Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do obrób¬ ki metali za pomoca cisnienia, a zwlaszcza urzadze¬ nie do wybuchowego tloczenia. Urzadzenie to jest stosowane w przemysle lotniczym oraz w budowni¬ ctwie okretowym przy wytwarzaniu skomplikowa¬ nych elementów z blachówek. Urzadzenie wedlug wynalazku moze byc wykorzystane równiez przy budowie maszyn dla przemyslu chemicznego i naf¬ towego, a takze przy budowie kotlów.Znane sa urzadzenia do wybuchowego tloczenia, zawierajace matryce, umieszczona na plycie oraz posiadajace komore wybuchowa, przylegajaca do tej plyty za posrednictwem rury detonacyjnej, umiesz¬ czonej na drugiej plycie, przy czym obie te plyty sa ze soba sztywno polaczone, a rura detonacyjna zawiera zaplon mieszanki gazowej. Matryca, komo¬ ra wybuchowa i rura detonacyjna sa umieszczone wspólosiowo, kolejno jedna nad druga. Powierzch¬ nia wewnetrzna komory wybuchowej ma postac stozka scietego, którego duza podstawa jest zwró¬ cona w kierunku matrycy, a mala podstawa jest zwrócona ku rurze detonacyjnej.Komora wybuchowa jest polaczona ze zródlem mieszanki gazowej oraz posiada elementy, sluzace do odprowadzania z niej produktów spalania mie¬ szanki gazowej (swiadectwo autorskie nr 14870 wy¬ dane w ZSRR).Wiadomo, ze stale rozchodzenie sie fali detona¬ cyjnej w mieszance gazowej o okreslonej zawarto¬ sci wymaga okreslonego kata krytycznego stozko- JO 2 watej komory wybuchowej. Jezeli ten kat zostanie przekroczony, to wówczas fala detonacyjna w takiej komorze ulegnie zanikowi, np. w przypadku, kiedy przy stechiometrycznej mieszaninie metanu i tlenu kat krytyczny wynosi 25°. Dlatego tez tloczenie wy¬ buchowe czesci o duzych wymiarach wymaga sto¬ sowania komory wybuchowej w postaci stozka o du¬ zej dlugosci, co z kolei powoduje wieksze zuzycie mieszanki gazowej w procesie eksploatacji urzadze¬ nia.Urzadzenia takie charakteryzuja sie oprócz te^o duzym stopniem zuzycia metalu, a wiec sa urzadze¬ niami kosztownymi.Celem wynalazku jest wiec wyeliminowanie tych niedogodnosci.Zadanie wynalazku polega na skonstruowaniu ta¬ kiego urzadzenia do tloczenia wybuchowego któiego go rozwiazanie konstrukcyjne, przy zachowaniu identycznych parametrów procesu jak w opisanym juz urzadzeniu, pozwoliloby na jednoczesne zmniej¬ szenie wymiarów jego komory, a wiec umozliwilo¬ by zmniejszenie zuzycia metalu na wytworzenie ta¬ kiego urzadzenia oraz pozwoliloby na zmniejszenie zuzycia mieszanki gazowej w procesie eksploatacji urzadzenia.Powyzsze zostalo rozwiazane w ten sposób, ze w urzadzeniu do tloczenia wybuchowego, w którym matryca do rozmieszczenia pólfabrykatów jest umieszczona na jednej plycie, a na plycie drugiej, równoleglej do pierwszej plyty i z nia polaczonej04 804 3 4 dystansowo, znajduje sie komora wybuc awa, któ¬ rej jedna strona przylega do matrycy i jest* po¬ laczona ze zródlem mieszanki gazowej, a druga prze¬ ciwlegla jej strona jest polaczona z rura detonacyj- na wyposazona w zaplon mieszanki gazowej, zgod¬ nie z wynalazkiem.W, komorze wybuchowej jest umieszczony ele¬ ment, majacy postac bryly obrotowej, którego po¬ wierzchnia zewnetrzna, przylegajaca do bocznej po¬ wierzchni wewnetrznej komory wybuchowej, two¬ rzy przestrzen w ksztalcie pierscienia, wypelniona mieszanka gazowa, przy czym wielkosc tej prze¬ strzeni zmienia sie w przekroju poprzecznym ko¬ mory wybuchowej w kierunku rozchodzenia sie czola fali detonacyjnej w taki sposób, aby w ko¬ morze wybuchowej zostaly zachowane warunki de- tonacyjne spalania mieszanki gazowej.Celowe jest zamontowanie elementu w komorze detonacyjnej w ten* sposób, aby uzyskac regulowa¬ ne jego przemieszczenie osiowe.Rozwiazanie takie umozliwia regulacje wielkosci przestrzeni miedzy powierzchnia czolowa elementu, a wewnetrzna powierzchnia czolowa komory, co z kolei zapewnia uzyskanie optymalnych warunków detonacyjnego sposobu spalania podczas pracy, w przypadku stosowania typów mieszanin gazowych.Celowe jest takze wykonanie wspomnianego ele¬ mentu w ksztalcie bryly stozkowatej, której podsta¬ wa jest zwrócona w kierunku czola rury detona¬ cyjnej, a wewnetrzna powierzchnia boczna komo¬ ry wybuchowej ma ksztalt stozka scietego, zwró¬ conego swa duza podstawa w kierunku matrycy.Takie ksztalty i polozenia elementów oraz komory zapewniaja bowiem male wymiary urzadzenia.Korzystne jest równiez azeby element ten posia¬ dal wybranie przystosowane do czesciowego wypel¬ nienia go ciecza, co zapewnia ochladzanie tego ele¬ mentu w procesie tloczenia wybuchowego. Takie rozwiazanie elementu wymaga niewielkiej ilosci metalu na jego wykonanie oraz zwieksza stopien trwalosci urzadzenia, a takze podnosi wydajnosc pracy tego urzadzenia.Celowe jest takze wykonanie wspomnianego ele¬ mentu w ksztalcie beczki, o bocznej sciance z ma¬ terialu elastycznego, przystosowanej do wypelnienia jej ciecza pod cisnieniem, przy czym wielkosc tego elementu jest ustalana w zaleznosci od zawartosci mieszanki gazowej oraz od jej cisnienia pierwot¬ nego. Takie rozwiazanie elementu pozwala na zmia¬ ne jego ksztaltu i wymiarów, przy jednoczesnej zmianie zawartosci mieszanki gazowej przedostaja¬ cej sie do komory wybuchowej oraz zmianie ste¬ zenia tej mieszanki, a wiec tym samym powoduje, ze wyznaczona wartosc sily tloczenia pólfabrykatu pozostaje niezmieniona.Powierzchnia boczna elementu moze byc umiesz¬ czona równolegle do powierzchni wewnetrznej ko¬ mory wybuchowej^ a kanaly przelotowe, wykonane w tym elemencie w kierunku rozchodzenia sie czola fali detonacyjnej moga byc zakrywane, w celu umo¬ zliwienia miejscowego profilowania pólfabrykatu.Elementowi mozna równiez nadac ksztalt -kropli, która w polaczeniu z wewnetrzna powierzchnia boczna komory wybuchowej tworzy przestrzen w ksztalcie pierscienia, majacego postac przewezaja- co-rozszerzajacej sie dyszy. Przechodzac przez taka przestrzen produkty detonacyjne spalania mieszan¬ ki gazowej odznaczaja sie zwiekszona predkoscia przeplywu w rozszerzajacej sie czesci dyszy, a tak- ze co za tym idzie, podwyzszeniem cisnienia, dzia¬ lajacego na ksztaltowany pólfabrylkat.Wykonanie urzadzenia do tloczenia wybuchowego wedlug wynalazku, wymaga w porównaniu ze zna¬ nymi urzadzeniami znacznie mniejszych nakladów.Zuzycie mieszanki gazowej w procesie eksploatacji urzadzenia zmniejsza sie ponadto od 1,5 do 4 razy w porównaniu ze znanymi urzadzeniami, przy za¬ chowaniu tych samych parametrów tloczenia wy¬ buchowego, tj. wielkosci cisnienia i sposobu jego rozprzestrzeniania sie na powierzchni pólfabrykatu.Wynalazek jest wyjasniony blizej na przykladach wykonania, uwidocznionych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie do wybuchowego tlo¬ czenia, w ogólnym widoku i z czesciowym przekro¬ jem, fig. 2 — schemat sterowania urzadzeniem do wybuchowego tloczenia, fig. 3 — komore wybucho¬ wa, w przekroju podluznym, z elementem stozko¬ watym, fig. 4 — drugi wariant komory wybucho¬ wej, w przekroju podluznym, z elementem stozko¬ watym, majacym wybranie wypelniane ciecza, fig. — wariant trzeci komory wybuchowej, w prze¬ kroju' podluznym, z elementem majacym postac beczki, fig. 6 — wariant czwarty komory wybucho¬ wej, w przekroju podluznym, z elementem posiada¬ jacym kanaly osiowe, a fig. 7 — piaty wariant ko¬ mory wybuchowej, w przekroju podluznym, z ele¬ mentem majacym z kolei postac kropli.Urzadzenie do wybuchowego tloczenia posiada podstawe 1 (fig. 1), zamocowana srubami 2 na be¬ tonowym podlozu 3.Na podstawie 1 jest umieszczona dolna plyta 4, która jest polaczona sztywno z górna plyta 5 za posrednictwem kolumn 6 i nakretek 7. Miedzy plyta dolna 4 a plyta górna 5 jest zamocowana na ko¬ lumnach 6 plyta przestrzenna 8, która moze sie prze¬ mieszczac w plaszczyznie pionowej.Przemieszczenie w plaszczyznie pionowej plyty przestrzennej 8 nastepuje dzieki mechanizmowi kli¬ nowemu, który sklada sie z klina 9, przymocowa¬ nego do dolnej powierzchni plyty przestrzennej 8 oraz z klina ruchomego 10, przemieszczajacego sie wzdluz plyty dolnej 4. Klin ruchomy 10 jest pola¬ czony z tlokiem cylindra pneumatycznego 11, umieszczonego na podstawie 1.Na wystajacym w góre odcinku 12 podstawy 1 oraz na plycie przestrzennej 8 sa umieszczone szy¬ ny 13 i 14, po których przesuwa sie wózek 15 z za¬ mocowana na niej matryca 16. Matryca 16 jest za¬ mocowana na wózku 15 za pomoca ustalaczy 17.Na wózku 15 jest osadzony wspornik 18, który jest polaczony z cylindrem pneumatycznym 28 za po¬ srednictwem jarzma 19, powodujacego przesuwanie sfe wózka 15 po szynach 13 i 14.Do górnej plyty 5 jest przymocowana komora wybuchowa 21, której jedna z powierzchni przyle¬ ga do znajdujacego sie na matrycy 16 pólfabryka¬ tu a za posrednictwem przepony gumowej 22 i za¬ cisku 23. Przeciwlegla zas powierzchnia komory wy¬ buchowej 21 przylega do rury detonacyjnej 24, za¬ opatrzonej w zaplon 25 mieszanki gazowej. Jako za- 40 <5 50 55 6094804 6 plon W moze tu byc wykorzystana swieca iskrowa.Srednica wewnetrzna rury detonacyjnej 25 , Jest mniejsza od najmniejszej srednicy komory wybu¬ chowej 21.Komora wybuchowa 21 jest polaczona ze zródla¬ mi gazu 27 i 28 za posrednictwem ukladu zasilania gazowego 26 (fig. 2).W komorze wybuchowej 21 znajduje sie element 29 (fig. 3) w postaci bryly obrotowej, którego po¬ wierzchnia zewnetrzna tworzy z boczna powierzch¬ nia wewnetrzna komory wybuchowej 21 przestrzen w ksztalcie pierscienia, wypelniona mieszanka ga¬ zowa. Wielkosc tej przestrzeni w przekroju po¬ przecznym komory wybuchowej 21 zmienia sie w kierunku rozchodzenia sie czola fali detonacyjnej w ten sposób, aby zostaly zachowane detonacyjne warunki spalania mieszanki gazowej w komorze wybuchowej 21.Element 29 ma postac stozkowatej bryly, której podstawa jest zwrócona ku przodowi rury detona¬ cyjnej 24 (fig. 1), a wewnetrzna powierzchnia bocz¬ na komory wybuchowej 21 ma postac stozka scie¬ tego, którego duza podstawa jest zwrócona do ma¬ trycy 16. Takie ustawienie wzgledem siebie ele¬ mentu 29 i komory wybuchowej 21 zapewria male wymiary urzadzenia.W celu zachowania warunków detonacyjnyoh spa¬ lania, niezbedne jest nadanie stozkowi scietemu kb- mory wybuchowej 21 odpowiedniego katu, okreslo¬ nego dla kazde] z mieszanek gazowych o ustalo¬ nym skladzie. Jezeli kat ten przekroczy pewna war¬ tosc krytyczna „ak", to wówczas zanika fala deto- nacyjna, idaca z rury detonacyjnej o malym prze¬ kroju i zmierzajaca do komory wybuchowej (21).Rozmieszczenie elementu 29 w komorze wybu¬ chowej 21 o kacie „a0", wiekszym niz „ak", to za¬ pewnia otrzymanie kata „axn miedzy powierzchnia zewnetrzna elementu 29, a powierzchnia wewnetrz¬ na komory wybuchowej 21, mniejszego od kata kry¬ tycznego „ak", a wiec at < ak .Umozliwia to zmniej¬ szenie dlugosci komory wybuchowej 21, a wiec po¬ zwala na zmniejszenie zuzycia metalu na wykona¬ nie komory 21 oraz powoduje zmniejszenie zuzycia mieszanki gazowej w procesie eksploatacji urza¬ dzenia.Element 29 jest przymocowany do komory wybu¬ chowej 21 za pomoca sworzni 30. Na kazdym sworz¬ niu 30, miedzy czolowa powierzchnia wewnetrzna komory 21, a elementem 29 znajduja sie podkladki nastawcze 31, dzieki którym nastepuje regulacyjne przemieszczenie osiowe elementu 29 wzgledem ko¬ mory wybuchowej 21, w celu zmiany wielkosci przestrzeni miedzy nimi, podczas zmiany skladu % mieszanki gazowej.Dla zmniejszenia zuzycia metalu na wykonanie • elementu 32 (fig. 4) element ten ma wybranie, któ¬ re jest zakryte pokrywa 33 z otworem, umozliwia¬ jacym wypelnienie wybrania ciecza. Otwór ten po¬ siada zaslepke 34.Obecnosc cieczy w wybraniu elementu 32 oraz jej parowanie w procesie detonacji pozwala na obni¬ zenie nagrzewu elementu 32, a wiec równiez na obnizenie nagrzewu komory wybuchowej 21, co podnosi trwalosc i wydajnosc urzadzenia, poprzez utrzymywanie takiego samego ciezaru wagowego mieszanki gazowej, podawanej do komory wybu¬ chowej 21.Element 35 (fig. 5) posiada postac beczki, wyko¬ nanej z materialu elastycznego, w tym przypadku 3 z gumy.W celu ulatwienia wypelnienia elementu 35. zwa¬ nego oslona, ciecza, element ten jest zamocowany od strony górnej i dolnej na kryzach 37 i 38 za po¬ moca jarzm 36.Srodek kolnierza 38 jest przyspawany do rury 39, za posrednictwem której ciecz jest podawana pod cisnieniem do wnetrza oslony 35 w kierunku strza¬ lek A; kolnierz 37 jest z kolei przyspawany do rury zewnetrznej 40, a wewnatrz tego kolnierza 37 prze¬ chodzi wspólosiowo rura 39, która sluzy do wyle¬ wania cieczy z wnetrza oslony 35, co Jest uwi¬ docznione za pomoca strzalek B.Zastosowanie elastycznej oslony umozliwia zmia¬ ne postaci elementu 35, przy zmianie skladu mie¬ szanki gazowej lub przy zmianie stezenia tej mie¬ szanki, zachowujac przy tym optymalne warunki ksztaltowania pólfabrykatu „a" (fig. 1).W celu jeszcze wiekszego obnizenia zuzycia mie¬ szanki gazowej i zapewnienia lokalnego ksztalto¬ wania pólfabrykatu „a" o okreslonym profilu, ele¬ ment 41 (fig. 6) posiada powierzchnie boczna, rów¬ nolegla do wewnetrznej powierzchni bocznej ko¬ mory 42, która w opisywanym wariancie wykona¬ nia posiada ksztalt stozka o podstawie zwróconej w kierunku ksztaltowanego pólfabrykatu „a". Ele¬ ment 41 jest zamocowany w komorze 42 za pomoca zeber 43. W elemencie 41 sa wykonane kanaly 41, umieszczone w kierunku rozchodzenia sie czola fali detonacyjnej. Kanaly te sa zakrywane wybiorczo za pomoca zaslepek 45, odpowiednio do ksztaltów otrzymywanego wyrobu.W celu zwiekszenia oporu plastycznego, dzialaja¬ cego w procesie ksztaltowania na pólfabrykat „a" (fig. 7), element 46 posiada w tej odmianie wyko¬ nania iksztalt kropli i tworzy w polaczeniu z we¬ wnetrzna powierzchnia boczna komory wybucho¬ wej 47 przestrzen w ksztalcie pierscienia, który ma postac przewezajaco-rozszerzajacej sie dyszy 48.Polozenie elementu 46 wzgledem scian komory 47 jest ustalone za pomoca zeber 43a.Odplyw produktów spalania detonacyjnego no. przez dysze 48 charakteryzuje sie zwiekszeniem predkosci przeplywu strumienia gazowego, znajdu¬ jacego sie w rozszerzajacej sie czesci dyszy 48, a tak¬ ze wzrostem cisnienia, dzialajacego na pólfabry¬ kat „a".Zasada dzialania urzadzenia do matrycowania za pomoca wybuchu gazów jest nastepujaca: W polozeniu wyjsciowym plyta przestrzenna 8 znajduje sie w skrajnym polozeniu dolnym. Szyny 13 i 14 sa ze soba zbiezne, a klin ruchomy 10 zaj¬ muje lewe polozenie skrajne (wedlug rysunku).Wózek 15 z matryca 16 znajduje sie na szy¬ nach 14, umieszczonych na odcinku 12 podstawy 1.Operator uklada pólfabrykat „a" na matrycy *16, a nastepnie uruchamia cylinder pneumatyczny 12. który za posrednictwem jarzma 19 posuwa wózek !5 po szynach 13 i 14 pod komora wybuchowa 21.Ruchomy klin 10 jest przemieszczany wówczas w polozenie skrajne prawe (wedlug rysunku) pod 40 50 55 6094 804 7 klin 9 za pomoce cylindra pneumatycznego 11. Na¬ stepuje pizy tym podniesienie plyty przestrzennej 8 oraz dokladne docisniecie matrycy 16 z ulozonym na niej pólfabrykatem „a" do komory wybucho¬ wej 21.Z kolei nastepuje wytwarzanie w kamorze wy¬ buchowej El prózni poprzez podlaczenie jej do pom¬ py prózniowej 52 za pomoca zaworu odcinajacego 49, manometru 50 i kurka 51. Próznie wytwarza sie w celu zachowania stalosci skladu mieszanki gazo¬ wej, podawanej do komory wybuchowej 21.Po wytworzeniu prózni w komorze wybucho¬ wej 81, pompa prózniowa 52 zostaje zamknieta i wówczas nastepuje wlaczenie ukladu, podajacego gaz. W tym celu do mieszarki gazów 56 podaje sie tlen, który plynie od zródla tlenu 28 poprzez ma¬ nometr 53 i kurek 54, sterowany elektrycznie i po¬ przez zawór zwrotny 55.Do mieszarki gazów 56 jest jednoczesnie podawa¬ ny metan, który plynie od zródla metanu 27 poprzez manometr 57, kurek 58 i zawór zwrotny 59. Jedno¬ czesnie mieszanka gazowa powstala w mieszarce 56 jest doprowadzana przez zawór zwrotny 61 i za¬ wór odcinajacy 62 do rury detonacyjnej, a nastep¬ nie jest podawana do komory wybuchowej 21.W chwili gdy komora wybuchowa 21 zostanie wy¬ pelniona mieszanka gazowa za pomoca zaworu od¬ cinajacego 63 i kurków 64 i 65, sa wlaczone mano¬ metry 66 i 67, rejestrujace zwiekszanie sie cisnie¬ nia w komorze 21.W momencie uzyskania zadanego cisnienia, uklad zasilajacy gazowy 26 (zawierajacy mieszarke 56, kurek 60, zawór zwrotny 61 i zawór odcinajacy 62), a takze manometry 66 i 67 zostaja wylaczone, a urzadzenie jest wówczas przygotowane do roz¬ poczecia matrycowania pólfabrykatu „a". Operator wlacza wtedy zaplon 25, który zapala mieszanke ga¬ zowa i mieszanka ta wypelnia rure detonacyjna 24 i komore wybuchowa 21. W rurze detonacyjnej 24 tworzy sie wówczas czolo plomieni, przemieszczaja¬ ce sie wzdluz tej rury.Czolo plomieni rozprzestrzenia sie w rurze 24 ze wzrastajaca predkoscia, w wyniku czego powstaje w rurze detonacyjnej 24 fala detonacyjna, która przechodzi nastepnie do komory wybuchowej 21, gdzie zamontowany jest element 29. Specjalne uksztaltowanie elementu 29 umozliwia zmniejszenie objetosci gazu, doprowadzanego do komory wybu¬ chowej 21. Fala detonacyjna oddzialywuje na pól¬ fabrykat „a" za posrednictwem przepony gumo¬ wej 22, nad która znajduje sie niewielka warstwa wody. Nastepuje wówczas ksztaltowanie pólfabry¬ katu „a" zgodnie z ksztaltem matrycy 16.W celu odprowadzenia produktów detonacji, po¬ wstalych podczas matrycowania, komora wybucho¬ wa 21 jest polaczona poprzez zawór odcinajacy 68 z atmosfera.W celu zas pelnego oczyszczenia komory wybu¬ chowej 21 i czesciowego jej ochlodzenia komora ta jest przedmuchiwana od strony zródla powietrza sprezonego 69, podlaczonego do komory wybucho¬ wej 21 poprzez kurek 70, zawór zwrotny 71 oraz trójnik 72, zawór zwrotny 61 i zawór odcinajacy 62.Po oczyszczeniu komory wybuchowej 21 z produk¬ tów detonacji zostaje wstrzymany doplyw powietrza sprezonego, a nastepnie, pv obnizeniu cisnienia w komorze 21 do wartosci cisnienia atmosferycznego, /ostaje zamkniety zawór odcinajacy 08, laczacy ko¬ more wybuchowa 21 z atmosfera,. Nastepnie klin 10 jest przemieszczany za pomoca cylindra pneuma¬ tycznego 11 do lewego polozenia skrajnego, przy czym nastepuje wówczas jednoczesnie opuszczenie plyty przestrzennej 8 i wózka 15 z matryca do po¬ lozenia pierwotnego za pomoca cylindra pneuma- tycznego 12. Wytloczony wyrób jest teraz usuwany, a jego miejsce zajmuje kolejny pólfabrykat „a'\ Na¬ stepuje powtórzenie cyklu tloczenia wybuchowego. !5 PL