RU160282U1

RU160282U1 - DEVICE FOR SHEET STAMPING BY EXPLOSION OF GAS MIXTURES

Info

Publication number: RU160282U1
Application number: RU2015151076/02U
Authority: RU
Inventors: Анвар Юсуфович Боташев; Роман Сергеевич Малсугенов
Original assignee: Анвар Юсуфович Боташев; Роман Сергеевич Малсугенов
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2016-03-10

Abstract

Данная полезная модель относится к области обработки металлов давлением и может быть использована для штамповки деталей из листового материала, преимущественно в мелкосерийном и опытном производствах. Устройство содержит соосно установленные камеру сгорания, снабженную средствами подачи и зажигания газовой смеси и выпуска продуктов сгорания, и матрицу с внутренней полостью, снабженную средством подачи газовой смеси. Отличительной особенностью данного устройства является то, что оно содержит дополнительную камеру сгорания, соединенную с внутренней полостью матрицы и снабженную средством зажигания газовой смеси, установленным на ней со стороны, обращенной к матрице. This utility model relates to the field of metal forming and can be used for stamping parts from sheet material, mainly in small-scale and pilot production. The device comprises a coaxially mounted combustion chamber equipped with means for supplying and igniting a gas mixture and exhausting combustion products, and a matrix with an internal cavity equipped with means for supplying a gas mixture. A distinctive feature of this device is that it contains an additional combustion chamber connected to the internal cavity of the matrix and provided with means for igniting the gas mixture mounted on it from the side facing the matrix.

Description

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.

Известное устройство имеет следующий недостаток. Горение топливной смеси в полости матрицы вызывает нагрев ее стенок. При штамповке тонкостенных деталей сложной формы матрица также имеет сложную форму. Воздействие продуктов сгорания на внутреннюю поверхность такой матрицы вызывает неравномерный ее нагрев. При этом соответственно происходит неравномерное увеличение размеров матрицы, что вызывает искажение ее формы. Это снижает качество штампуемых деталей.The known device has the following disadvantage. The combustion of the fuel mixture in the cavity of the matrix causes the heating of its walls. When stamping thin-walled parts of complex shape, the matrix also has a complex shape. The effect of combustion products on the inner surface of such a matrix causes its uneven heating. In this case, accordingly, an uneven increase in the size of the matrix occurs, which causes a distortion of its shape. This reduces the quality of stamped parts.

Целью полезной модели является повышение качества штампуемых деталей.The purpose of the utility model is to improve the quality of stamped parts.

Технический результат полезной модели достигается тем, что устройство для штамповки содержит соосно установленные камеру сгорания, снабженную средствами подачи и зажигания газовой смеси, и выпуска продуктов сгорания, и матрицу с внутренней полостью, снабженную средством подачи газовой смеси, причем устройство содержит дополнительную камеру сгорания, соединенную с внутренней полостью матрицы и снабженную средством зажигания газовой смеси, установленным на ней со стороны, обращенной к матрице.The technical result of the utility model is achieved in that the stamping device comprises a coaxially mounted combustion chamber equipped with means for supplying and igniting a gas mixture, and exhausting combustion products, and a matrix with an internal cavity equipped with means for supplying a gas mixture, the device comprising an additional combustion chamber connected with an internal cavity of the matrix and equipped with a means of ignition of the gas mixture mounted on it from the side facing the matrix.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется рисунком. 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. В матрице 1 выполнена охватывающая ее внутреннюю полость 2 кольцевая полость 11, в которой установлен кольцевой поршень 12. Устройство содержит также дополнительную камеру сгорания 13, соединенную при помощи трубы 14 с внутренней полостью 2 матрицы 1. Дополнительная камера сгорания 13 снабжена выпускным клапаном 15 и свечей зажигания 16, установленной на ней со стороны, обращенной к матрице 1. Штампуемая заготовка 17 располагается между корпусом 3 и кольцевым поршнем 12.The essence of the proposed utility model is illustrated in the figure. The device contains 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 inlet valve 7, spark plugs 8 and an exhaust valve 9. In the matrix 1 is made covering its inner cavity 2 is an annular cavity 11 in which an annular piston 12 is mounted. The device also comprises an additional combustion chamber 13 connected by a pipe 14 to the internal cavity 2 of the matrix 1. The additional combustion chamber 13 is equipped with an exhaust valve 15 and candles 3 Zhiganov 16 mounted thereon on the side facing to the die 1. The blank 17 is stamped between the shell 3 and the annular piston 12.

Работа устройства осуществляется следующим образом. При подаче в кольцевую полость 11 сжатого воздуха или жидкости кольцевой поршень 12 производит зажим штампуемой заготовки 17. Затем через впускной клапан 7 последовательно подается в камеру сгорания 4 горючий газ, например пропан-бутан, и сжатый воздух, в результате чего в камере сгорания 4 образуется горючая газовая смесь. Одновременно с этим в полость 2 матрицы 1 через впускной клапан 10 подается горючий газ, который затем через трубу 14 поступает в дополнительную камеру сгорания 13. Затем через впускной клапан 10 в полость 2 подается сжатый воздух. При этом воздух вытесняет горючий газ из полости 2 в дополнительную камеру сгорания 13. В результате этого полость 2 и труба 14 наполняются сжатым воздухом, а в дополнительной камере сгорания 13 образуется горючая газовая смесь. Причем давление горючей газовой смеси в дополнительной камере сгорания устанавливается такое же, как в камере сгорания 4. Затем при помощи свеч 8 и 16 зажигается горючая смесь в камере сгорания 4 и дополнительной камере сгорания 13. При этом фронт пламени от свечи 16 распространяется вглубь дополнительной камеры сгорания 13, а в трубе 14 и полости 2 матрицы 1 горение не происходит, так как там находится только воздух. В результате горения газовой смеси давление в обеих камерах многократно повышается. Под действием продуктов сгорания воздух из трубы 14 вытесняется в полость 2 матрицы 1, что вызывает повышение давления воздуха в полости 2. Благодаря этому с обеих сторон штампуемой заготовки обеспечивается примерно одинаковое давление, что предотвращает деформирование заготовки и ее контакт с поверхностью матрицы 1. После окончания процесса горения в обеих камерах сгорания заготовка 17 еще некоторое время остается в этом положении и под воздействием продуктов сгорания, находящихся в камере сгорания 4, интенсивно нагревается. При достижении температуры заготовки 17 заданной величины открывается выпускной клапан 15, и продукты сгорания выпускаются из дополнительной камеры сгорания 13. После выпуска продуктов сгорания сжатый воздух из полости 2 матрицы 1 также удаляется через выпускной клапан 15. Давление в полости 2 падает. При этом нагретая заготовка 17 под действием давления продуктов сгорания, находящихся в камере сгорания 4, деформируется и заполняет полость 2 матрицы 1, т.е. осуществляется процесс штамповки. После этого открывается выпускной клапан 9 и из камеры сгорания 4 выпускаются продукты сгорания. Затем, отвинтив гайки 6 и отсоединив корпус 3 от матрицы 1, извлекается отштампованная деталь. После этого на матрицу 1 устанавливается новая заготовка, и корпус 3 присоединяется к матрице 1. Далее рабочий цикл устройства повторяется в той же последовательности.The operation of the device is as follows. When compressed air or liquid is supplied to the annular cavity 11, the annular piston 12 clamps the stamped workpiece 17. Then, through the inlet valve 7, combustible gas, for example propane-butane, and compressed air are sequentially fed into the combustion chamber 4, as a result of which, in the combustion chamber 4, combustible gas mixture. At the same time, combustible gas is supplied to the cavity 2 of the matrix 1 through the inlet valve 10, which then passes through the pipe 14 to the additional combustion chamber 13. Then, compressed air is supplied through the inlet valve 10 to the cavity 2. In this case, air displaces the combustible gas from the cavity 2 into the additional combustion chamber 13. As a result, the cavity 2 and the pipe 14 are filled with compressed air, and a combustible gas mixture is formed in the additional combustion chamber 13. Moreover, the pressure of the combustible gas mixture in the additional combustion chamber is set to the same as in the combustion chamber 4. Then, using candles 8 and 16, the combustible mixture is ignited in the combustion chamber 4 and the additional combustion chamber 13. In this case, the flame front from the candle 16 extends deep into the additional chamber combustion 13, and in the pipe 14 and the cavity 2 of the matrix 1, combustion does not occur, since there is only air. As a result of combustion of the gas mixture, the pressure in both chambers increases many times. Under the action of combustion products, air from the pipe 14 is forced into the cavity 2 of the matrix 1, which causes an increase in air pressure in the cavity 2. Due to this, approximately the same pressure is provided on both sides of the stamped blank, which prevents deformation of the workpiece and its contact with the surface of the matrix 1. After completion of the combustion process in both combustion chambers, the workpiece 17 remains in this position for some time and, under the influence of the combustion products in the combustion chamber 4, is intensively heated. When the workpiece 17 reaches a predetermined temperature, the exhaust valve 15 opens and the combustion products are discharged from the additional combustion chamber 13. After the combustion products have been discharged, compressed air from the cavity 2 of the matrix 1 is also removed through the exhaust valve 15. The pressure in the cavity 2 drops. In this case, the heated preform 17 under the influence of the pressure of the combustion products located in the combustion chamber 4 is deformed and fills the cavity 2 of the matrix 1, i.e. stamping process is carried out. After that, the exhaust valve 9 opens and combustion products are discharged from the combustion chamber 4. Then, unscrewing the nuts 6 and detaching the housing 3 from the matrix 1, the stamped part is removed. After that, a new blank is installed on the matrix 1, and the housing 3 is attached to the matrix 1. Next, the working cycle of the device is repeated in the same sequence.

В предлагаемом устройстве также как в известном устройстве, используя энергию продуктов сгорания, осуществляется нагрев заготовки до заданной температуры, что, повышая ее пластичность, позволяет штамповать детали сложной формы за одну технологическую операцию. Однако в отличие от известного устройства в данном устройстве в полости матрицы не совершается горение газовой смеси. Поэтому температура матрицы существенно не повышается и ее размеры и форма остаются неизменными. Это обеспечивает получение деталей хорошего качества.In the proposed device, as well as in the known device, using the energy of the combustion products, the workpiece is heated to a predetermined temperature, which, increasing its ductility, allows stamping parts of complex shape in one technological operation. However, unlike the known device, in this device, the combustion of the gas mixture does not occur in the matrix cavity. Therefore, the temperature of the matrix does not significantly increase and its size and shape remain unchanged. This ensures that parts of good quality are obtained.

Claims

A device for sheet stamping by the explosion of gas mixtures, containing a coaxially mounted combustion chamber equipped with means for supplying and igniting the gas mixture and exhausting the products of combustion, and a matrix with an internal cavity equipped with means for supplying the gas mixture, characterized in that it contains an additional combustion chamber connected to the internal cavity of the matrix and equipped with a means of ignition of the gas mixture mounted on it from the side facing the said matrix.