DE2619680B2

DE2619680B2 - Vorrichtung zum elektrohydraulischen Umformen

Info

Publication number: DE2619680B2
Application number: DE2619680A
Authority: DE
Inventors: Jelena Jakovlevna Golovkina Geb. Braslavez; Vladimir Leontjevitsch Schaduja; Aleksandr Juljanovitsch Schuravskij; Gennadij Nikolajevitsch Sdor; Viktor Nikolajevitsch Tschatschin
Original assignee: FIZIKO-TECHNITSCHESKIJ INSTITUT AKADEMII NAUK BELORUSSKOJ SSR MINSK (SOWJETUNION)
Current assignee: FIZIKO-TECHNITSCHESKIJ INSTITUT AKADEMII NAUK BELORUSSKOJ SSR MINSK (SOWJETUNION)
Priority date: 1975-05-11
Filing date: 1976-05-04
Publication date: 1979-02-01
Also published as: DE2619680A1; SU575161A1; DE2619680C3; US4027515A; GB1501049A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine aus der DE-OS 19 41927 bekannte Vorrichtung zum elektrohydraulischen Umformen mit einer Explosionskammer und einer Matrize, in die der blechförmige Rohling eingeformt werden soll, und mit Kanälen in der Wand der Explosionskammer, durch die die Stoßwelle in verschiedene Wirkrichtungen aufgeteilt werden kann, die sich nach den Formerfordernissen des Werkstückes richten. Die Vorrichtung ist zweckmäßigerweise zum elektrohydraulischen Umformen inklusive des Tiefziehens von Erzeugnissen komplizierter Form aus schwer verformbarem Werkstoff verwendbar. Die Vorrichtung kann in der Maschinenbau-, Gerätebau-, Flugzeugindustrie und anderen Industriezweigen zur Anwendung gelangen.

Die bekannte Explosionskammer wird während des Umformens mit einer Arbeitsflüssigkeit gefüllt, die zur Übertragung der Explosionsenergie zum Rohling hin bestimmt ist. Innerhalb dir Explosionskammer ist eine Elektrode untergebracht, wobei als zweite Elektrode die Wand der Explosionskammer dient.

Zur Durchführung des Vorganges des elektrohydraulischen Umformens wird die Matrize mit dem auf ihr angebrachten Rohling dicht an die Explosionskammer angedrückt. Als Ergebnis der Explosion und der Übertragung der Explosionsenergie durch die Arbeitsflüssigkeit auf den Rohling kommt das elektrohydrauli- sche Umformen zustande.

Diese bekannte Vorrichtung ermöglicht es wohl die Energie der Stoßwelle über besondere Kanäle auf diejenigen Stellen des zu verformenden Werkstückes zu leiten, die tiefer gelegenen Stellen der Matrize entsprechen und daher einer stärkeren Umformung unterworfen werden müssen, jedoch ist es bei dieser bekannten Vorrichtung nicht möglich, ein vollkommen gleichmäßiges Einwirken der Explosionsenergie auf alle

ίο Stellen des zu verformenden Rohlinges zu erzielen, wobei es auch nicht möglich ist, einen eine zusätzliche gleichmäßige Verformung des Werkstückes begünstigenden Einfluß der Explosionsenergie über die stirnseitigen Teile des Werkstückes zu bewirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum elektrohydraulischen Umformen mit einer Explosionskammer und einer Matrize zu schaffen, in der die ExplosioK-dkammer eine solche bauliche Lösung aufweist, die es gestattet, die Energie der Stoßwelle derart zu verteilen, daß ein Teil derselben zu den Stirnflächen des Rohlinges geleitet wird und dessen intensivere und gleichmäßige Verformung gewährleistet Die Aufgabe wird auf der Grundlage der bekannten Vorrichtung dadurch gelöst, daß in der Wand der Explosionskammer mindestens zwei Kanäle mit sich über ihre Länge allmählich veränderndem Querschnitt ausgeführt sind, die unter einem spitzen Winkel zur geometrischen Achse der Explosionskammer angeord net sind, derart, daß die einen Enden dieser Kanäle, die einen größeren Querschnitt haben, in die Explosionskammer gekehrt und praktisch gleichmäßig am Umfang derselben gelegen sind, während die anderen Enden, die einen kleineren Querschnitt aufweisen, der Matrize zugekehrt und praktisch gleichmäßig am Umfang derselben in der Nähe der Anbringungszone des Rohlinges gelegen sind, wodurch sich die bei der Explosion bildende Stoßwelle, welche die Kanäle passiert, auf die Stirnflächen des Rohlings während der

Verformung einwirkt.

Durch eine solche bauliche Gestaltung wird während des elektrohydraulischen Umformens ein Teil der Energie der Stoßwelle über die Kanäle auf die Stirnflächen des Rohlings zur Einwirkung auf dieselbe geleitet.

Vorteilhafterweise weist der Kanal in seinem Axialschnitt die Form eines sich verjüngenden Rohres mit einem Winkel zwischen dessen Seiten von 1 — 15° auf.

Eine solche Ausbildung der Kanäle gewährleistet eine Erhöhung des Druckes im schmalen Teil des in Form eines sich verjüngenden Rohres ausgebildeten Kanales, der unmittelbar an die Stirnflächen des Rohlings angrenzt.

Es ist empfehlenswert, wenn die Kanäle in der Wand der Explosionskammer derart angeordnet sind, daß ihre geometrischen Achsen das Zentrum der Explosion schneiden. Bei einer derartigen Anordnung der Kanäle wird eine

feo ungehinderte Ausbreitung der Stoßwelle in ihnen gewährleistet.

Bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung während des elektrohydraulischen Umformens ist eine Einwirkung der Stoßwelle nicht nur auf dem mittleren

^b"> Teil des Rohlings, sondern auch auf dessen Stirnfläche über die Kanäle zu verzeichnen, die in der Wand der Explosionskammer ausgeführt sind. Außerdem ermöglichen es die Kanäle, die in Form

eines sich verjüngenden Rohres mit einem Winkel zwischen dessen Seiten von 1 bis 15° ausgebildet sind, den Druck an der Stirnfläche des Rohlings zusätzlich zu vergrößern.

Auf diese Weise gestattet es eine solche, gemäß der Erfindung ausgeführte Vorrichtung zum elektrohydraulischen Umformen aus einem schwer verformbaren Material Einzelteile komplizierter Form mit ausreichend hoher Qualität zu erhalten.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 die Vorrichtung zum elektrohydraulischen Umformen in schematischer Darstellung, im Längsschnitt;

Fig.2 einen Schnitt nach der Linie H-II gemäß Fig. 1.

Die Vorrichtung zum elektrohydraulischen Umformen enthält eine feststehende Platte 1 (Fig. 1), an der eine Explosionskammer 2 befestigt ist Die Einrichtung enthält auch eine Matrize 3 zum Anbnngen eines Rohlinges 4, die während des elektrohydraulischen Umformens an die Explosionskammer 2 angedrückt ist. Innerhalb der Explosionskammer 2 ist eine Elektrode 5 angeordnet, wobei als andere Elektrode 6 die Wand der Explosionskammer 2 dient, die ebenfalls mit 6 (F i g. 1,2) bezeichnet ist Die Explosionskammer 2 ist mit einer Arbeitsflüssigkeit (im vorliegenden Fall mit Wasser) gefüllt, die die Explosionsenergie zum Rohling 4 überträgt In der Wand 6 der Explosionskammer 2 sind Kanäle 7 ausgeführt, deren Querschnitt sich allmählich über die Länge verändert. Die Kanäle 7 sind unter einem spitzen Winkel β (Fig. 1) zur geometrischen Achse 0-0 der Explosionskammer angeordnet. Die den größeren Querschnitt aufweisenden Enden 8 der Kanäle 7 sind in die Explosionskammer 2 hin gerichtet und glei :hmäßig am Umfang derselben angeordnet. Die den kleineren Querschnitt aufweisenden anderen Enden 9 der Kanäle 7 sind der Matrize 3 zugekehrt und gleichmäßig an. Umfang der Explosionskammer 2 angeordnet, wobei sie auf die Stirnfläche 10 des Rohlings 4 gehen.

In ihrem Axialschnitt weisen die Kanäle 7 die Form eines sich verjüngenden Rohres mit einem Winkel λ zwischen ihren Seiten auf, der 1 — 15° beträgt. Eine derartige Form der Kanäle 7 trägt zu einer Druckerhöhung in ihrem verjüngten Teil bei, welcher unmittelbar an die Stirnfläche 10 des Rohlings 4 angrenzt.

Die Kanäle 7 sind derart angeordnet, daß ihre geometrischen Achsen C-C den Nullpunkt D der Explosion schneiden.

Dadurch gelangt die infolge der durchgefühlten Explosion entstehende Stoßwelle ungehindert in die Kanäle 7.

Die Matrize 3 mit dem auf dieser angebrachten

Rohling 4 ist auf einer beweglichen Platte 11 befestigt, die mit einem (nicht abgebildeten) Mechanismus zum Verschieben und Andrücken der Matrize 3 an die Expiosionskammer 2 kinematisch verbunden ist

Die Einrichtung zum elektrohydraulischen Umformen arbeitet folgendermaßen:

In der Ausgangsstellung befindet sich die bewegliche ίο Platte U mit der auf ihr befestigten Matrize 3 in der unteren Endlage (nicht dargestellt). Die Bedienungsperson legt den Rohling 4 auf die Matrize 3 auf, wonach der nicht abgebildete Mechanismus zum Heben und Andrücken der Matrize 3 an die Explosionskammer 2 eingeschaltet wird.

Die bewegliche Platte 11 mit der auf ihr befestigten Matrize 3 verschiebt den Rohling 4 bis zum Andrücken desselben an die Explosionskammer 2.

Hiernach wird die Explosionskammer 2 mit Wasser gefüllt, und der Elektrode 5 wird Hochspannung zugeführt Dann findet eine Hochspannungsentladung statt wodurch Stoßwellen gebildet werden.

Ein Teil der Stoßwellenenergie wirkt auf den mittleren Teil 4a (Fig. 1) des Rohlings 4 ein, während der andere Teil der Energie über die Kanäle 7 zur Stirnfläche 10 des Rohlings 4 geleitet wird, wobei die Form eines jeden Kanales 7 dazu beiträgt, daß sich der Druck im verjüngten Teil des Kanales 7 an dessen mit dem kleineren Querschnitt gestalteten Ende 9 im Vergleich mit dem Druck in der Explosionskammer erhöht. Das Material des Rohlings 4 füllt dann die Matrize 3 aus, wobei es ein zusätzliches Andrücken seitens seiner Stirnfläche 10 erfährt

Danach senkt sich die bewegliche Platte 11 mit der

!5 auf ihr befestigten Matrize 3 und mit dem Einzelteil in die Ausgangslage. Gleichzeitig wird das Wasser aus dem Hohlraum der Explosionskammer 2 entfernt. Die Bedienungsperson zieht das Fertigteil heraus, worauf die Einrichtung zur Durchführung eines nächstfolgen-

U) den Zyklus des elektrohydraulischen Umformens bereit

Ein Versuchsmuster der vorgeschlagenen Einrichtung zum elektrohydraulischen Umformen hat allseitige Prüfungen durchlaufen, deren Resultate eine hinreichend hohe Wirksamkeit ihrer Arbeit bestätigten.

Die mit Hilfe dieser Einrichtung hergestellten Einzelteile weisen eine recht hohe Qualität auf.

Mit der vorgeschlagenen Einrichtung sind Teile hergestellt worden, bei denen die Streckung ihres so Materiales wesentlich größer ist als bei den mit Hilfe der bekannten Einrichtung hergestellten Teilen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprache:

j. Vorrichtung zum elektrohydraulischen Umformen mit einer Explosionskammer und einer Matrize, in die der blechförmige Rohling eingeformt werden soll, und mit Kanälen in der Wand der Explosionskammer, durch die die Stoßwelle in verschiedene Wirkrichtungen aufgeteilt werden kann, die sich nach den Fonnerfordernissen des Werkstückes richten, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand (6) der Explosionskammer (2) mindestens zwei Kanäle (7) mit sich über ihre Länge allmählich veränderndem Querschnitt ausgeführt sind, die unter einem spitzen Winkel (ß) zur geometrischen Achse ((M)) der Explosionskammer (2) angeordnet sind, derart, daß die einen Enden (8) dieser Kanäle (7), die einen größeren Querschnitt haben, in die Explosionskammer (2) gekehrt und praktisch gleichmäßig am Umfang derselben gelegen sind, während die anderen Enden (9), die einen kleineren Querschnitt aufweisen, der Matrize (3) zugekehrt und praktisch gleichmäßig am Umfang derselben in der Nähe der Anbringungszone des Rohlings (4) gelegen sind, wodurch sich die bei der Explosion bildende Stoßwelle, welche die Kanäle (7) passiert, auf die Stirnflächen des Rohlings (4) während dessen Verformung einwirkt
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (7) in seinem Axialschnitt in Form eines sich verjüngenden Rohres mit einem Winkel («) zwischen dessen Seiten von 1 — 15° besitzt
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (7) in der Wand (6) der Explosionskammer (2) derart angeordnet sind, daß ihre geometrischen Achsen (C-C) das Epizentrum (D)der Explosion schneiden.