RU188217U1

RU188217U1 - Pulse sheet metal forming machine

Info

Publication number: RU188217U1
Application number: RU2018143743U
Authority: RU
Inventors: Анвар Юсуфович Боташев; Ибрагим Сагитович Кочкаров; Рашид Альбертович Байрамуков; Назим Урасланович Бисилов; Роман Сергеевич Малсугенов
Original assignee: Анвар Юсуфович Боташев; Ибрагим Сагитович Кочкаров
Priority date: 2018-12-11
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2019-04-03

Abstract

Полезная модель относится к области обработки материалов давлением и может быть использована для штамповки деталей из листового материала.Импульсная машина для обработки давлением листового материала содержит размещенные в корпусе камеру сгорания с узлами подачи и зажигания топливной смеси и рабочий цилиндр, в котором расположен поршень, и жесткосоединенный с корпусом шабот, в котором размещен цилиндр, содержащий поршень со штоком, на конце которого закреплен инструмент, причем на свободном торце рабочего цилиндра установлена плита, в которой выполнены сквозное отверстие и охватывающая его кольцевая полость, в которой размещен кольцевой поршень, взаимодействующий с обрабатываемым листовым материалом, при этом в стенке рабочего цилиндра выполнен канал для подачи жидкости в надпоршневую полость рабочего цилиндра. Отличительной особенностью данной машины является то, что цилиндр, размещенный в шаботе, снабжен узлами подачи и зажигания топливной смеси и выпуска продуктов ее сгорания.The utility model relates to the field of processing materials by pressure and can be used for stamping parts from sheet material. An impulse machine for processing pressure from sheet material contains a combustion chamber with units for supplying and igniting the fuel mixture and a working cylinder in which the piston is located with a housing of the shabot, in which a cylinder is placed, containing a piston with a rod, at the end of which a tool is fixed, and a plate is installed on the free end of the working cylinder, in which a through hole is made and an annular cavity enclosing it, in which an annular piston is placed, interacting with the sheet material being processed, while in the wall of the working cylinder there is a channel for supplying fluid to the over-piston cavity of the working cylinder. A distinctive feature of this machine is that the cylinder, located in the Shabbat, is equipped with units for supplying and igniting the fuel mixture and exhausting its combustion products.

Description

Предполагаемая полезная модель относится к области обработки материалов давлением и может быть использована для штамповки деталей из листового материала.The proposed utility model relates to the field of pressure material processing and can be used for stamping sheet metal parts.

Известны устройства для штамповки листового материала, содержащие камеру сгорания, жесткосоединенную с матрицей, в которой осуществляется процесс штамповки (Степанов В.Г., Шавров И.А. Высокоэнергетические импульсные методы обработки металлов. - Л.: Машиностроение, 1975. - С. 59). В этих устройствах процесс штамповки осуществляется под действием давления газа, образующегося при сгорании топливной смеси в камере сгорания. В связи с тем, что давление продуктов сгорания имеет сравнительно невысокое значение, порядка 20…25 МПа, эти устройства используются для штамповки тонкостенных деталей несложной формы.Known devices for stamping sheet material containing a combustion chamber, rigidly connected to a matrix in which the stamping process is carried out (Stepanov V.G., Shavrov I.A. High-energy pulsed methods of metal processing. - L .: Engineering, 1975. - P. 59 ) In these devices, the stamping process is carried out under the action of the gas pressure generated during the combustion of the fuel mixture in the combustion chamber. Due to the fact that the pressure of the combustion products is relatively low, about 20 ... 25 MPa, these devices are used for stamping thin-walled parts of simple shape.

К заявленному объекту наиболее близким аналогом является импульсная машина для обработки давлением листового материала, содержащая размещенные в корпусе камеру сгорания с узлами подачи и зажигания топливной смеси и рабочий цилиндр, в котором расположен поршень, и жесткосоединенный с корпусом шабот, в котором размещен цилиндр, содержащий поршень со штоком, на конце которого закреплен инструмент, причем на свободном торце рабочего цилиндра установлена плита, в которой выполнены сквозное отверстие и охватывающая его кольцевая полость, в которой размещен кольцевой поршень, взаимодействующий с обрабатываемым листовым материалом, при этом в стенке рабочего цилиндра выполнен канал для подачи жидкости в надпоршневую полость рабочего цилиндра (патент на полезную модель РФ №134831, МПК 26/08)The closest analogue to the claimed object is a pulse machine for processing sheet material, containing a combustion chamber located in the housing with the fuel supply and ignition units and a working cylinder in which the piston is located, and a rammer rigidly connected to the housing, in which the cylinder containing the piston is located with a rod, at the end of which a tool is fixed, and on the free end of the working cylinder there is a plate in which a through hole and an annular cavity covering it are made, in which is placed an annular piston interacting with the processed sheet material, while in the wall of the working cylinder there is a channel for supplying fluid to the supra-piston cavity of the working cylinder (patent for utility model of the Russian Federation No. 134831, IPC 26/08)

Недостаток известной машины заключается в следующем. Матрица, служащая инструментом для обработки листового материала, закреплена на конце штока гидроцилиндра, размещенного в шаботе. При деформировании обрабатываемого материала усилие деформирования через шток передается в гидроцилиндр, и давление в его полости резко увеличивается. Это давление, которое в несколько раз превышает давление продуктов сгорания в камере сгорания, негативно отражается на работу управляющих золотников и других элементов гидросистемы, что снижает долговечность машины.A disadvantage of the known machine is as follows. The matrix, which serves as a tool for processing sheet material, is fixed at the end of the rod of the hydraulic cylinder located in the Shabot. During deformation of the processed material, the deformation force is transmitted through the rod to the hydraulic cylinder, and the pressure in its cavity increases sharply. This pressure, which is several times higher than the pressure of the combustion products in the combustion chamber, negatively affects the operation of the control spools and other elements of the hydraulic system, which reduces the durability of the machine.

Технической задачей полезной модели является повышение долговечности импульсной машины для обработки листового материала.The technical task of the utility model is to increase the durability of a pulse machine for processing sheet material.

Технический результат полезной модели достигается тем, что импульсная машина для обработки давлением листового материала содержит размещенные в корпусе камеру сгорания с узлами подачи и зажигания топливной смеси и рабочий цилиндр, в котором расположен поршень, и жесткосоединенный с корпусом шабот, в котором размещен цилиндр, содержащий поршень со штоком, на конце которого закреплен инструмент, причем на свободном торце рабочего цилиндра установлена плита, в которой выполнены сквозное отверстие и охватывающая его кольцевая полость, в которой размещен кольцевой поршень, взаимодействующий с обрабатываемым листовым материалом, а в стенке рабочего цилиндра выполнен канал для подачи жидкости. Кроме того, цилиндр, размещенный в шаботе, снабжен узлами подачи и зажигания топливной смеси и выпуска продуктов ее сгоранияThe technical result of the utility model is achieved in that the pulse machine for sheet metal pressure treatment comprises a combustion chamber located in the housing with the fuel mixture supply and ignition units and a working cylinder in which the piston is located, and a rammer rigidly connected to the housing in which the cylinder containing the piston is located with a rod, at the end of which a tool is fixed, and a plate is installed on the free end of the working cylinder, in which a through hole and an annular cavity covering it are made, in an annular piston is placed which interacts with the sheet material being processed, and a channel for supplying liquid is made in the wall of the working cylinder. In addition, the cylinder, located in the Shabbat, is equipped with units for supplying and igniting the fuel mixture and exhausting its combustion products

Предлагаемая импульсная машина схематично показана на фиг. 1 и 2, где на фиг. 1 машина представлена в исходном положении, а на фиг. 2 она показана в момент начала процесса обработки листового материала. Машина содержит корпус 1, в котором размешены камера сгорания 2 и рабочий цилиндр 3, сообщающиеся между собой посредством запирающего клапана 4. В нижней части рабочего цилиндра 3 помещен поршень 5. На свободном торце рабочего цилиндра 3 установлена плита 6, имеющая кольцевую полость 7, в которой установлен кольцевой поршень 8. Корпус 1 с плитой 6 при помощи колонн 9 и гаек 10 соединен с шаботом 11, в котором размещен цилиндр 12, содержащий поршень 13 и шток 14, на конце которого прикреплена матрица 15, служащая в качестве инструмента. Цилиндр 12 снабжен впускным клапаном 16, свечей зажигания 17 и выпускным клапаном 18. В шаботе 11 выполнен канал 19 для подачи сжатого воздуха в подпоршневую полость 20. Камера сгорания 2 снабжена впускным клапаном 21, выпускным клапаном 22 и свечей зажигания 23. В надпоршневой полости 24 рабочего цилиндра 3 содержится слой жидкости, которая подается через канал 25, перекрываемый обратным клапаном 26. В плите 6 выполнен канал 27 для подачи жидкости в кольцевую полость 7, а также канал 28, сообщающий надпоршневую полость 24 с кольцевой полостью 7. На входе в канал 28 установлен обратный клапан 29. В центральной части плиты 6 выполнено сквозное отверстие 30, сообщенное каналом 31 с окружающей средой. На конце канала 31 установлен предельный клапан 32, закрывающийся при достижении давления в канал 31 определенной величины. Машина установлена на пневматических амортизаторах 33. Штампуемая листовая заготовка 34 расположена между кольцевым поршнем 8 и матрицей 15.The proposed pulse machine is shown schematically in FIG. 1 and 2, where in FIG. 1, the machine is presented in its initial position, and in FIG. 2, it is shown at the start of the sheet processing process. The machine comprises a housing 1, in which a combustion chamber 2 and a working cylinder 3 are placed, communicating with each other by means of a shut-off valve 4. A piston 5 is placed at the bottom of the working cylinder 3. A plate 6 having an annular cavity 7 is installed on the free end of the working cylinder 3 which is equipped with an annular piston 8. The housing 1 with the plate 6 is connected to columns 11 by means of columns 9 and nuts 10, in which a cylinder 12 is placed, containing a piston 13 and a rod 14, at the end of which a matrix 15 is attached, which serves as a tool. The cylinder 12 is equipped with an inlet valve 16, spark plugs 17 and an exhaust valve 18. In the shuttle 11, a channel 19 is provided for supplying compressed air to the under-piston cavity 20. The combustion chamber 2 is equipped with an inlet valve 21, an exhaust valve 22 and spark plugs 23. In the over-piston cavity 24 the working cylinder 3 contains a layer of fluid, which is fed through a channel 25, blocked by a check valve 26. In the plate 6 there is a channel 27 for supplying fluid to the annular cavity 7, as well as a channel 28, which communicates the over-piston cavity 24 with the annular cavity 7. l 28 a check valve 29 is installed. In the central part of the plate 6 there is a through hole 30 communicated by the channel 31 with the environment. At the end of the channel 31, a limit valve 32 is installed, which closes when the pressure in the channel 31 of a certain value is reached. The machine is mounted on pneumatic shock absorbers 33. A stamped sheet stock 34 is located between the annular piston 8 and the die 15.

Работа машины осуществляется следующим образом. Через канал 27 в кольцевую полость 7 подается жидкость сравнительно небольшого давления, которое, действуя на кольцевой поршень 8, обеспечивает начальный прижим фланцевой части штампуемой заготовки 34. При этом обратный клапан 29 предотвращает поступление жидкости в надпоршневую полость 24. Одновременно с этим через впускные клапаны 16 и 21 в цилиндр 12 и камеру сгорания 2 подается горючий газ и сжатый воздух, и в них образуются топливные смеси. При помощи свечи 17 топливная смесь в цилиндре 12 поджигается. При сгорании топливной смеси давление в цилиндре многократно повышается. Это давление, действуя на поршень 13, обеспечивает прижатие матрицы 15 к плите 6. Одновременно с этим при помощи свечи 23 поджигается топливная смесь в камере сгорания 2. При сгорании топливной смести давление в камере сгорания 2 интенсивной повышается. Под действием давления продуктов сгорания перепускной клапан 4 открывается, и продукты сгорания поступают в рабочий цилиндр 3. Под действием давления продуктов сгорания поршень 5 интенсивно перемещается, толкая перед собой слой жидкости. При этом воздух из надпоршневой полости 24 через отверстие 30 и канал 31 поступает в окружающую среду, поэтому давление в этой полости существенно не увеличивается. Благодаря этому поршень 5 разгоняется и приобретает значительную кинетическую энергию. При достижении жидкости поверхности штампуемой заготовки 34 давление жидкости резко повышается, при этом предельный клапан 32 закрывается, предотвращая утечку жидкости через канал 31. Давление жидкости через клапан 29 и канал 28 передается также кольцевому поршню 8, что обеспечивает повышение усилия прижима заготовки 34. Под действием давления жидкости, создаваемого давлением поршня 5, заготовки 34 деформируется и заполняет полость матрицы 15. Осуществляется процесс штамповки (фиг. 2). Так как деформирование заготовки 34 и прижим ее фланцевой части осуществляется давлением жидкости, то в процессе штамповки обеспечивается надежный прижим заготовки, причем усилие прижима заготовки изменяется синхронно с изменением усилия ее деформирования. Это обеспечивает хорошее качество штампуемой детали.The operation of the machine is as follows. A relatively low pressure liquid is supplied through the channel 27 to the annular cavity 7, which, acting on the annular piston 8, provides the initial clamping of the flange part of the stamped blank 34. In this case, the check valve 29 prevents fluid from entering the over-piston cavity 24. At the same time, it is through inlet valves 16 and 21, combustible gas and compressed air are supplied to cylinder 12 and combustion chamber 2, and fuel mixtures are formed therein. Using a candle 17, the fuel mixture in the cylinder 12 is ignited. When the fuel mixture is burned, the pressure in the cylinder increases many times. This pressure, acting on the piston 13, ensures that the matrix 15 is pressed against the plate 6. At the same time, with the aid of a candle 23, the fuel mixture in the combustion chamber 2 is ignited. When the fuel is combusted, the pressure in the intensive combustion chamber 2 rises. Under the action of the pressure of the combustion products, the bypass valve 4 opens, and the combustion products enter the working cylinder 3. Under the influence of the pressure of the combustion products, the piston 5 moves intensively, pushing a layer of liquid in front of it. In this case, air from the supra-piston cavity 24 through the hole 30 and the channel 31 enters the environment, so the pressure in this cavity does not significantly increase. Due to this, the piston 5 accelerates and gains significant kinetic energy. When the fluid reaches the surface of the stamped blank 34, the fluid pressure increases sharply, while the limit valve 32 closes, preventing leakage of fluid through the channel 31. The fluid pressure through the valve 29 and the channel 28 is also transmitted to the annular piston 8, which increases the clamping force of the blank 34. the pressure of the fluid created by the pressure of the piston 5, the workpiece 34 is deformed and fills the cavity of the matrix 15. The stamping process is carried out (Fig. 2). Since the deformation of the workpiece 34 and the clamping of its flange part is carried out by liquid pressure, a reliable clamping of the workpiece is provided during stamping, and the clamping force of the workpiece changes synchronously with a change in the force of its deformation. This ensures good quality stamped parts.

После окончания процесса штамповки открываются выпускные клапаны 18 22, и продукты сгорания выпускаются из цилиндра 12, камеры сгорания 2 и рабочего цилиндра 3. Давление жидкости в полости 24 падает. При этом предельный клапан 32 открывается, поршень 5 под действием собственного веса опускается в исходное положение. Жидкость также стекает вниз и скапливается на поверхности поршня 5, Кольцевая полость 7 через канал 27 сообщается на слив, что освобождает зажим отштампованной детали. В подпоршневую полость 20 через канал 19 подается сжатый воздух. При этом поршень 13 вместе с матрицей 15 перемещается вверх, после чего из матрицы 15 извлекается отштампованная деталь. Затем на поверхность кольцевого поршня 8 устанавливается новая заготовка. После этого сжатый воздух из полости 20 через канал 19 выпускается. При этом поршень 13 под действием сил тяжести перемещается вниз до соприкосновения матрицы 15 с плитой 6. Далее рабочий цикл машины повторяется в той же последовательности.After the stamping process is completed, the exhaust valves 18 22 are opened, and the combustion products are discharged from the cylinder 12, the combustion chamber 2 and the working cylinder 3. The pressure of the liquid in the cavity 24 drops. When this limit valve 32 opens, the piston 5 under the action of its own weight is lowered to its original position. The liquid also flows down and accumulates on the surface of the piston 5, the annular cavity 7 through the channel 27 is communicated to drain, which releases the clamp stamped parts. Compressed air is supplied into the piston cavity 20 through the channel 19. In this case, the piston 13 together with the matrix 15 moves up, after which the stamped part is removed from the matrix 15. Then, on the surface of the annular piston 8, a new workpiece is installed. After that, compressed air from the cavity 20 is discharged through the channel 19. In this case, the piston 13 under the action of gravity moves down to the contact of the matrix 15 with the plate 6. Next, the working cycle of the machine is repeated in the same sequence.

В предложенной машине, благодаря отсутствию жидкости в полости шабота, в период совершения процесса штамповки не возникают высокие динамические нагрузки в полости шабота. Давление газа в полости шабота сравнительно невелико, и оно существенно не изменяется в период совершения процесса штамповки. Силы, возникающие в процессе штамповки, замыкаются в силовом каркасе машины и не оказывают разрушающее действие на агрегаты и узлы машины. Это повышает долговечность машины.In the proposed machine, due to the lack of fluid in the cavity of the Shabot, during the stamping process, high dynamic loads in the Shabot cavity do not occur. The gas pressure in the cavity is relatively small, and it does not change significantly during the stamping process. The forces arising during the stamping process are closed in the power frame of the machine and do not have a destructive effect on the units and components of the machine. This increases the durability of the machine.

Claims

An impulse machine for processing sheet metal pressure, comprising a combustion chamber located in the housing with fuel mixture supply and ignition units and a working cylinder in which the piston is located and rigidly connected to the shabot housing, in which a cylinder containing a piston with a rod at the end of which is placed a tool is fixed, moreover, a plate is installed on the free end of the working cylinder, in which a through hole and an annular cavity surrounding it are made, in which an annular piston is placed, interacting with brabatyvaemym the sheeting, while in the cylinder wall of the working channel configured to supply fluid in the cavity above the piston of the working cylinder, wherein the cylinder is disposed in Chabauty provided with supply nodes and the ignition of the fuel mixture and its combustion products release.