Способ изготовления спирально-профильных труб

Способ включает формообразование на трубе 1 гофров установленными вокруг трубы роликами 3, оси которых расположены под углом к оси трубы, вращающимися вокруг собственных осей за счет их контакта с трубой с использованием оправки 2 и одновременным воздействием на трубу крутящего момента и осевого усилия, прикладываемого со стороны удаляющегося от роликов участка трубы. Используют оправку со сквозными каналами, вырезанными под ролики для их контакта с трубной заготовкой в процессе формообразования гофров. Устанавливают оправку снаружи трубы, обеспечивают возможность контакта в процессе формообразования гофров ее внутренней поверхности с трубной заготовкой по посадке с зазором для обеспечения фиксации и центрирования трубы, а с профильной частью трубы - по переходной посадке для ограничения «раздутия» гофров. При этом крутящий момент прикладывают в месте контакта роликов с трубой. Расширяются технологические возможности, и повышается качество изготавливаемого изделия. На выходе получаем спирально-профильную трубу 4. В процессе работы к захватному устройству прикладывают осевое тяговое усилие Р, а в месте контакта роликов с трубной заготовкой - крутящий момент М с угловой скоростью ω.

Скорость осевого перемещения трубы V согласуют с угловой скоростью ее вращения ω и углом подъема гофров исходя из соотношения

V=R·tgθ·ω,

где V - скорость осевого перемещения трубы, R - радиус описанной окружности трубы, tg - тригонометрическая функция, θ - угол подъема гофров на профильной части трубы, ω - угловая скорость.

В указанное выше выражение подставляем известное соотношение между угловой скоростью и числом оборотов трубы в единицу времени

ω=2·π·n,

где π=3,1416, n - число оборотов трубы в единицу времени.

В результате имеем выражение, связывающее число оборотов трубы вокруг своей оси и угол подъема гофров с линейной скоростью осевого перемещения трубы:

V=2·π·R·tgθ·n.

Оправка может иметь кинематические связи с роликами, в частном случае, при расположении на ее наружной поверхности устройств фиксирования осей роликов. В этом случае, к удаляющемуся от роликов участку оправки можно приложить крутящий момент, который будет вращать ролики вокруг оси трубы и тем самым дополнительно к процессу прокатки производить обкатку трубы, что приводит к уменьшению усилия прокатки и повышению качества готовой продукции.

В зависимости от поставленных задач оправка может быть выполнена с несколькими участками, различающимися внутренним диаметром. Заходная часть оправки выполняется диаметром d₁, контактирует с трубой по посадке с зазором и предназначена для фиксации и центрирования трубы относительно тягового устройства. На выходе из оправки внутренний диаметр оправки d₂ контактирует с профильной части трубы по переходной посадке. Внутренние диаметры d₁ и d₂ могут отличаться друг от друга или могут быть равны

d₁≠d₂, d₁=d₂.

Таким образом, оправка выполняет две функции: во-первых, фиксирует и центрирует ось симметрии трубы относительно оси тягового устройства, во-вторых, ограничивает «раздутие» гофров профильной части трубы при несовершенном процессе прокатки.

Рисунок 4 – Способ изготовления спирально-профильных труб

3. Определение размеров и формы заготовки

Представление возможных вариантов изготовления детали

На схеме ниже представлены эти способы.

Рисунок 5 – Способы изготовления детали

Существует несколько способов изготовления этой детали. Штамповка с использованием поступательного движения штампов, вращательного движения инструмента, электрогидроимпульсной штамповкой и штамповка взрывом. В качестве заготовки можно использовать как трубу, так и лист. Так же эту деталь можно сделать в один этап или два. Одновременное формирование гофр и заворачивание листа в цилиндр или сначала сделать гофры, а потом на другом оборудовании сделать цилиндр. Но выбирая тот или иной способ изготовления нужно ссылаться на основные параметры:

1. Материал

2. Геометрические параметры

2.1. Отношение толщины к диаметру

2.2. Отношение диаметра заготовки к диаметру конечному

2.3. Отношение радиуса гофры к толщине листа

3. Производительность

4. Экономические факторы

5. КИМ

6. Наличие оборудования (универсальное специальное)

7. Качество

7.1. Квалитет точности

7.2. Шероховатость

7.3. Механические свойства

7.4. Химические свойства

8. Механизация и автоматизация

5. Кинематика процесса штамповки на прессе

В данном разделе приводится кинематические схемы движения оснастки. Так же Приведена маршрутная технология изготовления детали. P1 – усилие прижима, P2 – усилие подачи, P3 – усилие

Рисунок 6 – шаг №1

Рисунок 7 – шаг №2

Рисунок 8 – шаг №3

Рисунок 8 – шаг №4

Рисунок 8 – Готовая деталь

Выводы

В заключении можно сказать, то в данной работе проведен анализ конструкции детали. Были найдены патенты, связанные со способами ее изготовления, на которые возможно я буду ссылаться в дальнейшем. Предложен вариант штамповки детали на гидравлическом прессе, но необходимо узнать, что покажет моделирование процесса гибки профиля и подгибки на цилиндр.