RU98954U1

RU98954U1 - DEVICE FOR SHEET STAMPING BY EXPLOSION OF GAS MIXTURES

Info

Publication number: RU98954U1
Application number: RU2009148721/22U
Authority: RU
Inventors: Анвар Юсуфович Боташев; Назим Урасланович Бисилов
Original assignee: Анвар Юсуфович Боташев
Priority date: 2009-12-29
Filing date: 2009-12-29
Publication date: 2010-11-10

Abstract

Устройство для листовой штамповки взрывом газовых смесей, содержащее соосно установленные матрицу с внутренней полостью и камеру сгорания, снабженные средствами подачи и зажигания газовой смеси и выпуска продуктов сгорания, отличающееся тем, что оно содержит охватывающую внутреннюю полость матрицы кольцевую полость, в которой размещен кольцевой поршень, взаимодействующий со штампуемой заготовкой. A device for sheet stamping by the 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 combustion products, characterized in that it comprises an annular cavity surrounding the internal cavity of the matrix, in which an annular piston is placed, interacting with a stamped workpiece.

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и предназначено преимущественно для штамповки деталей из листового материала.The invention relates to the field of metal forming and is intended primarily for stamping parts from sheet material.

Известны устройства для листовой штамповки, содержащие матрицу и камеру сгорания, снабженную средствами подачи и зажигания газовой горючей смеси (Степанов В.Г., Шавров И.А. Высокоэнергетические импульсные методы обработки металлов. - Л.: Машиностроение, 1975. - с.59-69). В этих устройствах процесс штамповки осуществляется под действием давления газа, образующегося при сгорании топливной смеси в камере сгорания.Known devices for sheet stamping containing a matrix and a combustion chamber equipped with means for supplying and igniting a gas combustible mixture (Stepanov V.G., Shavrov I.A. High-energy pulsed metal processing methods. - L.: Mechanical Engineering, 1975. - p. 59 -69). 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.

К заявляемому объекту наиболее близким аналогом является устройство для листовой штамповки взрывом газовых смесей, содержащее жестко соединенные между собой при помощи болтов матрицу и камеру сгорания снабженные средствами подачи и зажигания газовой смеси и выпуска продуктов сгорания (авт. свид. СССР №1292243). Благодаря горению газовой смеси в матрице и в камере сгорания осуществляется двухсторонний нагрев штампуемой заготовки, что обеспечивает благоприятные условия для совершения процесса штамповки.The closest analogue to the claimed object is a device for sheet stamping by explosion of gas mixtures, containing a matrix and a combustion chamber rigidly interconnected by bolts equipped with means for supplying and igniting the gas mixture and exhausting combustion products (ed. Certificate of the USSR No. 1292243). Due to the combustion of the gas mixture in the matrix and in the combustion chamber, two-sided heating of the stamped workpiece is carried out, which provides favorable conditions for the stamping process.

Недостатком известного устройства является следующее. В процессе горения газовой смеси в полости матрицы и камере сгорания давление продуктов сгорания действует не только на штампуемую заготовку, но и на дно матрицы и камеры сгорания. Под действием этого давления растягиваются болты, стягивающие матрицу и камеру сгорания между собой. При значительном давлении продуктов сгорания растяжение болтов вызывает раскрытие стыков между матрицей, заготовкой и камерой сгорания, и по этим стыкам происходит утечка газа из камеры сгорания и матрицы. Это ограничивает максимально возможное давление продуктов сгорания, которое составляет порядка 20 МПа. Вследствие этого ограничивается толщина штампуемой заготовки и марка материала. В частности, может быть отштампована деталь из стальной заготовки толщиной не более 2,5…3 мм. В целом это ограничивает технологические возможности устройства.A disadvantage of the known device is the following. During the combustion of the gas mixture in the cavity of the matrix and the combustion chamber, the pressure of the combustion products acts not only on the stamped blank, but also on the bottom of the matrix and the combustion chamber. Under the influence of this pressure, the bolts are tightened, tightening the matrix and the combustion chamber between themselves. At a significant pressure of the combustion products, the tension of the bolts causes the joints to open between the matrix, the workpiece and the combustion chamber, and gas flows from the combustion chamber and the matrix along these joints. This limits the maximum possible pressure of the combustion products, which is about 20 MPa. As a result, the thickness of the stamped blank and the grade of material are limited. In particular, a part from a steel billet with a thickness of not more than 2.5 ... 3 mm can be stamped. In general, this limits the technological capabilities of the device.

Целью данного изобретения является расширение технологических возможностей устройства.The aim of the invention is to expand the technological capabilities of the device.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит охватывающую внутреннюю полость матрицы кольцевую полость, в которой размещен кольцевой поршень, взаимодействующий со штампуемой заготовкой. Кольцевой поршень надежно прижимает заготовку к торцу камеры сгорания и предотвращает утечку газа из камеры сгорания и полости матрицы независимо от растяжения болтов, стягивающих матрицу и камеру сгорания. Предлагаемое устройство для листовой штамповки представлено на рисунке. Устройство содержит матрицу 1 и камеру сгорания 2, соединенные между собой болтами 3. Камера сгорания 2 снабжена впускным клапаном 4, свечой зажигания 5 и выпускным клапаном 6, а матрица - свечой зажигания 7 и выпускным клапаном 8. Полость камеры сгорания 2, через предельный клапан 9, трубопровод 10 и обратный клапан 11, сообщена с внутренней полостью матрицы 1. Предельный клапан 9 настраивается на определенное давление. До достижения в камере сгорания 2 этого давления предельный клапан 9 всегда открыт, а затем он закрывается.This goal is achieved in that the device comprises an annular cavity enclosing the internal cavity of the matrix, in which an annular piston is placed, interacting with the stamped blank. The annular piston reliably presses the workpiece to the end of the combustion chamber and prevents gas leakage from the combustion chamber and the matrix cavity, regardless of the tension of the bolts that tighten the matrix and the combustion chamber. The proposed device for sheet stamping is shown in the figure. The device contains a matrix 1 and a combustion chamber 2, interconnected by bolts 3. The combustion chamber 2 is equipped with an inlet valve 4, a spark plug 5 and an exhaust valve 6, and the matrix is equipped with a spark plug 7 and an exhaust valve 8. The cavity of the combustion chamber 2, through a limit valve 9, the pipeline 10 and the non-return valve 11, is in communication with the internal cavity of the matrix 1. The limit valve 9 is adjusted to a specific pressure. Until this pressure is reached in combustion chamber 2, the limit valve 9 is always open, and then it closes.

В матрице 1 коаксиально ее внутренней полости выполнена кольцевая полость 12, в которой установлен кольцевой поршень 13. В кольцевую полость 12 через канал 14 подается под давлением жидкость. Обрабатываемая заготовка 15 зажимается между камерой сгорания 2 и кольцевым поршнем 13.An annular cavity 12 is made in the matrix 1 coaxially of its inner cavity, in which an annular piston 13 is mounted. A liquid is supplied under pressure to the annular cavity 12 through the channel 14. The workpiece 15 is clamped between the combustion chamber 2 and the annular piston 13.

Работа устройства осуществляется следующим образом. В камеру сгорания 2 через выпускной клапан 4 подается газообразная топливная смесь.The operation of the device is as follows. In the combustion chamber 2 through the exhaust valve 4 is supplied a gaseous fuel mixture.

Эта смесь из камеры сгорания 2 через предельный клапан 9 и трубопровод 10 поступает также в полость матрицы 1. Затем топливные смеси в камере сгорания 2 и полости матрицы 1 зажигаются при помощи свеч 5 и 7. При этом давление и температура в этих полостях многократно увеличиваются. При этом предельный клапан 9 и обратный клапан 11 закрываются, предотвращая тем самым перетекание продуктов сгорания в трубопровод 10. Под воздействием продуктов сгорания температура, которых достигает 2000…2500°С, заготовка 15 интенсивно нагревается до достижения интервала температур горячей обработки (например, для стальной заготовки до 800…1000°С). Затем отрывается выпускной клапан 8, и продукты сгорания из полости матрицы 1 выпускаются. Давление в полости матрицы 1 падает. При этом под действием давления продуктов сгорания, находящихся в камере сгорания 2, заготовки 15 деформируется в направлении полости матрицы 1, в результате чего осуществляется процесс штамповки детали.This mixture from the combustion chamber 2 through the limit valve 9 and the pipe 10 also enters the cavity of the matrix 1. Then the fuel mixture in the combustion chamber 2 and the cavity of the matrix 1 are ignited using candles 5 and 7. In this case, the pressure and temperature in these cavities increase many times. In this case, the limiting valve 9 and the non-return valve 11 are closed, thereby preventing the flow of combustion products into the pipeline 10. Under the influence of the combustion products, the temperature reaches 2000 ... 2500 ° C, the workpiece 15 is heated intensively until the temperature range of the hot working is reached (for example, for steel workpieces up to 800 ... 1000 ° C). Then, the exhaust valve 8 opens and the combustion products from the cavity of the matrix 1 are discharged. The pressure in the cavity of the matrix 1 drops. In this case, under the action of pressure of the combustion products located in the combustion chamber 2, the workpiece 15 is deformed in the direction of the cavity of the matrix 1, as a result of which the stamping process of the part is carried out.

В процессе горения топливной смеси и штамповки под действием давления продуктов сгорания на дно камеры сгорания 2 болты 3 растягиваются. Однако это не приводит к раскрытию стыков между камерой сгорания 2, заготовкой 15 и матрицей 1. Под действием давления жидкости в полости 12 кольцевой поршень 13 обеспечивает надежный прижим заготовки 15, исключающий утечку газа из камеры сгорания 2 и полости матрицы 1. Благодаря этому в данном устройстве давление топливной смеси может достигать 5 МПа, а давление продуктов сгорания - 35…40 МПа, т.е. примерно в 2 раза выше, чем в известном устройстве. Дальнейшее увеличение давления топливной смеси ограничено характеристиками существующих клапанов и трубопроводной арматуры для подачи газа. Увеличения давления продуктов сгорания дает возможность штамповать детали сложной конфигурации и большой толщины. Данное устройство позволяет штамповать детали из стального листа толщиной до 5 мм, а из цветных сплавов - до 10 мм.In the process of burning the fuel mixture and stamping under the action of pressure of the products of combustion on the bottom of the combustion chamber 2, the bolts 3 are stretched. However, this does not lead to the disclosure of the joints between the combustion chamber 2, the workpiece 15 and the matrix 1. Under the action of fluid pressure in the cavity 12, the annular piston 13 provides a reliable clamping of the workpiece 15, eliminating the leakage of gas from the combustion chamber 2 and the cavity of the matrix 1. Due to this, in this the pressure of the fuel mixture can reach 5 MPa, and the pressure of the combustion products - 35 ... 40 MPa, i.e. about 2 times higher than in the known device. A further increase in the pressure of the fuel mixture is limited by the characteristics of existing valves and valves for gas supply. Increasing the pressure of the combustion products makes it possible to stamp parts of complex configuration and large thickness. This device allows stamping parts from steel sheet up to 5 mm thick, and from non-ferrous alloys up to 10 mm.

Claims

A device for sheet stamping by the explosion of gas mixtures, comprising a coaxially mounted matrix with an internal cavity and a combustion chamber equipped with means for supplying and igniting the gas mixture and exhausting combustion products, characterized in that it comprises an annular cavity surrounding the internal cavity of the matrix, in which an annular piston is placed, interacting with a stamped workpiece.