством клиньев с верхней плитой, и храповой механизм, он снабжен связанными с храповым механизмом дополнительными поперечными клиньями, установленными между клиньями и верхней плитой штампа.A stamp is known for calibrating pipe ends (USSR description to AS No. 852402, B21C 37/30, 12/07/79, published in Bulletin No. 29, 08/08/81 authors: N.D. Zakharchenko and V.P. Ovsyannikov) comprising upper and lower plates, a sector matrix and a punch connected by wedges to the upper plate, and a ratchet mechanism, it is provided with additional transverse wedges connected to the ratchet mechanism installed between the wedges and the upper die plate.

В известном штампе пуансон восьмисекторный, а матрица четырехсекторная, имеют сложное крепление, громоздкие, трудоемкие и металлоемкие в изготовлении. При раздаче и обжатии труб секторным инструментом происходит локализация деформации трубной заготовки в местах разъема секторов матрицы и пуансона, что приводит к потере устойчивости стенки калибруемой трубы, при обжатии в виде продольных складок, а при раздаче в виде огранок, что сказывается особенно при уменьшении числа секторов в матрицах и пуансонах. Это приводит к браку изделий (аналог).In the well-known stamp, the punch is eight-sector, and the matrix is four-sector, have complex fastening, bulky, time-consuming and metal-intensive in manufacturing. When distributing and compressing pipes with a sector tool, the deformation of the pipe billet is localized in the places of the connector of the sectors of the matrix and the punch, which leads to a loss of stability of the wall of the calibrated pipe when compressing in the form of longitudinal folds, and when distributing in the form of cuts, which is especially true when the number of sectors in dies and punches. This leads to defective products (analog).

Наиболее близким техническим решением является устройство для калибровки концов цилиндрических деталей в описании к авторскому свидетельству № 247902, B21D 41/02, 17.05.1968 г., опубликованному в бюл. № 27 от 13.09.1972, авт. Е.Н.Мошнин, В.И.Рябокобыленко, И.В.Губин, Б.М.Романов, М.М.Южаков и В.Н.Трушин, (прототип), содержащее станину и расположенные на ней привод и механизм раздачи, выполненный в виде разжимного секторного пуансона, приводимого в действие пирамидальной или конической оправкой, соединенной с приводом, оно снабжено также соединенным с приводом механизмом обжима, состоящим из секторных ползунов с закрепленным на них инструментом, расположенных в нажимном кольце с соответствующим ползуном пирамидальным или коническим отверстием и фиксируемых в требуемом положении опорным кольцом, закрепленным в станине, где секторные ползуны механизмов отжима и раздачи могут быть выполнены раздельными или как одна деталь.The closest technical solution is a device for calibrating the ends of cylindrical parts in the description of the copyright certificate No. 247902, B21D 41/02, 05/17/1968, published in bull. No 27 on 09/13/1972, author. E.N. Moshnin, V.I. Ryabokobylenko, I.V. Gubin, B.M. Romanov, M.M. Yuzhakov and V.N. Trushin, (prototype), containing the bed and the drive and distribution mechanism located on it made in the form of an expandable sector punch driven by a pyramidal or conical mandrel connected to the drive, it is also equipped with a crimp mechanism connected to the drive, consisting of sector sliders with a tool fixed to them, located in the pressure ring with the corresponding slide of a pyramidal or conical hole and fixed in tre uemom position bearing ring fixed in the frame where the sector sliders squeezing and dispensing mechanisms may be separate or formed as a single piece.

Недостаткиdisadvantages

Известное устройство снабжено связанным с приводом механизмом обжатия и раздачи в виде секторных ползунов, на которых закреплен инструмент обжатия и раздачи. Таких ползунов в устройстве содержится немного, что позволяет калибровать толстостенные трубы, а калибровка тонкостенных и сверхтонкостенных труб с точностью ±0,1 мм практически невозможна. Достичь таких допусков на особотонкостенных и сверхтонкостенных трубах диаметром до 180 мм, на известном устройстве, взятом за прототип, практически трудно или просто невозможно в связи с огранкой детали по линии разъема калибрующего инструмента.The known device is equipped with a compression and distribution mechanism connected with the drive in the form of sector sliders, on which a compression and distribution tool is fixed. There are few such sliders in the device, which makes it possible to calibrate thick-walled pipes, and calibration of thin-walled and ultra-thin-walled pipes with an accuracy of ± 0.1 mm is practically impossible. To achieve such tolerances on extra-thin-walled and ultra-thin-walled pipes with a diameter of up to 180 mm, on a known device, taken as a prototype, it is practically difficult or simply impossible due to faceting the part along the connector line of the calibrating tool.

Технический результат: повышение точности обработки диаметров концов труб за счет уменьшения огранки и допусков на обрабатываемые диаметры труб, повышение производительности за счет сокращения времени на обработку, упрощение конструкции и удобство в использовании устройства.EFFECT: increased accuracy of processing the diameters of pipe ends by reducing faceting and tolerances on the processed pipe diameters, increasing productivity by reducing processing time, simplifying the design and ease of use of the device.

Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для калибровки труб, содержащее секторную матрицу с размещенными внутри нее секторными насадками, секторный пуансон с размещенными на его цилиндрической части секторными насадками, установленный с возможностью радиального перемещения вокруг конического сердечника, связанного с приводом возвратно-поступательного осевого перемещения, имеющим соосно установленные штоки гидроцилиндров обжатия и раздачи, обжимную втулку, размещенную на штоке гидроцилиндра обжатия с возможностью контактирования с наружной конусной поверхностью секторной матрицы, где секторный пуансон выполнен с упругим фланцем, расположенным на торце с большим диаметром внутреннего конуса, а секторные насадки секторного пуансона телескопически установлены до упора в его упругий фланец, секторные насадки секторной матрицы установлены телескопически, каждый сектор секторного пуансона, секторной матрицы и секторных насадок соединен со смежными секторами перемычками, расположенными по их торцам с разных сторон, с образованием сквозного паза между секторами от перемычек, сквозные пазы секторного пуансона выполнены радиально, через угол α=12°÷18°, а сквозные пазы секторных матриц и секторных насадок выполнены радиально, через угол β=8°÷12°, при этом толщина t каждой секторной насадки определена из интервала: 4 мм≤t≤10 мм.The specified technical result is achieved due to the fact that the device for calibrating pipes containing a sector matrix with sector nozzles located inside it, a sector punch with sector nozzles located on its cylindrical part, mounted with the possibility of radial movement around a conical core associated with a reciprocating drive axial movement having coaxially mounted rods of compression and distribution cylinders, a crimping sleeve located on the rod of the compression hydraulic cylinder I am able to contact the outer conical surface of the sector matrix, where the sector punch is made with an elastic flange located on the end face with a large diameter of the inner cone, and the sector nozzles of the sector punch are telescopically mounted as far as the stop in its elastic flange, the sector nozzles of the sector matrix are mounted telescopically, each the sector sector punch, sector matrix and sector nozzles are connected to adjacent sectors by jumpers located at their ends from different sides, with the formation through the grooves between sectors from the jumpers, the through grooves of the sector punch are made radially through the angle α = 12 ° ÷ 18 °, and the through grooves of the sector dies and sector nozzles are made radially through the angle β = 8 ° ÷ 12 °, while the thickness t of each sector nozzles determined from the interval: 4 mm≤t≤10 mm.

Повышение точности диаметров концов труб при операциях раздачи и обжатия секторными пуансонами и секторными матрицами достигается за счет увеличения числа секторов, которые выполняются в устройстве на секторных пуансонах через угол α=12°÷18°, а на секторных матрицах и секторных насадках через угол β=8°÷12°. Это связано с тем, что пластическая деформация стенки калибруемой трубной заготовки локализуется в пазах разъема секторной матрицы и секторного пуансона, благодаря наличию контактного трения между калибруемой трубной заготовкой и поверхностью секторной матрицы и секторным пуансоном, следовательно, общая деформация раздачи или обжатия калибруемой трубной заготовки разбивается на количество зон, равных числу разъемов между секторами секторных матриц и секторных пуансонов. Увеличение числа секторов секторных матриц и секторных пуансонов способствует уменьшению или практически ликвидации огранки в местах разъема секторов секторной матрицы или секторного пуансона и увеличению устойчивости стенки калибруемой трубной заготовки при обжатии, равномерному осесимметричному распределению деформаций и более точным размерам по диаметру калибруемой трубной заготовки. При раздаче пазы между секторами секторного пуансона увеличиваются и на калибруемой трубной заготовке появляется огранка в местах пазов сквозных, которая оказывает влияние на увеличение допусков на диаметр калибруемой трубы. Чем больше секторов на раздающем секторном пуансоне или секторной насадке, на секторной матрице, тем меньше огранка на калибруемой трубной заготовке, что повышает точность диаметра калибруемой трубной заготовки. Наличие между секторами секторных пуансонов, секторных матриц и секторных насадок перемычек, расположенными по их торцам с разных сторон с образованием сквозного паза между секторами от перемычек, позволяет им упруго сжиматься и раздаваться по диаметру при раздаче и обжатии, что позволяет калибровать трубные заготовки как с плюсовым, так и с минусовым допусками, а наличие точной регулировки хода штоков гидроцилиндров раздачи и обжатия позволяет калибровать трубные заготовки с точностью по диаметру ±0,1 мм, необходимой для сварки кольцевых стыков при изготовлении трасс трубопроводов летательных аппаратов. Телескопическая установка на секторный пуансон и секторную матрицу секторных насадок, которые могут устанавливаться телескопически также и друг в друга, позволяет быстро установить нужные размеры секторных насадок на секторный пуансон и секторную матрицу и быстро переходить от одного диаметра калибровки к другому, что повышает производительность и значительно сокращает время обработки концов трубных заготовок. Гидроцилиндры раздачи и обжатия установлены соосно, что значительно упрощает конструкцию устройства и делает ее компактной, а секторная матрица и секторный пуансон практически являются стационарными, а на них устанавливают телескопически секторные насадки, превращая их в «многослойные», что позволяет быстро перестраивать устройство на нужный диаметр калибровки и является удобным в использовании, повышает производительность за счет сокращения времени на обработку.Improving the accuracy of the diameters of the ends of the pipes during the operations of distribution and compression by sector punches and sector matrices is achieved by increasing the number of sectors that are performed in the device on sector punches through an angle α = 12 ° ÷ 18 °, and on sector matrices and sector nozzles through an angle β = 8 ° ÷ 12 °. This is due to the fact that the plastic deformation of the wall of the calibrated tube stock is localized in the grooves of the connector of the sector matrix and the sector punch, due to the presence of contact friction between the calibrated tube stock and the surface of the sector matrix and the sector punch, therefore, the total deformation of the distribution or compression of the calibrated tube stock is divided into the number of zones equal to the number of connectors between sectors of sector dies and sector punches. An increase in the number of sectors of sector matrices and sector punches contributes to a reduction or almost elimination of faceting at the points of sector connection of the sector matrix or sector punche and to increase the stability of the wall of the calibrated tube billet during compression, a uniform axisymmetric distribution of deformations and more accurate dimensions along the diameter of the calibrated tube billet. When distributing, the grooves between the sectors of the sector punch increase and a cut appears on the calibrated pipe billet in the places of the through grooves, which affects the increase in tolerances on the diameter of the calibrated pipe. The more sectors on the distributing sector punch or sector nozzle, on the sector matrix, the smaller the faceting on the calibrated tube stock, which increases the accuracy of the diameter of the calibrated tube stock. The presence of jumpers between sectors of sector punches, sector matrices, and sector nozzles located at their ends from different sides with the formation of a through groove between sectors from the jumpers allows them to be elastically compressed and distributed in diameter during distribution and compression, which allows calibrating tube blanks as with a positive , and with minus tolerances, and the presence of precise adjustment of the stroke of the rods of the distribution and compression hydraulic cylinders allows you to calibrate tube blanks with an accuracy of ± 0.1 mm in diameter required for ring welding joints in the manufacture of aircraft piping routes. The telescopic installation on the sector punch and the sector matrix of sector nozzles, which can also be mounted telescopically in each other, allows you to quickly set the required sizes of sector nozzles on the sector punch and sector matrix and quickly switch from one calibration diameter to another, which increases productivity and significantly reduces the processing time of the ends of the tube blanks. Distribution and compression hydraulic cylinders are installed coaxially, which greatly simplifies the design of the device and makes it compact, and the sector matrix and sector punch are practically stationary, and telescopic sector nozzles are installed on them, turning them into “multilayer” ones, which allows you to quickly rebuild the device to the desired diameter calibration and is convenient to use, improves productivity by reducing processing time.

На фиг.1 изображен общий вид устройства.Figure 1 shows a General view of the device.

На фиг.2 изображены в разрезе гидроцилиндры раздачи и обжатия, секторный пуансон, секторная матрица.Figure 2 shows a section of the hydraulic cylinders of distribution and compression, sector punch, sector matrix.

На фиг.3 изображен вид спереди, секторный пуансон.Figure 3 shows a front view, sector punch.

На фиг.4 изображен в разрезе по А-А фиг.3 секторный пуансон.Figure 4 shows a section along aa figure 3 sector punch.

На фиг.5 изображен вид спереди, секторная насадка.Figure 5 shows a front view, sector nozzle.

На фиг.6 изображена в разрезе по В-В фиг.5 секторная насадка.Figure 6 shows a sectional view along BB-5 of a sector nozzle.

На фиг.7 изображен вид спереди на секторный пуансон с секторными насадками.Figure 7 shows a front view of a sector punch with sector nozzles.

На фиг.8 изображен разрез по Г-Г на фиг.7.On Fig shows a section along G-G in Fig.7.

На фиг.9 изображена изометрия, фиг.8.In Fig.9 depicts an isometry, Fig.8.

Таблица 1 - обоснование применимости угла α.Table 1 - justification of the applicability of the angle α.

Таблица 2 - обоснование применимости угла β.Table 2 - justification of the applicability of the angle β.

Статика.Statics.

Устройство для калибровки труб, содержащее секторную матрицу 1 с размещенными внутри ее секторными насадками 2, секторный пуансон 3 с размещенными на его цилиндрической части 4 секторными насадками 2, установленный с возможностью радиального перемещения вокруг конического сердечника 5, связанного с приводом 6 возвратно-поступательного осевого перемещения, имеющим соосно установленные штоки 7, 8 соответственно гидроцилиндров обжатия 9, раздачи 10, обжимную втулку 11, размещенную на штоке 7 гидроцилиндра обжатия 9 с возможностью контактирования с наружной конусной поверхностью секторной матрицы 1, где секторный пуансон 3 выполнен с упругим фланцем 12, расположенным на торце 13 с большим диаметром внутреннего конуса, а секторные насадки 2 секторного пуансона 3 телескопически установлены до упора в его упругий фланец 12, секторные насадки 2 секторной матрицы 1 установлены телескопически, каждый сектор секторного пуансона 3, секторной матрицы 1 и секторных насадок 2 соединен со смежными секторами перемычками 14, расположенными по их торцам 15 с разных сторон, с образованием сквозного паза 16 между секторами от перемычек 14, сквозные пазы 16 секторного пуансона 3 выполнены радиально, через угол α=12°÷18°, а сквозные пазы 16 секторных матриц 1 и секторных насадок 2 выполнены радиально через угол β=8°÷12°, при этом толщина t каждой секторной насадки 2 определена из интервала: 4 мм≤t≤10 мм.A device for calibrating pipes containing a sector matrix 1 with sectorial nozzles 2 located inside it, a sector punch 3 with sectoral nozzles 2 located on its cylindrical part 4, mounted for radial movement around a conical core 5, connected with a reciprocating axial movement 6 having coaxially mounted rods 7, 8, respectively, compression cylinders 9, distribution 10, a crimping sleeve 11, placed on the rod 7 of the compression cylinder 9 with the possibility of contact I am with the outer conical surface of the sector matrix 1, where the sector punch 3 is made with an elastic flange 12 located at the end 13 with a large diameter of the inner cone, and the sector nozzles 2 of the sector punch 3 are telescopically mounted to the stop in its elastic flange 12, sector sector nozzles 2 of the sector matrix 1 are mounted telescopically, each sector of the sector punch 3, sector matrix 1 and sector nozzles 2 is connected to adjacent sectors by jumpers 14 located at their ends 15 from different sides, with the formation of a through groove 16 between sectors from the jumpers 14, the through grooves 16 of the sector punch 3 are made radially through the angle α = 12 ° ÷ 18 °, and the through grooves 16 of the sector matrix 1 and sector nozzles 2 are made radially through the angle β = 8 ° ÷ 12 °, this thickness t of each sector nozzle 2 is determined from the interval: 4 mm≤t≤10 mm

В станине 17 фиг.1 размещена насосная станция 18 фиг.1, а на столе 19 фиг.1 силовая головка 20 фиг.1 и пульт управления 21 фиг.1. Гидроцилиндр раздачи 10 и гидроцилиндр обжатия 9 соединены между собой промежуточной стенкой 22 фиг.2, а с силовой головкой 20 шпильками 23 фиг.2. Секторный пуансон 3, установленный соосно с коническим сердечником 5 упругим фланцем 12, крючками 24 фиг.2 крепится к упору 25 фиг.2. В кольцевой зазор (не показан) между секторными насадками 2 секторного пуансона 3 и секторной матрицы 1 установлена калибруемая трубная заготовка 26 фиг.2. Регулятор раздачи 27 фиг.2 и регулятор обжатия 28 фиг.2 позволяют точно установить ход штока 8 гидроцилиндра раздачи 10 и ход штока 7 гидроцилиндра обжатия 9, 29 - кромка сектора на внутреннем конусе секторного пуансона 3 фиг.2, сектор - 30.In the frame 17 of FIG. 1, a pump station 18 of FIG. 1 is placed, and on the table 19 of FIG. 1, the power head 20 of FIG. 1 and the control panel 21 of FIG. 1. The distribution hydraulic cylinder 10 and the compression hydraulic cylinder 9 are interconnected by an intermediate wall 22 of FIG. 2, and with the power head 20 by the studs 23 of FIG. 2. Sector punch 3, mounted coaxially with the conical core 5 of the elastic flange 12, hooks 24 of figure 2 is attached to the stop 25 of figure 2. In the annular gap (not shown) between the sector nozzles 2 of the sector punch 3 and the sector matrix 1, a calibrated billet 26 of figure 2 is installed. The distribution controller 27 of FIG. 2 and the compression regulator 28 of FIG. 2 allow you to precisely set the stroke of the rod 8 of the distribution cylinder 10 and the stroke of the rod 7 of the compression cylinder 9, 29 — the edge of the sector on the inner cone of the sector punch 3 of FIG. 2, sector 30.

Работа устройства для калибровки концов труб осуществляется следующим образом. В исходном положении секторный пуансон 3 и секторная матрица 1 не нагружены усилием раздачи и обжатия. По диаметру калибруемой трубной заготовки 26 подбираем соответствующие секторные насадки 2 (фиг.5, 2) для установки на секторную матрицу 1 и секторный пуансон 3 (фиг.8), который крючками 24 за упругий фланец 12 на торце 13 крепится к упору 25 (фиг.2). Устанавливаем телескопически на секторную матрицу 1 секторную насадку 2. Через пульт управления 21, установленный на столе 19 (фиг.1), включаем насосную станцию 18, размещенную в станине 17. Через пульт управления 21 включаем гидроцилиндр обжатия 9, который соединен с силовой головкой 20 и гидроцилиндром раздачи 10 через промежуточную стенку 22 шпильками 23, образуя привод 6 возвратно-поступательного осевого перемещения. Штоком 10 гидроцилиндра обжатия 9 подаем обжимную втулку 11 на секторную матрицу 1 до упора регулятора обжатия 28 в силовую головку 20. Измеряем мерителем внутренний диаметр секторной насадки 2 и при необходимости регулятором обжатия 28 устанавливаем точный диаметр секторной насадки 2. Через пульт управления 21 гидроцилиндром обжатия 9 отводим обжимную втулку 11 вправо, в исходное положение (фиг.2). Устанавливают телескопически на цилиндрическую часть 4 секторного пуансона 3 секторные насадки 2 до упора торцем 15 (фиг.6) в упругий фланец 12 и через пульт управления 21 гидроцилиндром раздачи 10, через шток гидроцилиндра раздачи 8 и конический сердечник 5 раздаем секторный пуансон 3 и установленные на нем телескопически секторные насадки 2 (фиг.8) до упора регулятора раздачи 27 (фиг.2) в гидроцилиндр раздачи 10, при этом секторный пуансон 3 и установленные на него телескопически секторные насадки 2 упруго раздаются до диаметра, установленного регулятором раздачи 27. Мерителем определяем диаметр секторной насадки 2 на секторном пуансоне 3 и при необходимости корректируем его регулятором раздачи 27. Через пульт управления 21 гидроцилиндром раздачи 10 отводим конический сердечник 5 вправо в исходное положение. В исходном положении кольцевой зазор (не показан) между секторными насадками 2 секторного пуансона 3 и секторными насадками 2 секторной матрицы 1 обеспечивает свободную установку калибруемой трубной заготовки 26 как с плюсовым, так и с минусовым отклонением диаметра.The device for calibrating the ends of the pipes is as follows. In the initial position, the sector punch 3 and sector matrix 1 are not loaded with the force of distribution and compression. According to the diameter of the calibrated tubular billet 26, we select the appropriate sector nozzles 2 (Fig. 5, 2) for installation on the sector matrix 1 and the sector punch 3 (Fig. 8), which is attached by hooks 24 to the elastic flange 12 at the end 13 to the stop 25 (Fig. .2). We install telescopically on the sector matrix 1 sector nozzle 2. Through the control panel 21 mounted on the table 19 (Fig. 1), turn on the pump station 18 located in the bed 17. Through the control panel 21 turn on the compression hydraulic cylinder 9, which is connected to the power head 20 and a distribution cylinder 10 through the intermediate wall 22 with studs 23, forming a drive 6 of the reciprocating axial movement. Using the rod 10 of the compression cylinder 9, we supply the crimping sleeve 11 to the sector matrix 1 until the compression regulator 28 rests in the power head 20. We measure the internal diameter of the sector nozzle 2 with a gauge and, if necessary, the compression nozzle 28 set the exact diameter of the sector nozzle 2. Through the control panel 21, the compression cylinder 9 we remove the crimp sleeve 11 to the right, to its original position (figure 2). Telescopically mounted on the cylindrical part 4 of the sector punch 3 sector nozzles 2 all the way end 15 (Fig.6) into the elastic flange 12 and through the control panel 21 of the distribution cylinder 10, through the rod of the distribution cylinder 8 and the conical core 5 we distribute the sector punch 3 and installed on telescopically sector nozzles 2 (Fig. 8) to the stop of the dispensing regulator 27 (Fig. 2) into the dispensing hydraulic cylinder 10, while the sector punch 3 and the telescopically sector nozzles 2 mounted on it are elastically distributed to the diameter established by the regulation 27. torus distribution measurer define a sector diameter nozzle 2 at sectoral punch 3 and adjust it if necessary distribution controller 27. Through the control panel 21, a hydraulic cylinder 10, dispensing allot tapered core 5 to the right to its original position. In the initial position, an annular gap (not shown) between the sector nozzles 2 of the sector punch 3 and the sector nozzles 2 of the sector matrix 1 provides free installation of a calibrated tube stock 26 with both positive and negative diameter deviations.

Секторные насадки 2 (фиг.5, 6, 8, 9) секторных пуансонов 3 и секторных матриц 1 конструктивно одинаковы и разнятся только внутренними и наружными диаметрами.Sector nozzles 2 (FIGS. 5, 6, 8, 9) of sector punches 3 and sector dies 1 are structurally identical and differ only in inner and outer diameters.

Калибровка осуществляется включением пульта управления 21, гидроцилиндра обжатия 9 с перемещением обжимной втулки 11 до упора регулятора 28 обжатия в силовую головку 20, при этом секторная матрица 1 и установленные в нее телескопически секторная насадка 2 обжимают диаметр калибруемой трубной заготовки 26 до размера:Calibration is carried out by turning on the control panel 21, the compression hydraulic cylinder 9 with the compression sleeve 11 moving all the way to the compression controller 28 in the power head 20, while the sector matrix 1 and the telescopic sector nozzle 2 installed in it compress the diameter of the calibrated tube stock 26 to the size:

D₀(D_к-1,5)^±0,3 мм,D ₀ (D _to -1.5) ^{± 0.3} mm,

где D₀ - наружный диаметр калибруемой трубной заготовки, мм;where D ₀ is the outer diameter of the calibrated tube stock, mm;

D_к - диаметр откалиброванной трубной заготовки, мм.D _to - the diameter of the calibrated tubular billet, mm

Внутренний диаметр D₀ обжатого конца калибруемой трубной заготовки 26 может быть меньше, чем диаметр секторного пуансона 3 и установленных секторных насадок 2 (фиг.8), но они могут упруго сжиматься благодаря наличию перемычек 14 и сквозных пазов 16 (фиг.8) между секторами 30 (фиг.6). После чего гидроцилиндром обжатия 9 перемещаем обжимную втулку 11 в исходное положение, снимая усилие обжатия. Включаем через пульт управления 21 гидроцилиндр раздачи 10 до упора регулятора раздачи 27 в гидроцилиндр раздачи 10, при этом конический сердечник 5 раздает секторный пуансон 3, а кромка сектора 29 на внутреннем конусе секторного пуансона (фиг.9) с плоской вершиной (не острая) и не врезается в конический сердечник 5. Отводим конический сердечник 5 вправо в исходное положение и свободно извлекаем калибруемую трубную заготовку 26. Если откалиброванный диаметр D_к калибруемой трубной заготовки 26 имеет отклонение больше ±0,1 мм, то регулятором раздачи 27 корректируют раздачу и операцию повторяют.The inner diameter D _{0 of the} compressed end of the calibrated tube stock 26 may be smaller than the diameter of the sector punch 3 and installed sector nozzles 2 (Fig. 8), but they can be elastically compressed due to the presence of jumpers 14 and through grooves 16 (Fig. 8) between the sectors 30 (Fig.6). After which the compression hydraulic cylinder 9 we move the crimp sleeve 11 to its original position, removing the compression force. Turn on the control cylinder 21 of the dispensing cylinder 10 until the stop of the dispensing regulator 27 into the dispensing cylinder 10, while the conical core 5 distributes the sector punch 3, and the edge of the sector 29 on the inner cone of the sector punch (Fig. 9) with a flat top (not sharp) and does not cut into the conical core 5. We take the conical core 5 to the right to its original position and freely remove the calibrated tube stock 26. If the calibrated diameter D _{to the} calibrated tube stock 26 has a deviation of more than ± 0.1 mm, then the distribution regulator 27 adjust the distribution and repeat the operation.

Устройство для калибровки трубных заготовок готово к изготовлению партии деталей.A device for calibrating tube blanks is ready for the manufacture of a batch of parts.

Пример. Калибруемую трубную заготовку 26 диаметром 100^-0,6 мм, толщиной стенки 0,5 мм из титанового сплава ПТ-7М необходимо откалибровать с точностью диаметра ±0,1 мм (⌀100^±0,1 мм) для последующей сварки кольцевого шва встык автоматической сваркой с другими элементами трубопровода (Например: крутоизогнутым патрубком или переходником и т.д.). В предлагаемом устройстве секторный пуансон 3 имеет диаметр цилиндрической части 4 секторного пуансона 3, равный 48 мм, на которую телескопически устанавливаем три (3 шт.) секторные насадки 2 разного диаметра (одна в одну) фиг.8.Example. Calibrated tube billet 26 with a diameter of 100 ^-0.6 mm, a wall thickness of 0.5 mm made of PT-7M titanium alloy must be calibrated with a diameter accuracy of ± 0.1 mm (⌀100 ^{± 0.1} mm) for subsequent butt welding automatically welding with other elements of the pipeline (For example: a steeply curved pipe or adapter, etc.). In the proposed device, the sector punch 3 has a diameter of the cylindrical part 4 of the sector punch 3, equal to 48 mm, on which telescopically install three (3 pcs.) Sector nozzles 2 of different diameters (one to one) Fig. 8.

Первая секторная насадка 2 устанавливается телескопически на цилиндрическую часть 4 секторного пуансона 3 фиг.8 и имеет размеры:The first sector nozzle 2 is mounted telescopically on the cylindrical part 4 of the sector punch 3 of Fig. 8 and has dimensions:

- внутренний диаметр, мм - 48;- inner diameter, mm - 48;

- наружный диаметр, мм - 61.- outer diameter, mm - 61.

Вторая секторная насадка 2 устанавливается телескопически на первую фиг.8 и имеет размеры:The second sector nozzle 2 is mounted telescopically in the first Fig. 8 and has dimensions:

- внутренний диаметр, мм - 61;- inner diameter, mm - 61;

- наружный диаметр, мм - 78.- outer diameter, mm - 78.

Третья секторная насадка 2 устанавливается телескопически на вторую (фиг.8) и имеет размеры:The third sector nozzle 2 is mounted telescopically on the second (Fig.8) and has dimensions:

- внутренний диаметр, мм - 78;- inner diameter, mm - 78;

- наружный диаметр, мм - 98.- outer diameter, mm - 98.

Секторная матрица 1 имеет внутренний диаметр 122 мм, в который телескопически устанавливается одна секторная насадка 2 размерами:Sector matrix 1 has an internal diameter of 122 mm, in which one sector nozzle 2 is telescopically mounted in 2 sizes:

- внутренний диаметр, мм - 102;- inner diameter, mm - 102;

- наружный диаметр, мм - 122.- outer diameter, mm - 122.

Толщина секторных насадок 2 определяется из интервала:The thickness of sector nozzles 2 is determined from the interval:

4 мм≤t≤10 мм,4 mm≤t≤10 mm,

где t - толщина стенки секторной насадки 2, мм.where t is the wall thickness of the sector nozzle 2, mm

Определение толщины t стенки секторных насадок 2 диктуется практическими соображениями и связано с тем, что сквозные пазы 16 толщиной стенки t≤10 мм можно прорезать дисковой фрезой с толщиной полотна 1,2-1,8 мм без увода ее в сторону и поломки, а секторные насадки 2 с толщиной стенки t≥4 мм и углом β (табл. 2) являются достаточно жесткими и сохраняют свою форму при установке их друг на друга телескопически.The determination of the wall thickness t of the sector nozzles 2 is dictated by practical considerations and is due to the fact that the through grooves 16 with a wall thickness of t≤10 mm can be cut with a disk mill with a web thickness of 1.2-1.8 mm without sidetracking and breakage, and sector nozzles 2 with a wall thickness t≥4 mm and an angle β (Table 2) are quite rigid and retain their shape when they are telescopically mounted on top of each other.

Принятые в примере секторные насадки 2, устанавливаемые телескопически на секторный пуансон 3, имеют следующую толщину:The sector nozzles 2 adopted in the example, mounted telescopically on the sector punch 3, have the following thickness:

Первая насадка:

First nozzle:

Вторая насадка:

Second nozzle:

Третья насадка:

Third nozzle:

Секторная насадка 2, устанавливаемая телескопически в секторную матрицу 1 (фиг.2), имеет толщину:Sector nozzle 2, mounted telescopically in the sector matrix 1 (figure 2), has a thickness:

секторная насадка 2 матрицы:

sector nozzle 2 matrices:

Толщины секторных насадок 2 отвечают принятому интервалу формулы изобретения.The thickness of the sector nozzles 2 correspond to the accepted interval of the claims.

Кольцевой зазор (не показан) между секторными насадками 2 секторной матрицы 1 и секторными насадками 2 секторного пуансона 3 составляет:An annular gap (not shown) between the sector nozzles 2 of the sector matrix 1 and the sector nozzles 2 of the sector punch 3 is:

где D_м - диаметр секторной матрицы 1, мм;where D _m is the diameter of the sector matrix 1, mm;

D_n - диаметр секторного пуансона 3, мм.D _n - the diameter of the sector punch 3, mm

Исходная трубная заготовка для калибровки диаметром 100^-0,6 мм свободно разместится в кольцевом зазоре (не показан) шириной 2 мм, при диаметре 102 мм, а внутреннем диаметре - 98 мм. Включаем пульт управления 21 и производим рабочий ход гидроцилиндра обжатия 9, а потом рабочий ход гидроцилиндра раздачи 10. Калибруемая трубная заготовка 26 извлекается из кольцевого зазора.The initial billet for calibration with a diameter of ^100-0.6 mm will fit freely in an annular gap (not shown) with a width of 2 mm, with a diameter of 102 mm, and an inner diameter of 98 mm. We turn on the control panel 21 and make the working stroke of the compression hydraulic cylinder 9, and then the working stroke of the distribution hydraulic cylinder 10. The calibrated tube stock 26 is removed from the annular gap.

Примечание к таблице 1: упругое уменьшение диаметра секторного пуансона 3, секторной матрицы 1, секторной насадки 2 вычисляем из соотношения:Note to table 1: the elastic decrease in the diameter of the sector punch 3, sector matrix 1, sector nozzle 2 is calculated from the ratio:

где Δd - уменьшение диаметра секторного пуансона 3, секторной насадки 2, секторной матрицы 1, мм;where Δd is the reduction in the diameter of the sector punch 3, sector nozzle 2, sector matrix 1, mm;

Δl - уменьшение длины окружности секторного пуансона 3, секторной насадки 2 и секторной матрицы 1 при обжатии, в мм.Δl is the reduction in circumference of the sector punch 3, sector nozzle 2 and sector matrix 1 during compression, in mm.

При этом Δl определяем из соотношенияMoreover, Δl is determined from the relation

где n - число сквозных пазов 16 (фиг.9);where n is the number of through grooves 16 (Fig.9);

b - ширина сквозного паза 16 (обычно 1,2-1,8 мм);b is the width of the through groove 16 (usually 1.2-1.8 mm);

- принимается в связи с наличием перемычек 14 (фиг.9) и сквозных пазов 16, т.е. 2 паза при обжиме уменьшают Δl на величину, равную ширине одного сквозного паза (1,2-1,8 мм).

- taken in connection with the presence of jumpers 14 (Fig.9) and through grooves 16, i.e. 2 grooves during crimping reduce Δl by an amount equal to the width of one through groove (1.2-1.8 mm).

Пример 2 и 4 таблица 1:Example 2 and 4 table 1:

пример 2 в таблице 1

example 2 in table 1

пример 4 в таблице 1

example 4 in table 1

Упругое изменение диаметра секторного пуансона 3, секторной насадки 2 равно:The elastic change in the diameter of the sector punch 3, sector nozzle 2 is equal to:

Полученные данные Δd₂ и Δd₄ соответствуют данным таблицы 1, пункты 2, 3, 4.The obtained data Δd ₂ and Δd ₄ correspond to the data of table 1, paragraphs 2, 3, 4.

Технико-экономические показатели.Technical and economic indicators.

Применение устройства для калибровки труб позволило повысить производительность калибровки в 2 раза, сократить брак в 1,5 раза при выполнении сварки кольцевых стыков особо сверхтонкостенных трубопроводов летательных аппаратов и повысить точность в 1,5 раза.The use of a device for calibrating pipes made it possible to increase the calibration performance by a factor of 2, to reduce defects by 1.5 times when welding ring joints of especially ultra-thin-walled pipelines of aircraft, and to increase accuracy by 1.5 times.

Таблица 1
Обоснование применимости угла «α»Table 1
Justification of the applicability of the angle "α" ПримерExample Угол α°Angle α ° Достоинства и недостатки секторного пуансонаAdvantages and disadvantages of the sector punch Применимость угла αApplicability of angle α 1one 10°10 ° 36 секторов 30 (фиг.9) на секторном пуансоне 3 диаметром 48 мм образуют на внутреннем конусе острые кромки 29 (фиг.9), что недопустимо при работе с коническим сердечником 5 (фиг.2), т.к. острые кромки 29 врезаются в конический сердечник 5 (фиг.2).36 sectors 30 (Fig. 9) on a sector punch 3 with a diameter of 48 mm form sharp edges 29 on the inner cone (Fig. 9), which is unacceptable when working with a conical core 5 (Fig. 2), because sharp edges 29 cut into the conical core 5 (figure 2). не применимnot applicable 2
3
42
3
four 12°
15°
18°12 °
15 °
18 ° 30 секторов
24 сектора
20 секторов30 sectors
24 sectors
20 sectors кромки 29 (фиг.9) нормальные, а упругое уменьшение диаметра секторного пуансона при нагрузе 5,7-3,8 мм вполне приемлемо для калибровки концов трубных заготовокthe edges 29 (Fig. 9) are normal, and the elastic decrease in the diameter of the sector punch with a load of 5.7-3.8 mm is quite acceptable for calibrating the ends of the tube blanks применим
применим
применимis applicable
is applicable
is applicable 55 20°20 ° 18 секторов позволяют уменьшить диаметр
секторного пуансона 3 (фиг.2) на 3,4 мм, что ограничивает обжим калибруемой трубной заготовки 26 (фиг.2), что недопустимо при большом минусовом отклонении калибруемой трубной заготовки 26.18 sectors reduce diameter
sector punch 3 (figure 2) by 3.4 mm, which limits the crimp calibrated tube billet 26 (figure 2), which is unacceptable with a large minus deviation of the calibrated tube billet 26. не применимnot applicable

Таблица 2
Обоснование применимости угла «β°»table 2
Justification of the applicability of the angle "β °" ПримерExample Угол β°Angle β ° Достоинства и недостатки секторной матрицы и насадкиAdvantages and disadvantages of the sector matrix and nozzle Применимость угла β°Applicability of angle β ° 1one 6°6 ° 60 секторов делают секторную матрицу 1 или секторные насадки 2 недостаточно жесткими, что приводит к их провисанию и потере формы под собственным весом.60 sectors make sector matrix 1 or sector nozzles 2 not rigid enough, which leads to their sagging and loss of shape under their own weight. не применимnot applicable 2
3
42
3
four 8°
9°
12°8 °
9 °
12 ° 45 секторов
40 сектора
30 секторов45 sectors
40 sectors
30 sectors сечение секторов 30 (фиг.9) увеличено и их жесткость увеличена, хорошо зарекомендовали себя в эксплуатацииsection of sectors 30 (Fig. 9) is increased and their stiffness is increased, they have proven themselves in operation применим
применим
применимis applicable
is applicable
is applicable 55 15°15 ° 24 сектора. При калибровке труб особо и сверхтонкостенных появляется в местах сквозных пазов 16 (фиг.9) огранка.24 sectors. When calibrating especially and superthin pipes, a cut appears in the places of the through grooves 16 (Fig. 9). неприменимnot applicable

Перечень позицийList of items

1 - Секторная матрица.1 - Sector matrix.

2 - Секторная насадка.2 - Sector nozzle.

3 - Секторный пуансон.3 - Sector punch.

4 - Цилиндрическая часть секторного пуансона 3.4 - The cylindrical part of the sector punch 3.

5 - Конический сердечник.5 - Conical core.

6 - Привод возвратно-поступательного осевого перемещения.6 - Drive reciprocating axial movement.

7 - Шток гидроцилиндра обжатия.7 - Rod hydraulic compression cylinder.

8 - Шток гидроцилиндра раздачи.8 - The rod of the distribution cylinder.

9 - Гидроцилиндр обжатия.9 - Compression hydraulic cylinder.

10 - Гидроцилиндр раздачи.10 - Distribution hydraulic cylinder.

11 - Обжимная втулка.11 - Crimp sleeve.

12 - Упругий фланец.12 - Elastic flange.

13 - Торец с большим диаметром внутреннего конуса.13 - Butt with a large diameter of the inner cone.

14 - Перемычка.14 - Jumper.

15 - Торец.15 - Butt.

16 - Сквозной паз.16 - Through groove.

17 - Станина.17 - Bed.

18 - Насосная станция.18 - Pumping station.

19 - Стол.19 - Table.

20 - Силовая головка.20 - Power head.

21 - Пульт управления.21 - Remote control.

22 - Промежуточная стенка.22 - Intermediate wall.

23 - Шпилька.23 - Stud.

24 - Крючок.24 - Hook.

25 - Упор.25 - Emphasis.

26 - Калибруемая трубная заготовка.26 - Calibrated tube billet.

27 - Регулятор раздачи.27 - Distribution regulator.

28 - Регулятор обжатия.28 - Compression adjuster.

29 - Кромка сектора на внутреннем конусе секторного пуансона (фиг.9).29 - The edge of the sector on the inner cone of the sector punch (Fig.9).

30 - Сектор.30 - Sector.

Claims

Устройство для калибровки труб, содержащее секторную матрицу с размещенными внутри нее секторными насадками, секторный пуансон с размещенными на его цилиндрической части секторными насадками, установленный с возможностью радиального перемещения вокруг конического сердечника, связанного с приводом возвратно-поступательного осевого перемещения, имеющим соосно установленные штоки гидроцилиндров обжатия и раздачи, обжимную втулку, размещенную на штоке гидроцилиндра обжатия с возможностью контактирования с наружной конусной поверхностью секторной матрицы, отличающееся тем, что секторный пуансон выполнен с упругим фланцем, расположенным на торце с большим диаметром внутреннего конуса, а секторные насадки секторного пуансона телескопически установлены до упора в его упругий фланец, секторные насадки секторной матрицы установлены телескопически, каждый сектор секторного пуансона, секторной матрицы и секторных насадок соединен со смежными секторами перемычками, расположенными по их торцам с разных сторон, с образованием сквозного паза между секторами от перемычек, сквозные пазы секторного пуансона выполнены радиально через угол α=12°-18°, а сквозные пазы секторных матриц и секторных насадок выполнены радиально через угол β=8°-12°, при этом толщина t каждой секторной насадки определена из интервала: 4 мм≤t≤10 мм.A device for calibrating pipes containing a sector matrix with sector nozzles located inside it, a sector punch with sector nozzles located on its cylindrical part, mounted with the possibility of radial movement around a conical core associated with a reciprocating axial movement actuator having coaxially mounted compression rod rods and distribution, a crimping sleeve located on the rod of the compression hydraulic cylinder with the possibility of contacting with the outer conical surface sectoral matrix, characterized in that the sector punch is made with an elastic flange located on the end face with a large diameter of the inner cone, and the sector nozzles of the sector punch are telescopically mounted as far as the stop in its elastic flange, the sector nozzles of the sector matrix are installed telescopically, each sector sector punch, sector matrix and sector nozzles connected to adjacent sectors by jumpers located at their ends from different sides, with the formation of a through groove between sectors from jumpers, the through grooves of the sector punch are made radially through the angle α = 12 ° -18 °, and the through grooves of the sector matrix and sector nozzles are made radially through the angle β = 8 ° -12 °, while the thickness t of each sector nozzle is determined from the interval: 4 mm≤ t≤10 mm.