Устройство для детонационной газовой штамповки Советский патент 1993 года по МПК B21D26/06 

. Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении изделий в условиях индивидуального и мелкосерийного производства штамповкой или разделением на части.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей, снижение стоимости и повышение безопасности работ.

На фиг, 1 дан продольный разрез устройства, общий вид; на фиг. 2 - газогенератор с теплоотводящими пластинами, продольный разрез; на фиг. 3 - импульсная камера с теплоотводящими пластинами, план.

Устройство содержит импульсную камеру 1 с узлом 2 герметизации в виде легкоразрушаемой мембраны и с детонационной, трубой 3, блоком 4 поджима энергоносителя 5, газогенератор 6, корпус 7 которого смонтирован на камере и имеет частично заполняемую газообразующими реагентами .рабочую полость, сообщающуюся каналом 8 с полостью импульсной камеры.

Газогенератор снабжен каналами 9 и 10 соответственно для подачи реагента и удаления продуктов реакции, герметично закрывающихсяпри генерации энергоносителя (крышки условно не показаны).,

В качестве реагентов могут служить вещества, образующие горючий газ или газы, образующие в смеси с воздухом устройства взрывчатую смесь-энергоноситель.

00

о о

GJ

4

Такими веществами могут быть кислоты и металлы (выделение водорода), карбид кальция и вода (выделение ацетилена) и др.

Газогенератор снабжен крышкой 11. В полости газогенератора смонтирован активатор 12 в виде змеевика, один конец трубки 4 которого размещен выше уровня заполняющих полбсть газогенератора реагентов 13 (показаны условно), а другой Б расположен в канале, сообщающем полости импульсной камеры и газогенератора. Канал, сообщающий полости газогенератора и импульсной камеры, выполнен (рис.2) в виде блока трубок 14 диаметром, не превышающим критический для газового энергоносителя, например для ацетилена - не более м. Корпус 7 газогенератора выполнен торообразной формы, расположен коак- сиально импульсной камере и снабжен на обращенной к заготовке поверхности теп- лоотводящими пластинами 15. Теплоотво- дящие пластины 15 шарнирно связаны с корпусом газогенератора. Для более интенсивного подогрева заготовки теплоподво- дящие пластины могут быть выполнены в виде секторов (фиг.З) из меди или другого материала с высокой теплопроводностью.

Газогенератор монтируют под углом а к оси импульсной камеры в пределах 45°.

Устройство работает следующим образом. ...

На импульсной камере 1 с узлом 2 герметизации предварительно монтируют газогенератор 6 с объемом полости УГ,), соответствующим максимальному давлению в полости импульсной камеры. Величину объема газогенератора можно найти приближенно по закону Бойля-Мариотта:

PrVr PM.K.(VH.K. + vr),

где Рг.Ри.к. - соответственно начальное дав- л ение в полости газогенератора и давление в полости импульсной камеры (равное конечному давлению в полости газогенератора после расширения газа).

Vr, VH.K, - соответственно объемы газогенератора и импульсной камеры.

Откуда после, несложного преобразования можно определить потребный объем газогенератора.

Vr VM.K. -ЕГ-

. Ри.к.

.Для технологических процессов листовой штамповки установлено экспериментально в большинстве случаев с использованием в качестве энергоносителя-ацетилена задаваемое по конструктивным соображениям; соотношение давлений

в газогенераторе и импульсной камере не должно превышать 2-10, что позволяет подбирать газогенератор минимального объема, удовлетворяющий требованиям к

изготовлению деталей из различных мате- . риалов и типоразмеров с обеспечением потребных давлений при штамповке.

После монтажа газогенератора устройство размещают на заготовке (условно не

0 показана) и в полость газогенератора через канал 9 (или каналы) вводят реагенты для генерации газового энергоносителя, При применении ацетилена в качестве энерго- .носител я в камере газогенератора сначала

5 размещают воду, а затем вводят карбид кальция (система карбид в воду), одновременно герметизируя канал 8 крышкой или пробкой .(условно не показано).

Выделившийся при реакции реагентов

0 13 (например, карбид кальция и вода) энергоноситель 5 скапливается в емкости газогенератора и выдавливается под повы.шенным давлением (до 200 и более кПа) через канал 8 в полость импульсной

5. камеры до выравнивания давлений в ней и газогенераторе.

При достижении требуемого начального давления Ри.к.15..,200 кПа происходит с помощью блока поджига 4 поджиг и детона0 ция энергоносителя 5 в детонирующей трубке 3 и импульсной камере 1.

Происходит взрыв, штамповка детали и разгерметизация устройства.

При химической реакции между реаген5 тами и генерации энергоносителя трубка . змеевика-активатора разогревается до высокой температур (до 200 и более градусов), что способствует испарению имеющихся частиц воды в энергоносителе и

0 их расщеплению на атомы, т.е. активизации горючей смеси. Этому также способствует и размещение в канале 8 блока трубок 14, являющихся элементом сопротивления и увеличения времени контакта энергоноси5 теля с активатором, а также установка газогенератора под углом 20°:Ја S 45°. к оси импульсной камеры.

Учитывая высокий температурный эффект при генерации энергоносителя, напри0 мер ацетилена, газогенератор выполняют в виде торообразной емкости (фиг. 2,3) и монтируют соосно импульсной камере.

Для повышения пластичности отрабатываемой заготовки, уменьшения усилий

5 деформирования путем увеличения зоны теплопередачи к газогенератору, его нижней поверхности, шарнирно крепят тепло- отводящие пластины 15, общая площадь которых соответствует размерам обра- батываемой поверхности заготовки. Выделяющееся тепло способствует подогреву участков заготовки до температур 150- 250°С (в зависимости от количества и состава реагентов).

После штамповки заготовки и стравли- вания (вентиляции) в атмосферу продуктов, детонации открывают канал 10 газогенератора через который удаляют жидкие или твердые продукты реакции-промыванием или стряхиванием в специально предусмотренный отстойник. На этом цикл обработки заканчивают и транспортируют устройство в зойу обработки детал приступая к подготовке устройства к штамповке.

Формула изобретения 1. Устройство для детонационной газовой штамповки, содержащее размещаемую над заготовкой импульсную камеру с дето- нацирнной трубой, источник подаваемого в камеру газообразного энергоносителя и блок поджига, отличающееся тем,что, с целью расширения технологических возможностей, снижения стоимости и повыше- ния безопасности работ, источник газообразного энергоносителя выполнен в виде газогенератора, корпус которого смонтирован на камере и имеет частично заполняемую газообразующими реагентами рабочую полость, сообщенную каналом с полостью камеры.

2. Устройство по п. 1,отличающеес я тем, что канал, сообщающий полости

камеры и газогенератора, выполнен в виде

блока трубок диаметром, не превышающим

критический для газового энергоносителя.

3. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что оно снабжено установленным в рабочей полости газогенератора активатором в виде змеевика, один конец трубки которого расположен в канале, сообщаю- щем полости камеры и газогенератора, а другой - над уровнем газообразующих реагентов.

4. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что корпус газогенератора выпол- нен торообразной формы, расположен коак- сиально импульсной камере и снабжен на обращенной к заготовке поверхности теп- лоотводящими пластинами.

5. Устройство по пп.1-4, отличаю- щееся тем,чтотеплоотводящиепластины связаны с корпусом газогенератора шар- нирно.

Использование: обработка металлов давлением, изготовление изделий в услови- ях индивидуального и мелкосерийного производства штамповкой или разделением на части. Сущность изобретения: устройство для детонационной газовой штамповки содержит размещенную над заготовкой импульсную камеру с детонационной трубой, источник газообразного энергоносителя в виде газогенератора, корпус которого смонтирован на камере и имеет частично заполняемую газробрэзующими реагентами рабочую полостью, сообщенную каналом с полостью камеры, блок поджига. Канал, сообщающий полости камеры и газогенератора, выполнен в виде блока трубок диаметром, не превышающим критический для газового энергоносителя. В рабочей полости газогенератора установлен активатор в виде змеевика, один конец трубки которого расположен в канале,-сообщающем полости камеры и газогенератора, а другой - над уровнем газообразующих реагентов. Корпус газогенератора выполнен торообразной формы, расположен ко.аксиально импульсной камере и снабжен на обращенной к заготовке поверхности теплоотводящими пластинами. Теплоотводящие пластины связаны с корпусом газогенератора шэр- нирно. 4 з.п,ф-лы, 3 ил. со с

453

.8 .7 a

,п