RU151998U1

RU151998U1 - DEVICE FOR SHEET STAMPING BY EXPLOSION OF GAS MIXTURES

Info

Publication number: RU151998U1
Application number: RU2014146110/02U
Authority: RU
Inventors: Анвар Юсуфович Боташев; Назим Урусланович Бисилов; Роман Сергеевич Малсугенов
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2014-11-17
Publication date: 2015-04-27

Abstract

Устройство для листовой штамповки взрывом газовых смесей, содержащее соосно установленные матрицу с внутренней полостью и корпус с камерой сгорания, снабженные средствами подачи и зажигания газовой смеси и выпуска продуктов сгорания, а также кольцевой поршень, отличающееся тем, что кольцевой поршень выполнен с внутренним кольцевым буртом, расположенным на его торце, и установлен в кольцевой полости, выполненной в корпусе соосно матрице, при этом на торце кольцевого бурта установлено уплотнительное кольцо.A device for sheet stamping by the explosion of gas mixtures, containing a coaxially mounted matrix with an internal cavity and a housing with a combustion chamber, equipped with means for supplying and igniting the gas mixture and exhausting combustion products, as well as an annular piston, characterized in that the annular piston is made with an inner annular collar, located at its end, and installed in an annular cavity made in the housing coaxially with the matrix, while at the end of the annular collar is installed a sealing ring.

Description

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ ВЗРЫВОМ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙDEVICE FOR SHEET STAMPING BY EXPLOSION OF GAS MIXTURES

Предполагаемая полезная модель относится к области обработки материалов давлением и может быть использована для штамповки деталей из листового материала, преимущественно, в малосерийном и опытном производствах.The proposed utility model relates to the field of material processing by pressure and can be used for stamping parts from sheet material, mainly in small-scale and pilot production.

Известны устройства для листовой штамповки, содержащие камеру сгорания и матрицу, между которыми располагается штампуемая заготовка (Степанов В.Г., Шавров И.А. Высокоэнергетические импульсные методы обработки металлов. Л.: Машиностроение, 1975. - С. 63). В этих устройствах процесс штамповки осуществляется под действием давления газа, образующегося при сгорании горючих газовых смесей, например природного газа и кислорода.Known devices for sheet stamping, containing a combustion chamber and a matrix, between which the stamped workpiece is located (Stepanov V.G., Shavrov I.A. High-energy pulsed metal processing methods. L .: Mashinostroyenie, 1975. - P. 63). In these devices, the stamping process is carried out under the action of the gas pressure generated by the combustion of combustible gas mixtures, for example natural gas and oxygen.

К заявленному объекту наиболее близким аналогом является устройство для листовой штамповки взрывом газовых смесей, содержащее соосно установленные матрицу с внутренней полостью и камеру сгорания, снабженные средствами для подачи и зажигания газовой смеси и выпуска продуктов сгорания, а также охватывающую внутреннюю полость матрицы кольцевую полость, в которой размещен кольцевой поршень, взаимодействующий со штампуемой заготовкой (патент на полезную модель №98954, МПК В21Д 22/00). В этом устройстве горение газовой смеси осуществляется в камере сгорания, и в полости матрицы. Это позволяет нагреть листовую заготовку и осуществить процесс штамповки в горячем состоянии заготовки, что повышает ее пластичность.The closest analogue to the claimed object is a device for sheet stamping by explosion of gas mixtures, containing a coaxially mounted matrix with an internal cavity and a combustion chamber equipped with means for supplying and igniting the gas mixture and exhausting the combustion products, as well as an annular cavity covering the internal cavity of the matrix, in which placed an annular piston interacting with a stamped workpiece (utility model patent No. 98954, IPC V21D 22/00). In this device, the combustion of the gas mixture is carried out in the combustion chamber, and in the cavity of the matrix. This allows you to heat the sheet stock and carry out the stamping process in the hot state of the workpiece, which increases its ductility.

1one

Известное устройство имеет следующий недостаток. Прижим штампуемой заготовки производится кольцевой поршнем. При этом усилие прижима, создаваемое давлением жидкости на кольцевой поршень, остается постоянным в течение всего процесса штамповки. В этой связи усилие прижима рассчитывается на максимальное давление продуктов сгорания. Ввиду значительности этого усилия течение металла в полость матрицы из фланцевой части заготовки, находящейся под кольцевым поршнем, практически не происходит. Поэтому формообразование детали осуществляется преимущественно за счет утонения заготовки. Это ограничивает технологически возможности устройства для штамповки.The known device has the following disadvantage. The clamp of the stamped workpiece is made by an annular piston. In this case, the clamping force created by the pressure of the liquid on the annular piston remains constant throughout the entire stamping process. In this regard, the clamping force is calculated on the maximum pressure of the combustion products. Due to the significance of this effort, the flow of metal into the cavity of the matrix from the flange part of the workpiece located under the annular piston practically does not occur. Therefore, the shaping of the part is carried out mainly due to the thinning of the workpiece. This limits the technological capabilities of the device for stamping.

Задачей заявляемой полезной модели является расширение технологических возможностей устройства для штамповки.The objective of the claimed utility model is to expand the technological capabilities of the device for stamping.

Технический результат полезной модели достигается тем, что устройство для листовой штамповки взрывом газовых смесей содержит соосно установленные матрицу с внутренней полостью и корпус с камерой сгорания, снабженные средствами подачи и зажигания газовой смеси и выпуска продуктов сгорания, а также кольцевой поршень, причем кольцевой поршень выполнен с внутренним кольцевым буртом, расположенным на его торце, и установлен в кольцевой полости, выполненной в корпусе соосно матрице, при этом на торце кольцевого бурта установлено уплотнительное кольцо.The technical result of the utility model is achieved by the fact that the device for sheet stamping by the explosion of gas mixtures contains a coaxially mounted matrix with an internal cavity and a housing with a combustion chamber equipped with means for supplying and igniting the gas mixture and exhausting the combustion products, as well as an annular piston, and the annular piston is made with an inner annular collar located at its end, and installed in an annular cavity made in the housing coaxially with the matrix, while at the end of the annular collar is installed a sealant ring.

Предлагаемое устройство для листовой штамповки представлено на фиг. 1 и 2: на фиг. 1 оно показано в исходном положении, а на фиг. 2 - в период совершения процесса штамповки. Устройство содержит матрицу 1 с внутренней полостью 2 и корпус 3 с камерой сгорания 4, соединенные между собой при помощи болтов 5 и гаек 6. Камера сгорания 4 снабжена впускным клапаном 7, свечей зажигания 8 и выпускным клапаном 9. На матрице 1 установлены впускной клапан 10, свеча зажигания 11 иThe proposed sheet stamping device is shown in FIG. 1 and 2: in FIG. 1 it is shown in the initial position, and in FIG. 2 - during the stamping process. The device comprises a matrix 1 with an internal cavity 2 and a housing 3 with a combustion chamber 4, interconnected by bolts 5 and nuts 6. The combustion chamber 4 is equipped with an intake valve 7, spark plugs 8 and an exhaust valve 9. An intake valve 10 is installed on the matrix 1 spark plug 11 and

22

выпускной клапан 12. В корпусе 3 соосно матрице 1 выполнена кольцевая полость 13, в которой установлен кольцевой поршень 14. На торце кольцевого поршня 14 выполнен внутренний кольцевой бурт 15. В корпусе 3 имеется канал 16 для подачи жидкости или газа в кольцевую полость13. На торце кольцевого бурта 15 и матрицы 1 установлены уплотнительные кольца 17 и 18 для уплотнения стыка между штампуемой заготовкой 19 и кольцевым буртом 15 и матрицей 1.exhaust valve 12. In the housing 3, an annular cavity 13 is made coaxially with the matrix 1, in which an annular piston 14 is mounted. At the end of the annular piston 14 an inner annular collar 15 is made. In the housing 3 there is a channel 16 for supplying liquid or gas to the annular cavity 13. At the end of the annular collar 15 and the matrix 1, sealing rings 17 and 18 are installed to seal the joint between the workpiece 19 and the annular collar 15 and the matrix 1.

Работа устройства для штамповки осуществляется следующим образом. Через канал 16 в кольцевую полостью 13 подается жидкость или газ. При этом кольцевой поршень 14 перемещается и осуществляет прижим фланцевой части заготовки 19. Усилие прижима сравнительно небольшое, оно обеспечивает лишь герметизацию полости 2 матрицы 1 и камеры сгорания 4. Затем через впускной клапан 7 в камеру сгорания 4 последовательно подается горючий газ и сжатый воздух. При этом по мере роста давления в камере сгорания, благодаря действию давления газа на внутреннюю поверхность кольцевого бурта 15, непрерывно повышается также усилие прижима фланцевой части заготовки 19. Одновременно под действием давления газа происходит деформация заготовки 19 (фиг. 2), преимущественно за счет течение металла с фланцевой части заготовки. При этом усилие прижима, изменяющееся соответственно росту усилия деформирования заготовки, не препятствует течению металла с фланца заготовки в полость 2 матрицы 1. Благодаря этому, в процессе наполнения камеры сгорания 4 топливной смесью, происходит предварительный набор материала в полость 2 матрицы 1.The operation of the stamping device is as follows. Through channel 16, liquid or gas is supplied into the annular cavity 13. In this case, the annular piston 14 moves and presses the flange part of the workpiece 19. The clamping force is relatively small, it provides only sealing of the cavity 2 of the matrix 1 and the combustion chamber 4. Then, through the inlet valve 7, combustible gas and compressed air are sequentially supplied to the combustion chamber 4. Moreover, as the pressure in the combustion chamber increases, due to the gas pressure acting on the inner surface of the annular collar 15, the pressing force of the flange part of the workpiece 19 also increases continuously. At the same time, the workpiece 19 is deformed under pressure of the gas (Fig. 2), mainly due to the flow metal from the flange part of the workpiece. In this case, the clamping force, which changes correspondingly to the increase in the deformation force of the workpiece, does not impede the flow of metal from the workpiece flange into the cavity 2 of the matrix 1. Due to this, in the process of filling the combustion chamber 4 with the fuel mixture, a preliminary set of material takes place in the cavity 2 of the matrix 1.

После достижения давления топливной смеси в камере сгорания 4 до определенного значения впускной клапан 7 закрывается. Затем через впускной клапан 10 в полость 2 матрицы 1 последовательно подается горючий газ и сжатый воздух, в результате чего в ней образуетсяAfter reaching the pressure of the fuel mixture in the combustion chamber 4 to a certain value, the intake valve 7 closes. Then, through the inlet valve 10, combustible gas and compressed air are sequentially supplied into the cavity 2 of the matrix 1, as a result of which it forms

33

топливная смесь давлением, равным давлению топливной смеси в камере сгорания 4. Затем, при помощи свеч 8 и 11, производится зажигание топливной смеси в камере сгорания 4 и полости 2. В результате сгорания давление и температура в полости 2 и камере сгорания 4 многократно повышаются. При этом под действием давления газа на внутреннюю поверхность кольцевого бурта 15 соответственно увеличивается и усилие прижима фланцевой части заготовки 19, что обеспечивает надежную герметичность полости 2 и камеры сгорания 4. В полости 2 и камере сгорания 4 давление продуктов сгорания имеет примерно одинаковое значение, поэтому заготовка 19 в период горения топливной смеси практически не деформируется. При этом под воздействием продуктов сгорания заготовка интенсивно нагревается, что повышает ее пластичность. При достижении температуры заготовки 19 определенной величины, открывается выпускной клапан 12, и продукты сгорания выпускаются из полости 2. Давление в полости 2 падает. При этом под действием давления продуктов сгорания, находящихся в камере сгорания 4, заготовка 19 деформируется и заполняет полость 2 матрицы 1. В этот период деформация заготовки 19 происходит за счет течения металла с ее фланцевой части, а также утонения самой заготовки.the fuel mixture with a pressure equal to the pressure of the fuel mixture in the combustion chamber 4. Then, using candles 8 and 11, the fuel mixture is ignited in the combustion chamber 4 and cavity 2. As a result of combustion, the pressure and temperature in the cavity 2 and combustion chamber 4 are repeatedly increased. In this case, under the action of gas pressure on the inner surface of the annular collar 15, the clamping force of the flange part of the workpiece 19 also increases, which ensures reliable tightness of the cavity 2 and the combustion chamber 4. In the cavity 2 and the combustion chamber 4, the pressure of the combustion products has approximately the same value, therefore, the workpiece 19 during the combustion of the fuel mixture is practically not deformed. Moreover, under the influence of combustion products, the workpiece is heated intensively, which increases its ductility. When the temperature of the workpiece 19 reaches a certain value, the exhaust valve 12 opens, and the combustion products are discharged from the cavity 2. The pressure in the cavity 2 drops. Moreover, under the action of pressure of the combustion products located in the combustion chamber 4, the workpiece 19 is deformed and fills the cavity 2 of the matrix 1. During this period, the workpiece 19 is deformed due to the flow of metal from its flange part, as well as thinning of the workpiece itself.

После завершения процесса штамповки открывается выпускной клапан 9, и продукты сгорания выпускаются из камеры сгорания 4. Кольцевая полость 13 сообщается на слив, в результате чего прижим заготовки 19 прекращается. Затем, отвинтив гайки 6, корпус 3 отсоединяется от матрицы 1. После этого отштампованная деталь извлекается из матрицы 1 и на нее устанавливается новая заготовка. Затем корпус 3 присоединяется к матрице 1, и далее рабочий цикл устройства повторяется в той же последовательности.After the stamping process is completed, the exhaust valve 9 opens and the combustion products are discharged from the combustion chamber 4. The annular cavity 13 is connected to the drain, as a result of which the clamping of the workpiece 19 is stopped. Then, unscrewing the nuts 6, the housing 3 is disconnected from the die 1. After this, the stamped part is removed from the die 1 and a new blank is installed on it. Then the housing 3 is attached to the matrix 1, and then the working cycle of the device is repeated in the same sequence.

4four

В предложенном устройстве усилие прижима фланцевой части заготовки изменяется пропорционально усилию деформирования заготовки. Из-за этого в период наполнения камеры сгорания горючей смесью усилие прижима имеет сравнительно небольшую величину, что обеспечивает вытяжку металла с фланцевой части заготовки. Благодаря этому в этот период происходит предварительный набор материала в полость матрицы. Это дает возможность существенно уменьшать утонение заготовки при последующем ее деформировании под действием продуктов сгорания горючей смеси. Таким образом, в отличие от существующего устройства в данном устройстве формообразование детали осуществляется преимущественно за счет вытяжки металла из фланцевой части заготовки. Это значительно расширяет технологические возможности устройства и обеспечивает получение качественных деталей разнообразной формы.In the proposed device, the clamping force of the flange part of the workpiece varies in proportion to the deformation force of the workpiece. Because of this, during the filling of the combustion chamber with a combustible mixture, the clamping force is relatively small, which ensures the extraction of metal from the flange part of the workpiece. Due to this, a preliminary set of material into the cavity of the matrix occurs during this period. This makes it possible to significantly reduce the thinning of the workpiece during its subsequent deformation under the action of the combustion products of the combustible mixture. Thus, unlike the existing device in this device, the shaping of the part is carried out mainly by drawing metal from the flange part of the workpiece. This greatly expands the technological capabilities of the device and provides high-quality parts of various shapes.

55

Claims

A device for sheet stamping by the explosion of gas mixtures, containing a coaxially mounted matrix with an internal cavity and a housing with a combustion chamber, equipped with means for supplying and igniting the gas mixture and exhausting combustion products, as well as an annular piston, characterized in that the annular piston is made with an inner annular collar, located at its end, and installed in an annular cavity made in the housing coaxially with the matrix, while at the end of the annular collar is installed a sealing ring.