CN113666791A - 一种抗高过载圆柱体或异型体成型液压机及加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗高过载圆柱体或异型体成型液压机，包括下滑块和上滑块，所述下滑块的顶面中心位置与上滑块的底面中心位置分别设有下冲头和上冲头，所述下滑块的顶面两侧与上滑块的底面两侧均设有相对称的立柱，所述下滑块的顶面立柱与上滑块的底面立柱之间设有中间梁，所述中间梁的中心位置开设有通孔。本发明有效的解决了现有直径φ400mm以上大型、超大型圆柱体或异型体压制存在裂纹、气孔、疏松、密度分布不均等缺陷，而且压制后的圆柱体或异型体密度高，可达到散粒体理论密度98.5%以上、从而使产品内部质量无可见气孔、裂纹和疏松等缺陷，使产品合格率达到100%，从而满足武器设计指标要求。

Description

一种抗高过载圆柱体或异型体成型液压机及加工工艺

技术领域

本发明属于弹药中的圆柱体或异型体压制工艺技术领域，具体涉及抗高过载圆柱体或异型体成型液压机及加工工艺。

背景技术

在现代战争中，为打击深埋地下的坚固防御工事，纷纷研制靠强大的动能和坚硬的外壳强行钻入地下防御工事，将爆炸能量准确的释放到目标区域，从而达到毁伤目标的目的。目前，国内钻地武器主要采用将颗粒状散粒体通过大型压机压制成规则的圆柱体或异型体来满足武器装填使用。但对于大型、超大型的圆柱体（直径Φ400mm～Φ650mm）或异型体的压制成型质量控制技术尚无研究，并且由于圆柱体或异型体尺寸大、密度高、内部质量控制严格，采用普通油压机和常规压制成型工艺难以保证其压制质量。因此，工厂新建了大吨位精密数控双向专用液压机，是国内吨位最大、自动化程度最高、精度最高的压制设备。利用大吨位精密数控双向专用液压机，开展大型、超大型圆柱体或异型体压制成型质量控制技术研究，进一步提高大型、超大型圆柱体或异型体压制成型技术水平，对我国军事发展具有深远影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种解决现有直径Φ400mm以上大型及超大型圆柱体或异型体压制存在裂纹、气孔、疏松、密度分布不均的缺陷，而提供的抗高过载圆柱体或异型体成型液压机及加工工艺。

为了达到上述设计目的，本发明所采用的技术方案是：一种抗高过载圆柱体或异型体成型液压机，包括下滑块和上滑块，所述下滑块的顶面中心位置与上滑块的底面中心位置分别设有下冲头和上冲头，所述下滑块的顶面两侧与上滑块的底面两侧均设有相对称的立柱，所述下滑块的顶面立柱与上滑块的底面立柱之间设有中间梁，所述中间梁的中心位置开设有通孔，所述通孔内套装有模套，所述模套的外壁顶端设有环型卡台，所述模套的外壁底端旋装有固定螺母，所述模套的中心位置开设有冲头挤压腔，所述冲头挤压腔内压装有药柱。

一种抗高过载圆柱体或异型体成型加工工艺，包括以下步骤：

步骤一、将散粒体温度预热到50℃～75℃，预热时间由2h延长到12h，使散粒体中的挥发性物质充分挥发，高分子物质熟化完全，改善散粒体的流散性，减小颗粒间和颗粒与模具模壁间的摩擦力，以提高散粒体压制过程的可塑性，从而有利于提高圆柱体或异型体密度的均匀性；在压制压力不变的情况下，圆柱体或异型体密度将随散粒体温度的提高而增高，因为在散粒体温度增高时，散粒体晶粒表面低熔点的液态混合物的渗出量增多，起到润滑剂的作用，有利于散粒体压制成型，但压装炸药的预热温度过高，也容易引起炸药热点的形成，当热点达到一定温度时可能会导致爆炸，同时炸药的机械感度随炸药的温度升高而增大，为避免炸药的预热温度过高引发药柱压制的危险性，对炸药的预热温度结合密度要求进行了控制，炸药的预热温度控制在50℃～75℃；

步骤二、将散粒体分次装入模套内，减小散粒体轴向方向压制高度，散粒体压制过程由于截面内各部位的压力不同，靠近冲头处的压制压力最大，离冲头越远，压力越小，造成靠近底座的圆柱体或异型体结构比冲头处的圆柱体或异型体结构要松，因此，为减小散粒体松装比重对圆柱体或异型体压制质量均匀性的影响，采用分次装填技术，分次装填技术是将散粒体总量分为N份，第一份装入模套压制成型后，再加入第二份，重复第一份压制过程，将第二份压制成型以此类推，完成圆柱体或异型体的压制过程，减小圆柱体或异型体轴向密度差；

步骤三、采用0.02～0.2mm/s微动加压技术，确保散粒体压制过程由于截面内各部位压力基本均匀一致，当冲头压力加压于散粒体时，开始阶段散粒体的压紧变形，是靠颗粒的相互滑动，彼此间的空隙体积不断减小来实现，随着压力的增加，有些颗粒互相接近，形成新的接触面，使总接触面增加，在冲头微动压制中，颗粒缓慢位移翻转，从而产生弹性变形，使散粒体中的气体能够在足够的时间排出，颗粒体之间间隙的填充更加致密，避免了药柱内部产生气孔、裂纹和疏松；

步骤四、采用15min～30min稳定保压技术，在压制药柱过程中，当压力已达到规定的数值时，若保压一段时间，则药柱密度会因加载时间增加而增大，因为散粒体颗粒在不变应力作用下发生了缓慢的变形，其变形过程总是伴随着固体颗粒之间毛细缝隙中的半流体、流体或气体的流动，这种毛细缝隙中的粘性流动十分缓慢，使散粒体颗粒在一定的压力和时间内缓慢地填充到这种毛细缝隙中，及时地排出散粒体中的气体，避免了药柱内部气孔、裂纹和疏松的产生。

所述在步骤三中为避免加压速度短时间内过快，采用0.02～0.2mm/s微动加压技术，以解决加压速度过快形成热点。

本发明有益效果：在压制过程中，挥发性物质充分挥发，高分子物质熟化完全，改善散粒体的流散性，减小颗粒间和颗粒与模具模壁间的摩擦力，以提高散粒体压制过程的可塑性，从而有利于提高圆柱体或异型体密度的均匀性，在压制压力不变的情况下，圆柱体或异型体密度将随散粒体温度的提高而增高。因为在散粒体温度增高时，散粒体晶粒表面低熔点的液态混合物的渗出量增多，起到润滑剂的作用，有利于散粒体压制成型，但压装炸药的预热温度过高，也容易引起炸药热点的形成，当热点达到一定温度时可能会导致爆炸，同时炸药的机械感度随炸药的温度升高而增大，为避免炸药的预热温度过高引发药柱压制的危险性，对炸药的预热温度结合密度要求进行了控制，炸药的预热温度控制在50℃～75℃。本发明有效的解决了现有直径φ400mm以上大型、超大型圆柱体或异型体压制存在裂纹、气孔、疏松、密度分布不均等缺陷，而且压制后的圆柱体或异型体密度高，可达到散粒体理论密度98.5%以上、从而使产品内部质量无可见气孔、裂纹和疏松等缺陷，使产品合格率达到100%，从而满足武器设计指标要求。

附图说明

图 1 为本发明一种抗高过载圆柱体或异型体成型液压机示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细描述。如图1所示的：一种抗高过载圆柱体或异型体成型液压机，包括下滑块1和上滑块9，所述下滑块1的顶面中心位置与上滑块9的底面中心位置分别设有下冲头2和上冲头8，所述下滑块1的顶面两侧与上滑块9的底面两侧均设有相对称的立柱3，所述下滑块1的顶面立柱与上滑块9的底面立柱之间设有中间梁5，所述中间梁5的中心位置开设有通孔，所述通孔内套装有模套7，所述模套7的外壁顶端设有环型卡台，所述模套7的外壁底端旋装有固定螺母4，所述模套7的中心位置开设有冲头挤压腔，所述冲头挤压腔内压装有药柱6。

一种抗高过载圆柱体或异型体成型加工工艺，包括以下步骤：

步骤一、将散粒体温度预热到50℃～75℃，预热时间由2h延长到12h，使散粒体中的挥发性物质充分挥发，高分子物质熟化完全，改善散粒体的流散性，减小颗粒间和颗粒与模具模壁间的摩擦力，以提高散粒体压制过程的可塑性，从而有利于提高圆柱体或异型体密度的均匀性；在压制压力不变的情况下，圆柱体或异型体密度将随散粒体温度的提高而增高，因为在散粒体温度增高时，散粒体晶粒表面低熔点的液态混合物的渗出量增多，起到润滑剂的作用，有利于散粒体压制成型，但压装炸药的预热温度过高，也容易引起炸药热点的形成，当热点达到一定温度时可能会导致爆炸，同时炸药的机械感度随炸药的温度升高而增大，为避免炸药的预热温度过高引发药柱压制的危险性，对炸药的预热温度结合密度要求进行了控制，炸药的预热温度控制在50℃～75℃；

步骤二、将散粒体分次装入模套内，减小散粒体轴向方向压制高度，散粒体压制过程由于截面内各部位的压力不同，靠近冲头处的压制压力最大，离冲头越远，压力越小，造成靠近底座的圆柱体或异型体结构比冲头处的圆柱体或异型体结构要松，因此，为减小散粒体松装比重对圆柱体或异型体压制质量均匀性的影响，采用分次装填技术，分次装填技术是将散粒体总量分为N份，第一份装入模套压制成型后，再加入第二份，重复第一份压制过程，将第二份压制成型以此类推，完成圆柱体或异型体的压制过程，减小圆柱体或异型体轴向密度差；

步骤三、采用0.02～0.2mm/s微动加压技术，确保散粒体压制过程由于截面内各部位压力基本均匀一致，当冲头压力加压于散粒体时，开始阶段散粒体的压紧变形，是靠颗粒的相互滑动，彼此间的空隙体积不断减小来实现，随着压力的增加，有些颗粒互相接近，形成新的接触面，使总接触面增加，在冲头微动压制，使颗粒缓慢位移翻转，产生弹性变形，使散粒体中的气体能够在足够的时间排出，颗粒体之间间隙的填充更加致密，避免了药柱内部产生气孔、裂纹和疏松；

步骤四、采用15min～30min稳定保压技术，从生产和实验中证明，在压制药柱过程中，当压力已达到规定的数值时，若保压一段时间，则药柱密度会因加载时间增加而增大，主要是因为散粒体颗粒在不变应力作用下发生了缓慢的变形，其变形过程总是伴随着固体颗粒之间毛细缝隙中的半流体、流体或气体的流动，这种毛细缝隙中的粘性流动十分缓慢，使散粒体颗粒在一定的压力和时间内缓慢地填充到这种毛细缝隙中，及时地排出散粒体中的气体，避免了药柱内部气孔、裂纹和疏松的产生。

所述在步骤三中为避免加压速度短时间内过快，采用0.02～0.2mm/s微动加压技术，以解决加压速度过快形成热点。

本发明使用时: 将工作台两侧台面上安全定位装置调整至所需高度；上冲头8以30mm/s快速下行至模套7上端面5mm时转5mm/s慢速下行；上冲头8慢速下行，当上冲头8进入到模套7内时继续慢速行进；当上冲头8接触到散粒体时转1mm/s慢速压制；当上冲头8以1mm/s慢速压制距安全定位装置5mm时转0.1mm/s微动压制;当上滑块9与安全定位装置接触，上冲头8停止下行；当油缸内液压油压力达到标定预压力时开始保压；保压20分钟后，上油缸自动泄压，上冲头8以0.1mm/s微动速度退模；上滑块9与安全定位装置脱离；当上冲头8以0.1mm/s微动速度退模至5mm时转0.5mm/s慢速退模；当上冲头8以0.5mm/s慢速退模至10mm时转1mm/s慢速退模；当上冲头8以1mm/s慢速退模至药柱高度1/2时转2mm/s慢速退模；当上冲头8以2mm/s慢速退模至药柱6高度时转5mm/s慢速退模；待上冲头8以5mm/s慢速退模完全脱离药柱6时转30mm/s快速退模；上滑块9快速回程，上冲头8退出模腔回程到位；下冲头8上升，将药柱6顶出到位后，油压机自动关闭；压机操作人员进入药柱6压制工房，从下冲头2上取下药柱6。

Claims (3)

1.一种抗高过载圆柱体或异型体成型液压机，其特征在于：包括下滑块和上滑块，所述下滑块的顶面中心位置与上滑块的底面中心位置分别设有下冲头和上冲头，所述下滑块的顶面两侧与上滑块的底面两侧均设有相对称的立柱，所述下滑块的顶面立柱与上滑块的底面立柱之间设有中间梁，所述中间梁的中心位置开设有通孔，所述通孔内套装有模套，所述模套的外壁顶端设有环型卡台，所述模套的外壁底端旋装有固定螺母，所述模套的中心位置开设有冲头挤压腔，所述冲头挤压腔内压装有药柱。

2.一种抗高过载圆柱体或异型体成型加工工艺，包括以下步骤：步骤一、将散粒体温度预热到50℃～75℃，预热时间由2h延长到12h，使散粒体中的挥发性物质充分挥发，高分子物质熟化完全，改善散粒体的流散性，减小颗粒间和颗粒与模具模壁间的摩擦力，以提高散粒体压制过程的可塑性，从而有利于提高圆柱体或异型体密度的均匀性；在压制压力不变的情况下，圆柱体或异型体密度将随散粒体温度的提高而增高，因为在散粒体温度增高时，散粒体晶粒表面低熔点的液态混合物的渗出量增多，起到润滑剂的作用，有利于散粒体压制成型，但压装炸药的预热温度过高，也容易引起炸药热点的形成，当热点达到一定温度时可能会导致爆炸，同时炸药的机械感度随炸药的温度升高而增大，为避免炸药的预热温度过高引发药柱压制的危险性，对炸药的预热温度结合密度要求进行了控制，炸药的预热温度控制在50℃～75℃；步骤二、将散粒体分次装入模套内，减小散粒体轴向方向压制高度，散粒体压制过程由于截面内各部位的压力不同，靠近冲头处的压制压力最大，离冲头越远，压力越小，造成靠近底座的圆柱体或异型体结构比冲头处的圆柱体或异型体结构要松，因此，为减小散粒体松装比重对圆柱体或异型体压制质量均匀性的影响，采用分次装填技术，分次装填技术是将散粒体总量分为N份，第一份装入模套压制成型后，再加入第二份，重复第一份压制过程，将第二份压制成型以此类推，完成圆柱体或异型体的压制过程，减小圆柱体或异型体轴向密度差；步骤三、采用0.02～0.2mm/s微动加压技术，确保散粒体压制过程由于截面内各部位压力基本均匀一致，当冲头压力加压于散粒体时，开始阶段散粒体的压紧变形，是靠颗粒的相互滑动，彼此间的空隙体积不断减小来实现，随着压力的增加，有些颗粒互相接近，形成新的接触面，使总接触面增加，在冲头微动压制中，颗粒缓慢位移翻转，从而产生弹性变形，使散粒体中的气体能够在足够的时间排出，颗粒体之间间隙的填充更加致密，避免了药柱内部产生气孔、裂纹和疏松；步骤四、采用15min～30min稳定保压技术，在压制药柱过程中，当压力已达到规定的数值时，若保压一段时间，则药柱密度会因加载时间增加而增大，因为散粒体颗粒在不变应力作用下发生了缓慢的变形，其变形过程总是伴随着固体颗粒之间毛细缝隙中的半流体、流体或气体的流动，这种毛细缝隙中的粘性流动十分缓慢，使散粒体颗粒在一定的压力和时间内缓慢地填充到这种毛细缝隙中，及时地排出散粒体中的气体，避免了药柱内部气孔、裂纹和疏松的产生。

3.根据权利要求2所述的一种抗高过载圆柱体或异型体成型加工工艺，其特征在于：为避免加压速度短时间内过快，采用0.02～0.2mm/s微动加压技术，以解决加压速度过快形成热点。

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