RU186863U1

RU186863U1 - Device for pulse stamping of parts from tubular blanks

Info

Publication number: RU186863U1
Application number: RU2018127416U
Authority: RU
Inventors: Анвар Юсуфович Боташев; Эзиз Ханмамедович Джуманазаров; Рашид Альбертович Байрамуков; Роман Сергеевич Малсугенов
Original assignee: Анвар Юсуфович Боташев; Эзиз Ханмамедович Джуманазаров
Priority date: 2018-07-25
Filing date: 2018-07-25
Publication date: 2019-02-06

Abstract

Данная полезная модель относится к области обработки металлов давлением и может быть использована для штамповки полых деталей из трубчатых заготовок.This utility model relates to the field of metal forming and can be used for stamping hollow parts from tubular blanks.

Устройство для импульсной штамповки деталей из трубчатой заготовки, содержащее соосно размещенные матрицу и расположенную внутри трубчатой заготовки рабочую камеру, в крышке которой выполнен канал, в котором установлен клапан для выпуска продуктов сгорания, и камеру сгорания, снабженную средствами подачи и поджига топлива.A device for pulse stamping of parts from a tubular billet containing a coaxially placed matrix and a working chamber located inside the tubular billet, in the lid of which there is a channel in which a valve for discharging combustion products is installed, and a combustion chamber equipped with means for supplying and igniting fuel.

Отличительной особенностью данного устройства является то, что оно содержит рабочий цилиндр с поршнем, снабженный средством подачи топлива и расположенный между камерой сгорания и рабочей камерой, причем рабочая камера снабжена средством поджига топлива, установленным на ее крышке, а рабочий цилиндр соединен с рабочей камерой каналами, на конце которых установлен обратный клапан.

A distinctive feature of this device is that it contains a working cylinder with a piston equipped with a means of supplying fuel and located between the combustion chamber and the working chamber, and the working chamber is equipped with means of ignition of fuel mounted on its cover, and the working cylinder is connected to the working chamber by channels, at the end of which a check valve is installed.

Description

Предполагаемая полезная модель относится к области обработки металлов давлением и может быть использована для штамповки полых деталей из трубчатых заготовок.The proposed utility model relates to the field of metal forming and can be used for stamping hollow parts from tubular blanks.

Известны устройства для штамповки, основанные на использовании давления газа, образующегося при сгорании горючих газовых смесей, в частности устройство для штамповки деталей из трубчатой заготовки, содержащее матрицу и камеру сгорания (Степанов В.Г., Шавров И.А., "Высокоэнергетические импульсные методы обработки металлов" - Л.: Машиностроение, 1975. - С. 63). Эти устройства отличаются простотой и компактностью. Они предназначены для штамповки тонкостенных деталей в мелкосерийном производстве.Known devices for stamping based on the use of gas pressure generated during the combustion of combustible gas mixtures, in particular, a device for stamping parts from a tubular billet containing a matrix and a combustion chamber (Stepanov V.G., Shavrov I.A., "High-energy pulsed methods metal processing "- L .: Engineering, 1975. - S. 63). These devices are simple and compact. They are designed for stamping thin-walled parts in small-scale production.

К заявленному объекту наиболее близким аналогом является устройство для импульсной штамповки деталей из трубчатых заготовок, содержащее соосно размещенные матрицу и рабочую камеру, сообщенную посредством перепускного клапана с камерой сгорания, снабженной средствами подачи и поджига топлива, причем рабочая камера размещена внутри трубчатой заготовки, а в крышке рабочей камеры со стороны противоположной к камере сгорания выполнен сквозной канал, в котором установлен клапан для выпуска продуктов сгорания (патент РФ на полезную модель №84273 МПК В21Д 26/08). В данном устройстве процесс штамповки осуществляется воздействием на внутреннюю поверхность трубной заготовки продуктов сгорания поступающих из камеры сгорания.The closest analogue to the claimed object is a device for pulse stamping of parts from tubular billets, containing a coaxially placed matrix and a working chamber communicated by means of a bypass valve with a combustion chamber equipped with means for supplying and igniting fuel, the working chamber being placed inside the tubular workpiece and in the lid a working channel is made from the side of the working chamber opposite to the combustion chamber, in which a valve for the release of combustion products is installed (RF patent for utility model No. 84273 MPK V21D 26/08). In this device, the stamping process is carried out by exposing the inner surface of the pipe billet of combustion products coming from the combustion chamber.

Недостаток известного устройства заключается в следующем. Деформирование и формоизменение трубчатой готовки осуществляется после нагрева ее до определенной температуры. Нагрев заготовки производится воздействием продуктов сгорания, поступающих из камеры сгорания. Для достижения необходимой температуры заготовки нагрев ее производится за несколько рабочих циклов устройства. Это снижает производительность устройства. Кроме того, давление продуктов сгорания, действующее на поверхность заготовки, сравнительно невелико. Оно ограничено давлением топливной смеси, которое лимитируется параметрами клапанов, осуществляющих подачу компонентов топливной смеси. Это ограничивает технологические возможности устройства.A disadvantage of the known device is as follows. The deformation and shaping of the tubular preparation is carried out after heating it to a certain temperature. The workpiece is heated by the action of combustion products coming from the combustion chamber. To achieve the required temperature of the workpiece, it is heated for several working cycles of the device. This reduces the performance of the device. In addition, the pressure of the combustion products acting on the surface of the workpiece is relatively small. It is limited by the pressure of the fuel mixture, which is limited by the parameters of the valves that supply the components of the fuel mixture. This limits the technological capabilities of the device.

Технической задачей полезной модели является повышение производительности и расширение технологических возможностей устройства для штамповки деталей из трубчатых заготовок.The technical task of the utility model is to increase productivity and expand the technological capabilities of the device for stamping parts from tubular blanks.

Технический результат полезной модели достигается тем, что устройство для импульсной штамповки деталей из трубчатых заготовок содержит соосно размещенные матрицу и расположенную внутри трубчатой заготовки рабочую камеру, в крышке которой выполнен канал, в котором установлен клапан для выпуска продуктов сгорания, и камеру сгорания, снабженную средствами подачи и поджига топлива. Кроме того, устройство содержит рабочий цилиндр с поршнем, снабженный средством подачи топлива и расположенный между камерой сгорания и рабочей камерой, причем рабочая камера снабжена средством поджига топлива, установленным на ее крышке, а рабочий цилиндр соединен с рабочей камерой каналом, на конце которых установлен обратный клапан.The technical result of the utility model is achieved in that the device for pulse stamping of parts from tubular billets contains a coaxially arranged matrix and a working chamber located inside the tubular billet, in the cover of which there is a channel in which a valve for discharging combustion products is installed, and a combustion chamber equipped with supply means and fuel ignition. In addition, the device contains a working cylinder with a piston, equipped with a means of supplying fuel and located between the combustion chamber and the working chamber, the working chamber is equipped with means of ignition of fuel mounted on its cover, and the working cylinder is connected to the working chamber by a channel, at the end of which there is a return valve.

Предлагаемое устройство представлено на фиг. 1, 2, 3, где на фиг. 1 показан продольный разрез устройства, на фиг. 2 - поперечный его разрез, а на фиг. 3 показано устройство в момент совершения процесса штамповки.The proposed device is presented in FIG. 1, 2, 3, where in FIG. 1 shows a longitudinal section of the device, FIG. 2 is a transverse section thereof, and in FIG. 3 shows the device at the time of the stamping process.

Устройство содержит корпус 1 и плиту 2, соединенных между собой при помощи стяжных колонн 3 и гаек 4 и 5. В корпусе 1 размещены камера сгорания 6 и рабочий цилиндр 7 с поршнем 8, на торце которого установлен эластичный диск 9, выполненный например из резины. Камера сгорания 6 снабжена впускным клапаном 10, выпускным клапаном 11 и свечей зажигания 12, а рабочий цилиндр снабжен впускным клапаном 13. В верхней части корпуса 1 при помощи резьбы закреплен переходник 14, в котором выполнены сквозные каналы 15, перекрываемые шайбой 16, служащей в качестве обратного клапана. Осевое перемещение шайбы 16 ограничено болтом 17, закрепленным на переходнике 14. На плите 2 с возможностью осевого перемещения установлен винт 18, контактирующий с крышкой 19. В крышке 19 выполнены полость 20 и канал 21. На крышке установлены свеча зажигания 22 и выпускной клапан 23. На переходнике 14 и крышке 19 имеются уплотнения 24 и 25. В пространстве между торцом корпус 1 и крышкой 19 располагается разрезная матрица, состоящая из двух полуматриц 26 и 27, стянутых между собой при помощи бандажей 28 (фиг. 2). Внутри матрицы располагается трубчатая заготовка 29, внутренняя полость 30 которой служит рабочей камерой устройства. Рабочий цилиндр 7 сообщается с рабочей полостью 30 через каналы 15.The device comprises a housing 1 and a plate 2, interconnected by means of coupling columns 3 and nuts 4 and 5. In the housing 1 there is a combustion chamber 6 and a working cylinder 7 with a piston 8, at the end of which an elastic disk 9 made of rubber, for example, is installed. The combustion chamber 6 is equipped with an inlet valve 10, an exhaust valve 11 and spark plugs 12, and the working cylinder is equipped with an inlet valve 13. In the upper part of the housing 1, an adapter 14 is fixed by means of a thread, in which through channels 15 are made, overlapped by a washer 16, which serves as check valve. The axial movement of the washer 16 is limited by a bolt 17 mounted on the adapter 14. A screw 18 is mounted on the plate 2 with the possibility of axial movement, which contacts the cover 19. A cavity 20 and a channel 21 are made in the cover 19. An spark plug 22 and an exhaust valve 23 are installed on the cover. On the adapter 14 and the cover 19 there are seals 24 and 25. In the space between the end face of the housing 1 and the cover 19 there is a split matrix consisting of two half-matrices 26 and 27, tightened together using bandages 28 (Fig. 2). Inside the matrix is a tubular blank 29, the inner cavity 30 of which serves as the working chamber of the device. The working cylinder 7 communicates with the working cavity 30 through the channels 15.

Работа устройства осуществляется следующим образом. В крайне верхнем положении винта 18 на торец переходника 14 устанавливается матрица в сборе с трубчатой заготовкой 29. Затем на торце заготовки 29 устанавливается крышка 19. Вращая, винт 18 перемещают вниз до соприкосновения с крышкой 19, что обеспечивает прижатие крышки 19 к обрабатываемой заготовке 29. После этого выпускные клапаны 11 и 23 закрываются. Через впускной клапан 13 в рабочий цилиндр 7 подается горючий газ, например пропан-бутан. При этом газ из рабочего цилиндра 7 через каналы 15, перемещая шайбу 16 вверх, поступает в рабочую полость 30. Затем через клапан 13 подается сжатый воздух, в результате чего в рабочем цилиндре 7 и рабочей полости 30 образуется топливная смесь. Одновременно с этим через впускной клапан 10 подается горячий газ и сжатый воздух в камеру сгорания 6, и в ней образуется топливная смесь. В рабочем цилиндре 7 и камере сгорания 6 устанавливается одинаковое давление топливной смеси, благодаря этому поршень 8 остается неподвижным. Затем при помощи свечи 12 топливная смесь в камере сгорания 6 поджигается. При сгорании топливной смеси давление в камере сгорания 6 резко повышается. Под действием давления продуктов сгорания поршень 8 интенсивно перемещается вверх и вытесняет топливную смесь из рабочего цилиндра 7 в рабочую полость 30. В конечной стадии хода поршня 8 эластичный диск 9 обеспечивает безударную остановку поршня 8. Благодаря сжатию давление топливной смеси в рабочей полости 30 увеличивается в 3…5 раз, в зависимости от соотношения объемов рабочего цилиндра 7 и рабочей полости 30. Эта топливная смесь поджигается свечой 22. В результате сгорания топливной смеси давление и температура в рабочей полости 30 многократно увеличивается. При этом шайба 16 перекрывает каналы 15, предотвращая перетекание газа из рабочей полости 30 в рабочий цилиндр 7. Под действием высокого давления продуктов сгорания, температура которых достигает 2200…2500°С заготовка 29 интенсивно нагревается и деформируется - осуществляется процесс штамповки (фиг. 3).The operation of the device is as follows. In the extreme upper position of the screw 18, the matrix assembly with the tubular billet 29 is mounted on the end of the adapter 14. Then, the cover 19 is installed on the end of the workpiece 29. Rotating, the screw 18 is moved down to touch the cover 19, which ensures that the cover 19 is pressed against the workpiece 29. After that, the exhaust valves 11 and 23 are closed. Through the inlet valve 13, a combustible gas, for example propane-butane, is supplied to the working cylinder 7. In this case, gas from the working cylinder 7 through the channels 15, moving the washer 16 upward, enters the working cavity 30. Then, compressed air is supplied through the valve 13, as a result of which a fuel mixture is formed in the working cylinder 7 and the working cavity 30. At the same time, hot gas and compressed air are supplied to the combustion chamber 6 through the inlet valve 10, and a fuel mixture is formed in it. In the working cylinder 7 and the combustion chamber 6, the same pressure of the fuel mixture is set, due to this the piston 8 remains stationary. Then, using the candle 12, the fuel mixture in the combustion chamber 6 is ignited. When the fuel mixture is burned, the pressure in the combustion chamber 6 rises sharply. Under the action of the pressure of the combustion products, the piston 8 intensively moves up and displaces the fuel mixture from the working cylinder 7 into the working cavity 30. At the final stage of the piston 8 stroke, the elastic disk 9 provides an unstressed stop of the piston 8. Due to compression, the pressure of the fuel mixture in the working cavity 30 increases by 3 ... 5 times, depending on the ratio of the volumes of the working cylinder 7 and the working cavity 30. This fuel mixture is ignited by a candle 22. As a result of combustion of the fuel mixture, the pressure and temperature in the working cavity 30 are many times on increasing. In this case, the washer 16 blocks the channels 15, preventing the flow of gas from the working cavity 30 into the working cylinder 7. Under the action of high pressure of combustion products, the temperature of which reaches 2200 ... 2500 ° C, the workpiece 29 is intensively heated and deformed - the stamping process is carried out (Fig. 3) .

После завершения процесса штамповки открываются выпускные клапаны 11, 23 и продукты сгорания выпускаются из камеры сгорания 6 и рабочей полости 30. Поршень 8 с диском 9 под действием сил тяжести опускается в исходное положение. После этого, вращая, винт 18 перемещают вверх. Крышку 19 и матрицу снимают из рабочего пространства устройства. Затем, разобрав матрицу, извлекают из нее отштампованную деталь. После этого в рабочее пространство устройство устанавливается матрица с новой заготовкой, и рабочий цикл устройства повторяется в той же последовательности.After the stamping process is completed, exhaust valves 11, 23 are opened and the combustion products are discharged from the combustion chamber 6 and the working cavity 30. The piston 8 with the disk 9 is lowered by gravity to its original position. After that, by rotating, the screw 18 is moved up. The cover 19 and the matrix are removed from the working space of the device. Then, having disassembled the matrix, the stamped part is removed from it. After that, a matrix with a new blank is installed in the device’s working space, and the device’s working cycle is repeated in the same sequence.

В данном устройстве в отличие от известного устройства штамповка детали осуществляется за один рабочий цикл, что обеспечивает повышение его производительности. Кроме того, благодаря сжатию топливной смеси давление продуктов сгорания, действующее на поверхность обрабатываемой заготовки, в 3…5 раз выше, чем в известном устройстве. Это существенно расширяет технологические возможности устройства, т.е. дает возможность получать детали большей толщины или из более прочных материалов.In this device, unlike the known device, stamping of a part is carried out in one working cycle, which ensures an increase in its productivity. In addition, due to the compression of the fuel mixture, the pressure of the combustion products acting on the surface of the workpiece is 3 ... 5 times higher than in the known device. This significantly expands the technological capabilities of the device, i.e. makes it possible to obtain parts of greater thickness or from more durable materials.

Claims

A device for pulse stamping of parts from tubular billets, containing a coaxially placed matrix and a working chamber located inside the tubular billet, in the cover of which there is a channel in which a valve for discharging combustion products is installed, and a combustion chamber equipped with means for supplying and igniting fuel, characterized in that it contains a working cylinder with a piston, equipped with a means of supplying fuel and located between the combustion chamber and the working chamber, and the working chamber is equipped with means for igniting the fuel, Formation at its cover, and the working cylinder is connected to the working chamber channel, which at the end of a check valve.