Ротаційна роздача квадратних розтрубів на торцях циліндричних труб

Abstract

В статті проаналізовані найпоширеніші технології виготовлення гранованих, зокрема, квадратних розтрубів на торцях круглих труб, виявлені їх переваги і недоліки та сформульована доцільність використання технології ротаційної роздачі таких розтрубів. Наведені нові аналітичні формули для розрахунків контурів поперечного перетину інструментів для ротаційної роздачі. За цими формулами можна точніше розраховувати контури трикутника Рьоло, а також краплі, що падає, в перетинах інструменту, що деформує торець труби за рахунок складного обертання біля двох центрів. Вказано, що при ротаційній роздачі неможливо отримати розтруб з перетином у вигляді квадрата ідеальної форми. В кутах квадрату суміжні його сторони будуть сполучатися за певним радіусом спряження, який залежить від відносних розмірів сторін трикутника Рьоло, краплі, відстані між центрами обертання інструменту і стороною розтруба. Експериментами по ротаційній роздачі квадратних розтрубів на алюмінієвих циліндричних трубах доказана доцільність використання інструменту з контуром краплі в поперечному перерізі та формул для розрахунків його розмірів. Запропонована суперформула Йохана Геліса для створення належного контуру краплі за даними нових формул, наведених в статті. Суперформула є універсальною для всіх видів інструментів, що використовують при ротаційній роздачі гранованих розтрубів, і дозволяє конструювати шаблони, за допомогою яких копіровально-фрезерними роботами виготовляють деформуючий інструмент.

The article analyzes the most common technologies for the manufacture of faceted, in particular, square trumpet at the ends of round pipes, identifies their advantages and disadvantages and formulates the feasibility of using the technology of rotational flaring of such trumpet. The new analytical formulas for calculating the cross-section contours of tools for rotational flaring are given. Using these formulas, you can more accurately calculate the contours of the Reuleaux triangle, as well as the falling drop in the cross sections of the tool that deforms the end of the pipe due to complex rotation about two centers. It is indicated that with the rotational flaring it is impossible to obtain a trumpet with a cross section in the form of a square of ideal shape. In the corners of a square, its adjacent sides will mate along a certain radius, which depends on the relative sizes of the sides of the Reuleaux triangle and the drops, as well as the distance between the centers of rotation of the tool and the side of the trumpet. Experiments on the rotational flaring of square trumpet on aluminum cylindrical pipes proved the feasibility of using a tool with a drop contour in cross section and formulas for calculating its dimensions. A Gielis superformula was proposed for creating a proper drop contour according to the formulas given in the article. The superformula is universal for all types of tools for rotational flaring and allows you to make templates used in copying and milling operations in the manufacture of deforming tools.