Устройство для импульсной пробивки отверстий Советский патент 1992 года по МПК B21D26/06 B21D28/26 

Изобретение относится к отрасли маши нос троенмй, а именно к устройствам для пробивки отверстий в различных материалах.

Известно устройство для обработки отверстий, содержащее разгонную направляющую, в которой размещено инерционное тело с ударником, жестко закрепленным на инерционном теле, и привод инерционного тела.

Для осуществления операции пробивки отверстия в обрабатываемом материале необходимо обрабатываемый материал подвести под ударник, включить привод. При этом инерционное тело с ударником будет перемещаться по разгонной направляющей. При встрече ударника с обрабатываемым материалом ударник пробьет в материа лё отвёр- стие, соответствующее профилю ударника, за счёт кинетической энергии, накопленной .инерционным телом и ударником на участие разгона.

mv

ц По такому принципу работает большинство прессового оборудования. , Основным недостатком изв естного устройства является то, что кинетическая энергия накапливается за счет большой массы инерционного тела и малой скорости движения этого тела, достигающей всего нескольких метров в секунду:

Большая масса инерционного тела влечет за собой высокую металлоемкость и громоздкость технологических устройств.

Низкая скорость пробивки отверстий в обрабатываемом материале вызывает сильную деформацию материала в области кромки отверстия в биде наклепа, что вызывает нежелательные напряжения в материале. ; ; :: ,. :. у..; -

Кроме того, при низкой скорости пробивки требуется изготовление специального штампа, состоящего из матрицы и

4 СО - СО СП 00

пуансона, строго отвечающих размерам отверстия, а размеры обрабатываемых деталей строго ограничены габаритами рабочей зоны пресса.

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство, содержащее направляющий ствол с размещенным в его канале бойком, расположенную соосно со стволом камеру с полостью, в которой помещена рабочая среда, инструмент, установленный с возможностью перемещения относительно бойка в направлении, параллельном оси канала.

В известном устройстве энергия разогнанного по стволу бойка через рабочую среду передается на инструмент. Инструмент под действием этой приобретенной энергии осуществляет пробивку отверстий в материале. .

Основными недостатками этого устройства являются большие потери энергии, так как большая часть энергии тратится на разгон самого инструмента, что резко ограничивает толщину обрабатываемого материала. Кроме того, низкая скорость перемещения инструмента не позволяет производить обработку высокопрочных материалов.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет увеличения толщины обрабатываемого материала и обработки высокопрочных материалов.

Для этого в устройстве для импульсной пробивки отверстий, содержащем направляющий ствол с размещенным в его канале бойком, расположенную соосно со стволом камеру с полостью, в которой помещена рабочая среда, инструмент, установленный с возможностью перемещения относительно бойка б направлении, параллельном оси.ка- нала, согласно изобретения инструмент связан с торцем бойка, в обращенным к камере, полость в камере выполнена открытой ступенчатой с цилиндрической ступенью, имеющей поперечное сечение, соответствующее поперечному сечению бойка, в полости камеры установлена деформируемая втулка с осевым отверстием, имеющим поперечное сечение, соответствующее поперечному сечению инструмента, и образующим ступень полости камеры с меньшим поперечным сечением.

Кроме того, в полости камеры выполнена коническая ступень, обращенная большим основанием с размерами, соответствующими размерами большей ступени полости, к деформируемой втулке, и имеющая размеры меньшего основания,

соответствующие размерам отверстия деформируемой втулки.

Устройство снабжено тонкостенной цилиндрической оболочкой, жестко связанной

одним концом с торцем бойка, установленной соосно с ним заполненной текучей средой, а инструмент расположен на другом конце оболочки.

На торце бойка выполнен конический

0 выступ с диаметром основания, не превышающим диаметр меньшей ступени полости камеры. На торце инструмента выполнено коническое углубление и инструмент установлен на коническом выступе бойка.

5 Конец инструмента, обращенный к бойку, выполнен коническим, а на торце бойка выполнено коническое углубление.

Устройство снабжено слоем взрывчатого вещества, расположенным на боковой на0 руж ной поверхности деформируемой втулки.

Устройство снабжено насадкой с осевым отверстием, соосным с каналом направляющего ствола и имеющим

5 поперечное сечение, соответствующее поперечному сечению инструмента,

Заявляемое устройство для пробивки отверстий по сравнению с прототипом позволяет обеспечить в 1,5-5 раз более высо0 кие скорости ударника за счет создания кумулятивной струи жидкости за донным срезом ударника., .

Высокая скорость ударника позволяет , осуществлять пробивку отверстий без мат5 рицы (подложки) в высокопрочных материалах с высокой производительностью.

Малые габариты устройства позволяют применять его в любых условиях в автоматическом режиме или по команде контроль0 но-измерительных приборов.

На фиг. 1 изображен общий вид заявляемого устройства в разрезе с ударником, установленным в тонкостенной оболочке; на фиг. 2 - схема закрепления ударника на

5 вершине конуса; ни фиг. 3 - схема закрепления ударника в инерционном теле вершиной заднего конуса.

Устройство для импульсной пробивки отверстий содержит направляющий ствол 1

0 с размещенными в его канале 2 бойком 3, расположенную соосно со стволом камеру 4 с полостью 5, в которой помещена рабочая среда 6, инструмент 7, установленный с возможностью перемещения относительно

5 бойка 3 в направлении, параллельном оси канала 2. Инструмент 7 связан с торцем А бойка 3, обращенным к камере 4. Полость 5 в камере 4 выполнена открытой ступенчатой с цилиндрической ступенью В, имеющей поперечное сечение, соответствующее поперечному сечению бойка 3. В полость 5 камеры 4 установлена деформируемая втулка 6 с осевым отверстием 8, имеющим поперечное сечение, соответствующее поперечному сечению инструмента 7, и образующим 5 ступень полости камеры с меньшим поперечным сечением.

В полости 5 камеры 4 выполнена коническая ступень С, обращенная большим основанием с размерами, соответствующими 10 размерам большей ступени полости 5, к деформируемой втулке б, и имеющая размеры меньшего основания, соответствующие размерам отверстия 8 деформируемой втулки 6.15

Устройство снабжено тонкостенной цилиндрической оболочкой 9, жестко связанной одним концом с торцем А бойка 3, установленной соосно с ним и заполненной текучей средой 10, а инструмент 7 располо- 20 жен на другом конце оболочки 9.

На торце А бойка 3 выполнен конический выступ 11 с диаметром основания, не превышающим диаметр меньшей ступени В полости 5 камеры 4. На торце инструмента 25 7 выполнено коническое углубление и инструмент 7 установлен на коническом выступе 11 бойка 3.

Конец инструмента 7, обращенный к бойку 3, выполнен коническим, а на торце 30 бойка 3 выполнено коническое углубление.

Устройство снабжено слоем взрывчатого вещества 12, расположенным на боковой наружной поверхности деформируемой втулки 6. 35

Устройство снабжено насадкой 13 с осевым отверстием 14, соосным с каналом 2 направляющего ствола 1 и имеющим поперечное сечение,соответствующее поперечному сечению инструмента 7.40Для осуществления пробивки отверстия в материале необходимо насадку 13 становить на конец ствола 1, в насадку установить камеру 4 с деформируемой втулкой б, в канал ствола 1 установить боек 3 с 45 инструментом 7. Затем перед насадкой 13 установить пробиваемый материал и разогнать боек 3 с инструментом 7

При соприкосновении бойка 3 с дефор- м ируемой втулкой 6 втулка деформируется 50 и в пространстве между бойком инстру- ментом 7 образуется область повышенного давления. Затем весь материал деформируемой втулки 6 приобретает скорость бойка 3, устремляется к конической ступени С и 55 обжимается с получением дополнительной скорости, разгоняя инструмент 7 до скороти пробития материала, превышающей корость бойка в 1,5 . 5 раз

Взрывчатое вещество 12 от удара бойка по деформируемой втулке детониру ет и создает область дополнительного давления между инструментом 7 и бойком 3. За счет этого давления инструмент 7 получает дополнительное ускорение.

Формула изобретения 1. Устройство для импульсной пробивки отверстий, содержащее направляющий ствол с размещенным в его канале бойком, расположенную соосно со стволом камеру с полостью, в которой помещена рабочая среда, инструмент, установленный с возможностью перемещения относительно бойка в направлении, параллельном бси канала, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет увеличения толщины обрабатываемого материала и обработки высокопрочных материалов, инструмент связан с торцем бойка, обращенным к камере, полость в камере выполнена открытой ступенчатой с цилиндрической ступенью, имеющей поперечное сечение, соответствующее поперечному сечению бойка, в полости камеры установлена деформируемая втулка с осевым отверстием, имеющим поперечное сечение, соответствующее поперечному сечению инструмента, и образующим ступень полости камеры с меньшим поперечным сечением.

2.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что в полости камеры выполнена ступень, обращенная большим основанием с размерами, соответствующими размерам большей ступени полости, к деформируемой втулке, и имеющая размеры меньшего основания, соответствующие размерам отверстия деформируемой втулки.

3.Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что оно снабжено тонкостенной цилиндрической оболочкой, жестко связанной одним концом с торцем бойка, установленной соосно с ним и заполненной текучей средой, а инструмент расположен на другом конце оболочки.

4.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что на торце бойка выполнен конический выступ с диаметром основания, не превышающим диаметр меньшей ступени полости камеры, на торце инструмента выполнено коническое углубление и инструмент установлен на коническом выступе бойка.

5.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что конец инструмента, обращенный к бойку, выполнен коническим, а на торце бойка выполнено коническое углубление.

б Устройство поп, 1,отличающее- с я тем, что оно снабжено слоем взрывчатого вещества, расположенным на боковой наружной поверхности деформируемой втулки

7. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что оно снабжено насадкой с осевым отверстием соосным с каналом направляющего ствола и имеющим поперечное сечение, соответствующее по

Фиг. I

Фиг.2

Ч

Л

SXSISIS