Машина для гидравлического формования сильфонов

Машина для гидравлического формования сильфонов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ изовгетени

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советския

Социалистических

Республик (п>7-О4698 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 01.0277 {21) 2448649/25-27 (51)М. Кл. с присоединением Заявки Мо

В 21 D 15/10

В 21 D 51/12

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 251279 Бюллетень.М47 (53) УДК 621. 974. .8 (088.8) Дата опубликования описания 28.1 2.79 (72) Авторы изобретения

В Г. Щелканов, В Т, Кочурко, В П. Семенов, Г Е. Зверьков, Г.П. Оненко и О,С. Зинкевич. (71) Заявитель научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт теплознергетического приборостроения (54) МАШИНА ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ФОРМОВАНИЯ

С ИЛЬФ ОНОВ

Изобретение относится к обработке металлов давлением и, в частности, к машинам для формования сильфонов .из трубок-заготовок . 5

Известна машина для формования сильфонов, содержащая горизонтально .установленный на станине инструмен" тальный блок, цанговые зажимы, силовой цилиндр и узел создания внутреннего давления (1) .

К недостаткам машины относятся низкая производительность, нестабиль- . ность получаемых сильфонов, зависящая в основном от квалификации оператора, 15 сложная и йеудобная переналадка на другой типоразмер.

Наиболее близкой по техническсй сущности к изобретению является машина для гидравлического формования сильфонов, содержащая размещенный на столе С-образной станины соосно. центральному отверстию стола инструментальный блок в виде установленных на направляющих колонках секционных разъемных матриц и механизма расстановки их по шагу, а также связанные с. приводом узел герметизации с каналом для формующей жидкости, узел создания и регулировки давления формующей жидкости и силовой цилиндр, установленные в центральном отверстии стола (2) .

Однако система регулирования давления формующей жидкости в известной машине несовершенна, так как не учитызает колебания свойств трубок и потому не гарантирует стабильности получения сильфонов с заданным утонением стенки. Кроме того, на известной машине не предусмотрена формовка с переменным по ходу деформирования давлением и затруднена переналадка на другой типоразмер.

Целью изобретения является повышение качества сильфонов эа счет обеспечения режимов формования и учета колебанйй параметров трубок-заготов ок

Для достижения этой цели машина снабжена связанными с узлом создания и регулировки давления формующей жидкости узлами определения начала осадки трубки-заготовки и регулировки ее . заполнения, а также дополнительным узлом герметизации, закрепленным на штоке силового цилиндра; узел создания и регулировки давления формующей кидкости выполнен в виде напорного

704698 золотника с механизмси регулировки, гидроцилиндра и соединенного с ним копира, а также копира, соединенного со штоком силового цилиндра, причем оба копира связаны с механизмом pe-. гулировки напориого золотника, а гидропривод выполнен в виде системы привода рабочих органов, связанной с узламй герметизации, силовым цилиндрам и копирами узла создания и регулировки давления формующей жидкости, а также системы подачи формующей жидкости, связанной с напорным золотником, Для упрощения наладки машины на различные типоразмеры блок матриц выполнен в виде двух плит, на которых неподвижно закреплены направляющие колонки, причем на нижней плите выполнен бурт для центрирования в отверстки стола, а механизм расстайов" ки-матриц выполнен в виде упоров, закрепленных на шпильках, симметрично расположенных относительно колонок и ступенчато относительно пакетов из трех матриц, установленных каждая жестко в средней матрице и свободно в дйух крайних.

Для увеличения производительности эа счет повышения скорости герметизации и разгерметизации трубки-заготовки, каждый иэ узлов ге рмети-эац ии выполнен в виде корпуса гидроцилиндра и йоршня с полым штоком, а также установленной внутри штока с воэмож ностью осевого смещения цанги со стержнем.

Дпя" Полученйя сйльфонов с заданным утонением стенки узел определенйя начала осадки трубки-заготовки выполйен в виде усилителя и регули руемого" датчика, щуп которого установлен на ленточных подвесках и размещен в кольцевой проточке, выполненной на внутренней поверхности верх-" ней матрицы.

Узел регулировки заполнения трубки-заготовки выполнен в виде электро угФавляемого золотника, связанного-с полостью эаго+овки.

На фиг. 1 - иэображейа ма1аина для формования сильфонов, общий вид; на . фиг. 2 — принципиальная гидравлическая схема машины; на фиг. 3 — принципйальная схема узла создания и регулирования давления формующей жидкости и узла оперев(еления начала, осадки; на фиг. 4 — возможные законы изменения давления формующей жедкостиу на фйг. 5-6 + инструментальный блок; на фиг. 7-;9 — варианты соединения матриц шпильками; на фиг. 10-, 11 - конструкция датчика узла определеййя начала осадки; на фиг. 12— узел герметизации. .Машина содержит С-образный корпус вертикального исполнения, установленный на его столе инструментальный блок 2, узлы герметизации: верхний 3 и нижний 4, силовой цилиндр 5 для создания осевого усилия, узел 6 определения начала осадки трубки-заготовки, узел 7 регулировки ее заполнения жидкостью, узел 8 создания и регулирования давления формующей жидкости, пульты управления 9 и 10 для обслуживания машины в автомати ческом и в наладочном режимах, механизм 11 отвода верхнего узла герметизации при замене инструментального блока 2, насосную установку 12 системы привода рабочих органов машины, насосную установку 13 системы формования и защитное ограждение (прозрачный экран) 14, предохраняющее оператора от формовочной жидкости в случае ее разбрызгивания и позволяющее при необходимости следить за протеканием процесса формов а ни я .

Инструментальный блок 2 содержит верхйюю 15 и нижнюю 16 плиты, жестко соединенные между собой тремя направляющими колонками 17, на которых установлен комплект секционных разъем25 нйх" матриц 18. Средние матрицы 19 имеют толщину, соответствующую шагу сильфона, а толщина верхней 20 и нижней 21 превышает шаг сильфона. Матрицы связаны между собой (по три матЩ рицы в пакеты и пакеты между собой) при помощи шпилек 22, на концах которых "расположены регулируемые упоры 23, ограничивающие относительное перемещенйе матриц на величину шага

35 Шпильки жестко закреплены в средней матрице пакетов и симметрично расположены относительно колонок 17 . Отверстия в крайних матрицах пакетов позволяют перемещать матрицы до пол40 ного соприкосновения. Упоры выполнены в виде стопорящих I àåê 24 или винтов 25 и шайб 26. Расстановка матриц

tio шагу ПроисхОдит под действием собственного веса, соосность блока 2 с узлами герметизации 3 и 4 и силовым

45 цилиндром 5 достигается за счет общих базовых поверхностей 27 (для корпуса силового цилиндра 5 и центрирующего бурта плиты 16) и 28 в плите 15 (для узла герметизации 3), а также фланца

29, центрирующего по колонкам 17 узел герметизации 4.

Сверху блок 2 поджима ется корпусом узла 3, перемещаемого механизмом 11,, чем исключается воэможность его сме55 щения в процессе работы, Открытие и закрытие комплекта секционных матриц (19, 20, 21) осуществляется при помощи штанг 30, которые проходят через все матрицы и крепятся в подвижных частях плит 15, 16 (на чертеже не показаны) . Плотное смыкание полуматриц по линии разъема обеспечивается замками 31.

Верхний 3 и нижний 4 узлы унифицированы, Различие их состоит лишь в

704698 конструкции корпусов: в крышку корпуса 32 узла 4 вмонтирована шаровая пята 33 штока 34 силового цилиндра 5, а корпус 35 узла 3 снабжен переходными элементами, связывающими его с механизмом 11 (на чертеже не показано) . 5

Узлы 3 и 4 состоят из стержня 36, цанги 37, установленных на подпружиненном стакане 38 внутри полого штока поршня 39. Подвод масла в поршненую и штоконую полости осуществляется че- 0 рез каналы 40 и 41 от золотника 42 типа 54БПГ73. Ограничение хода штока поршня 39 осуществляется посредством регулировочных колец 43 и пальца 44.

В пальце 44 выполнен канал 45 для подвода формующей жидкости от золотника 46, аналогичного золотнику 42.

Продолжением канала 45 служат осевые отверстия в стакане 38 и стержне 36.

Узел 6 определения начала осадки трубки-заготовки состоит из датчика

47 и усилителя 48. Датчик 47 состоит из вмонтированного н матрицу 20 корпуса 48, щупа 49, блока контактов 50 и микрометрического винта 51 Для исключения влияния сил трения асуп 49 установлен на ленточных подвесках 52 и размещен в кольцевой проточке, вы" полненной на внутренней поверхности матрицы 20, позволяющей заготовкю деформироваться в радиальном направ- 30 ленни, имитируя процесс вспучивания.

Узел 7 регулировки заполнения трубки-заготовки содержит управляемый от реле времени 53(РПВ-72-2323-ООУ4) электрозолотник 54 типа 54БПГ73, под- 35 ключенный параллельно к каналу запол" нения заготовки жидкостью.

Узел 8 создания и регулировки внутреннего давления содержит два копира 55 и 56, перемещаемых от гидро" 40 цилиндра 57 и силового цилиндра 5, напорный золотник 58 типа ВГ6612, снабженный механизмом регулировки 59.

Управление гидроцилиндрами 57 и.5 осуществляется автоматически от узла ограничения внутреннего давления посредством электрогидравлических ренерсивных золотников 60 и 61 типа 44ПГ73-11.

Усилие в силовом цилиндре 5 в зависимости от давления формования согласовывается при помощи дросселя 62 типа Г53-61.

Для удобства эксплуатации гидроэлектроаппаратура смонтирована в виде отдельных легк одоступных блок ов и плат. Ограничение перемещений движущихся рабочих частей машины осуществляется конечными выключателями типа

ВПК2110У2. Для безопасной работы оператора на машине предусмотрена блокировочная система, которая эадейство- 60 вана с защитным ограждением (экраном)

14 и исключает самопроизвольное включение машины при приподнятом вверх экране. Для гашения разбрызгивания формовочной жидкости в столе машины 65 вмонтирована мелкая металлическая сетка °

Машина работает следующим образом.

Трубчатую заготовку 63 укладывают в раскрытые (расстанленные по шагу t) секционные матрицы инструментального блока 2, закрывают блок (вместе.с ним закрываются матрицы) и опускают защитное ограждени" 14. При нажатии на пульте управления 9 кнопки Автсмат начинается работа машины в автоматическом режиме,. Масло от насосной установки 12 через золотник управления

42 поступает s узлы герметизации 3 и

4. При этом цанга 37 со стержнем 36, перемещаясь вместе со штоком поршня

39, находит на трубчатую заготовку и в крайнем положении штока плотно обжимает ее и герметизирует (в момент герметизации палец 44 упирается в кольцо 43) . Одновременно с этим во внутреннюю полость трубки через канал 45 подается формующая жидкость (эмульсия) от насосной установки 13.

Жидкость, заполняя трубку, проходит через узел герметизации 3, поступает в золотник 54 узла 7 регулировки заполнения и сообщается с бакоМ. По истечении 0,2Ф0,5 с (когда ноздух полностью удалится иэ трубки) срабатывает реле враиени 53, золотник 54 перекрывается, и во внутренней по" лости трубки начинает создаваться давление.-Достигнув величины

Ро = 0,8 Р„,, где Р„о — давление, при котором начинается осадка, включается от контактного манометра 64 золотник управления 61 цилиндра 57, и в действие приводится копир 55. Перемещение копира передается на орган регулирования напорного золотника ".8, предварительно настроенного на давление Р, и давление в трубке плавно возрастает, при этом участки трубки, заключенные между матрицами 18, начинают деформироваться (вспучинать" ся) в радиальном направлении. Вспучивание участков трубки происходит по мере роста давления Ро до Р, пока радиальная деформация не достигнет заданной оптимальной величи" ны, которая контролируется датчиком

47 посредством замыкания блока кон- тактов 50 (коитакты замыкаются в момент соприкосновения трубки 1 3 со щупом 49) . Электрический сигнал датчика усиливается при помощи усилителя 48 и передается на электроуправляемые золотники 60 и 61, гидравлически связанные с цилиндрами 5 и 57.

В результате этого движение копира

55 прекращается, а копир 56 начинает перемещаться вместе со штоком силового цилиндра 5. При движении штока трубчатая заготовка сжимается в осевом направлении и формообразуются в сильфон. При этом давление формонания внутри заготовки в занисимости

704698 от заранее выбранного узлом 6 давления начала осадки, изменяется по заданной программе (одной иэ кривых

II III на фиг. 4) путем воздействия копира 56 на регулируемый орган напорного золотника 58. При полном смы-. кании матриц процесс формбобраэования сильфона заканчивается, шток цилиндра 5 прекращает движение (отключается электромагнит золотника 61 по сигналу конечного выключателя) и в системе формования происходит сброс давления (об есточиваютс я элек тромагниты золотников 46 и 54) . Концы трубчатой заготовки (сильфона) раэгерме тизируются и освобождаются от цанг

37 (обесточивается электромагнит золотника 42), шток силового цилиндра

5 возвращается в исходное положение.

Вместе с ним перемещается нижний узел герметизации 4 и копир 56. После этого поднимается защитное ограждение 14,20 открывается инструментальный блок 2 и извлекается сильфон, при этом матрицы автоматически расставляются по шагу.

Величина раздачи (вспучивания) 25 трубчатой заготовки устанавливается по нониусу микрометрическ or о в инта

51 датчика 47 - в зависимости от формуемого типоразмера сильфона. Длина кольцевой проточки в верхней матрице 3р

20 зависит от физико-механических свойств материала трубчатой заготов— ки,— величины разброса толщини стенки, г еометрических параметров сильфона и обычно составляет (0,86...1, О) t, где t* — длина деформируемого участка трубчатой заготовки между матрицами.

Закон изменения давления формова. ния (кривая Х, ХХ, ХХХ, фиг, 4) вы- 4 бирается в зависимости от требуемой величины утонения толщйнй стенки в вершине гофра и рав номерности толщины по профилю гофра сильфона. Эти требования обусловлены тем, что измерительные сильфоны в различных режимах работы (при на гружейии по ходу, при нагружении давлением или комбинированном) имеют разный уровень напряжений в вершине гофра, от которых, прежде всего, зависит циклическая 50, прочность сильфона. Кривая I обеспечивает минимальное (9, . .12%) утонение толщины стенки (сильфоны с таким утонением лучше работают при нагружении давлением), кривая I II — макси- 55 мальное (до 23%) утонение (сильфоны лучше работают при нагружении силой— ходом) и кривая II — утонение в преде- лах 12...15% (сильфоны лучше работают при одновременном воздействии нагру- 6() зок по давлению и ходу). Получение укаэанных выше кривых в узле 8 обеспечивается я за счет соотв етств ующег о профиля копира 56. Таким обраэом, предлагаемая машина позволяет изго- 65 тавливать сильфоны с наперед заданными геометрическими параметрами и, тем, самьм, повысить циклическую прочность (долговечность) сильфонов .

Переналадка машины с одного типора эмера сильфона на другой заключа ется в замене инструментального блока 2, сменных элементов (цанги 37 и стержня 36) в узлах герметизации 3,4 и настройке электрогидроаппаратуры управления и контроля. В наладочном режиме работы можно проверить (c пульта управления 10) выполнение любой иэ операций, входящей в технологический процесс формования сильфона.

Конструкция машины (С-образный профиль станины с открытым доступом к рабочей зоне) позволяет (при необходимости) применить загрузочные и разгрузочные устройства для автоматической установки в формообразующий блок трубчатых заготовок и съема готов ого сильфона .

В НИИТехноприборе изготовлен опытный образец описанной выше машины и проведены испытания на экспериментальной партии сильфонов 20х8х0,10 из сплава 36HX1KI по ГОСТ 21482-76.

Продолжительность цикла формования сильфона не превышает 15 с, разрывов трубчатых заготовок в процессе формования не наблюдалось.

Внедрение машин в промышленность позволит: увеличить в 3-5 раз производительность на основной операции — формообразование сильфона; уменьшить на 15-20% себестоимость сильфонов; снизить на 60-70% технологический брак при формовании сильфонов; заметно улучшить качество сильфонов и повысить их долговечность на

25-303 за счет оптимизации толщины стенки в вершинах гофров, получения более равномерной толщины гофрированной пов ерхности, повышения точности (на 1-2 класса) и стабильности г еоме три чес к их ра зм еров; упростить выполнение операции формования сильфонов и сократить трудоемкость (примерно в 3-4 раза); снизить на 1-2 разряда квалификацию оператора,. значительно упростить процесс обезжиривания сильфонов после формования и сократить в 2 раза время на операцию; улучшить условия труда и повысить культуру производства сильфонов.

Формула изобретения

1.Машина для гидравлического формования сильфонов, содержащая размеценный на столе С-образной станины соосно центральному отверстию стола

704698

10 инструментальный блок в виде установленных на направляющих колонках секционных разъемных матриц и механизма расстановки их по шагу, а также связанные с приводом узел герметизации с каналом для форкующей жидко.. сти, узел создания и регулировки давления формующей жидкости и силовой цилиндр, установленные в центральном отверстии стола, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что,с целью повышения качества сильфонов за счет обеспечения режимов формования и учета колебаний параметров трубок-заготовок, она снабжена связанкымн с узлом создания и регулировки давления формующей жидкости узлами определения начала осадки трубки-заготовки н регулировки ее заполнения, а также дополнительным узлом герметизации, закрепленным на штоке силового цилиндра; узел создания и регулировки давления форйующей жидкости выполнен в виде напорного золотника с механизмом регулировки, гидроцилиндра и соединенного с ним копира, а также копира, соединенного со штоком силового цилиндра, причем оба копира связаны с механизмом регулировки напорного золотника, а гидропривод выполнен в виде системы привода рабочих органов, связанной с узлами герметизации, силовьи цилиндром и копирами узла создания и регулировки давления формующей жидкости, а также системы подачи фориующей жидкости, связанной с напорным золотником узла создания и регулировки давления формующей жидкости.

2. Машина п о и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью упрощения наладки на различные типоразмеры, блок матриц выполнен в виде двух плит на которых неподвижно закреплены направляющие колонки, причем на нижней плите выполнен бурт для центрирования в отверстии стола, а механизм расстановки матриц выполнен в виде упоров, закрепленных на шпильках, симметрично расположенных относительно колонок и ступенчато относительно пакетов иэ трех матриц, установленных каждая жестко в средней матрице и свободйо в двух крайних.

3. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью увеличения производительности эа счет повышения скорости герметизации и разгерметизации трубки-заготовки, каждый иэ узлов герметизации выполнен в виде корпуса гидроцилиндра и поршня с польм штоком, а также установленной внутри штока с возможностью осевого смещения цанги со стержнем.

4. Машина по п. 1, о т л и ч а ю20 щ а я с я тем, что, с целью получения сильфонов с заданным утонением стенки, узел определения начала осадки трубки-заготовки выполнен в виде усилителя и регулируемого датчика, 25 щуп которого установлен на ленточных подвесках и размещен в кольцевой про точке, выполненной на внутренней по верхности верхней матрицы, 5. Машина по и. 1, о т л и ч а ю30 щ а я с я тем, что узел регулировки заполнения трубки-заготовки выполнен в виде электроуправляемого золотника, связанного с полостью заготовки.

35 Источники информации принятые во в нимание при экс перти зе . 1. Мещерин В.Т. Листовая штамповi

704698 б-б

l7 фиг. 1Р

zo

Фиг.6

ЦНИИПИ Заказ 7923/15 Тираж 1034 Подписное

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная, 4

Е9 фиг.!1