Способ формования изделий

 

Использование: процесс формования изделий. Сущность изобретения: в качестве источника энергии, необходимой для воздействия на рабочую среду с целью формования заготовки, расположенной на формообразующей поверхности, используется энергия химических реакций, например реакции окисления водорода. При реакции образуется большое количество сжатых нагретых газообразных продуктов. Эти продукты формируют в одну или несколько управляемых нагретых истекающих струй и все операции формования изделий осуществляют за счет возникающих при этом сил и энергий. 7 з.п,ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4887226/27 (22) 29.11.90 (46) 30.07.93.Бюль 28 (76) В.С.Прут (56) Авторское свидетельство СССР

N937744,,кл. F 02 B 37/02, 1982.

Рейнхарт Дж.С. и Пирсон Дж. Взрывная обработка металлов. M.: Мир, 1966, с. 46-48, 119-124, 226-233. (54) СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ (57) Использование; процесс формования изделий. Сущность изобретения: в качестве

Изобретение относится к технологии использования энергии химических реакций для процесса формования изделий и может быть использовано в самых различных отраслях промышленности.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей способа, Поставленная цель достигается тем, что по способу формования, включающему создание большого количества сжатых нагретых газообразных продуктов химических реакций, преимущественно окисления, воздействие ими на рабочую среду, которой формуют заготовку, расположенную на формообразующей поверхности, извлечение готовой детали, сжатые нагретые газообразные продукты формируют в одну или несколько управляемых направленных истекающих струй и формование осуществляют образующимися при этом усилиями, энергиями, С целью обеспечения процесса формования заготовки в пластическом состоянии ее нагревают тепловой энергией газообраз„„59„„1831404 АЗ (si)s В 21 J 5/00, В 21 D 22/02 источника энергии, необходимой для воздействия на рабочую среду с целью формования заготовки, расположенной на формообразующей поверхности, используется энергия химических реакций, например реакции окисления водорода. При реакции образуется большое количество сжатых нагретых газообразных продуктов, Эти продукты формируют в одну или несколько управляемых нагретых истекающих струй и все операции формования изделий осуществляют за счет возникающих при этом сил и энергий. 7 з.п,ф-лы. 7 ил. ных продуктов. С целью уменьшения длительности технологического процесса формования заготовок в пластическом состоянии с готового изделия осуществляют теплоотвод при помощи охлажденных истекающих газообразных продуктов. С целью ускорения извлечения изделия из формообразующей поверхности на нее воздействуют давлением, создаваемым охлажденной истекающей струей газообразных продуктов, С целью получения изделий сложной конфигурации формование осуществляют давлением формообразующих элементов на заготовку при помощи реактивной силы, возникающей при истечении одной или нескольких управляемых направленных струй газообразных продуктов, при этом реактивную силу реверсируют. С целью изготовления изделий сложной конфигурации из тугоплавких материалов давление формования на заготовку осуществляют одной или несколькими истекающими управляемыми направленными струями нагретых газообразных продуктов. С целью управления из(Л

C ! ,СО (()

Ф

С)

> (л) 1831404

15 готовления изделий формование осуществляют при помощи разрежения между заготовкой и формообразующим элементом, которое создают путем захвата воздуха из полости одной или несколькими истекающими струями нагретых газообразных продуктов. С целью обеспечения формования деталей из трудноформируемых материалов усилие реактивной тяги, образующееся при истечении одной или нескольких управляемых направленных струй газообразных продуктов, форсируют.

На фиг.1 представлена схема нагрева заготовки до температуры пластичности материала; на фиг.2 — схема формования заготовки рабочей средой (например, пуансоном) и формообразующим элементом; на фиг,3 — схема формования заготовки одной или несколькими истекающими нагретыми направленными струями газообразных продуктов; на фиг.4 — схема формования заготовки разрежением, создаваемым между формообразующим элементом и заготовкой; на фиг.5 — схема теплоотвода с отформованного изделия истекающими охлажденными газообразными продуктами; на фиг.6 — схема извлечения готового изделия из формообразующего элемента; на фиг.7 — кон кретн ый и ример осуществления заявляемого способа.

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью химических реакций создают большое количество сжатых нагретых газообразных продуктов и формируют из них одну или несколько управляемых направленных истекающих струй 1 с давлением Р и температурой Т>, заготовку 2 фиксируют элементами 3. Формование осуществляют за счет сил и энергий, образующихся при истечении одной или нескольких управляемых нагретых направленных струй газообразных продуктов, рабочих сред 4, формообразующих элементов 5.

Для формования заготовки в пластическом состоянии ее нагревают тепловой энергией Т газообразных продуктов (фиг.1).

Для уменьшения длительности технологического процесса формования заготовки в пластическом состоянии с готового изделия осуществляют теплоотвод при помощи охлажденных истекающих газообразных продуктов с температурой Т (фиг,5).

Для ускорения извлечения изделия из формообразующей поверхности на нее воздействуют давлением Р2, создаваемым охлажденной истекающей струй газообразных продуктов (фиг.6).

Для получения изделий сложной конфигурации формование осуществляют давлением формообразующих элементов на заготовку при помощи реактивов силы F, возникающей при истечении одной или нескольких управляемых направленных струй газообразных продуктов, при этом реактивную силу реверсируют (фиг.2).

Для изготовления изделий сложной конструкции из тугоплавких материалов давление формования на заготовку осуществляют одной или несколькими истекающими направленными управляемыми струями нагретых газообразных продуктов с давлением Рз и температурой Тз (фиг.3).

Для упрощения изготовления изделиЧ формование осуществляют при помощ разрежения с давлением Р между заготов. кой и формообразующим элементом, кото рое создают путем захвата воздуха и:. полости одной или несколькими истекаю щими струями нагретых газообразных про. дуктов (фиг.4).

Для обеспечения формования изделиб из труднодеформируемых материалов реак. тивную силу F, возникающую при истечени одной или нескольких управляемых направ. ленных струй газообразных продуктов, фор мируют.

Затем отформованную деталь извлека ют.

Пример осуществления заявляемогс способа.

В устройстве для осуществления спосо. ба имеется двухконтурный турбореактив. ный двигатель 1 (фиг.7), обслуживающие егс системы запуска 2, топливопитания 3, авто. матического и ручного регулирования 4, по. жаротушения 5. Двигатель соединен с управляемым усилителем (мультипликатором) 6 давления реактивной тяги, которыми связан с пуансоном 7. Пуансон связан чере:. направляющие колонки 8 с жестко установленной матрицей 9. От воздухозаборника 1С двигателя к формообразующим поверхностям матриц проведен трубопровод низкогс давления 11 с краном управления 12. За выходным устройством двигателя, содержащим управляемые реактивные сопла 13, форсажные камеры 14, реверсивные заслонки 15, расположен регулируемый газозаборник 16 одной или нескольких газовых струй. От газозаборника также проложен управляемый кранами 17 газовод 18 к термошкафу 19, оснастке формования давления газов, состоящей из матрицы 20 и камеры высокого давления 21, матрице 9, Формуемая заготовка обозначена позицией 22.

1831404

Двигатель 1 запускают при помощи системы запуска 2, топливопитания 3, автомат ич ес ко го и руч н ого регулирования 4.

Двигатель через воздухозаборник10 интенсивно засасывает воздух, необходимый для его работы, и создает разрежение Pz в трубопроводе низкого давления. Из выходного устройства двигатель отбрасывает истекающие с большим давлением Р и скоростью порядка 500-800 м/с газовые струи продуктов сгорания, нагретые до температуры 600800 С, в зависимости от режимов работы двигателя. Регулируемым газозаборником

16 улавливают часть истекающих газовых струй продуктов сгорания.

В зависимости от материала заготовки

22, параметров его формообразования на одном устройстве, осуществляют несколько процессов предварительного и окончательного формования.

1. Заготовка из высокопрочного титанового сплава ОТ4/ГОСТ 19807-74/, лист толщиной 1,5-2 мм. Заготовку закрепляют между матрицей 20 и камерой высокого давления 21. При помощи газовода 18 подводят нагретые газовые струи к поверхностям заготовки и нагревают ее до пластического состояния (550-700 С). Через трубопровод низкого давления 11 создают разрежение в полости между заготовкой и поверхностью матрицы, а в камеру высокого давления подают истекающие с большой скоростью и давлением газовые струи продуктов сгорания. B результате осуществляется формование детали.

2. Заготовка из того же материала, что и в п.1, толщина 1,5-2 мм. Необходимо изготовить деталь сложной конфигурации. Уловленные газозаборником нагретые газовые струи направляют на заготовку и доводят ее до пластического состояния (550-700 С). Заготовку размещают на матрице 9. Через трубопровод низкого давления создают разрежение в полости между заготовкой и поверхностью матрицы. Затем заготовку несколько раз предварительно вытягивают пуансоном 7 и окончательно формуют между формообразующими поверхностями пуансона и матрицы с давлением 25-30 МПа при помощи форсированной реактивной силы, возникающей от истечения струй продуктов сгорания.

3,Заготовка листовая из фенопласта, наполненного сажей ПМ-15 на 12 ф, объема связующего (Ж-6-010-60), толщиной 2-2,5 мм. За;отовку разогревают до 100+ 5 С в термошкафу 19, который создает рабочую температуру при помощи нагретых газов продуктов сгорания, подводимых газоводом. Размещают ее на матрице 9. Предва20

55 рительно вытягивают пуансоном 7 и разрежением, подводимым трубопроводом низкого давления в полость между формообразующими поверхностями пуансона и матрицы с давлением 0,8-1 МПа, при помощи форсированной реактивной силы, возникающей при истечении струй продуктов сгорания. окончательно формуют.

4. Заготовка листовая из оргстекла АО120 (ТУ 5-19-244-84) толщиной 2-2,5 мм. Заготовку разогревают до 135+ 5 С в термошкафу и размещают ее между матрицей 20 и камерой высокого давления 21.

Окончательно формуют по формооЬразующей поверхности матрицы.

5. Заготовка как в п.4. Разогревают ее в термошкафу до 135 +5 С и размещают на матрице 9 или матрице 20 и окончательно формуют атмосферным давлением путем создания в полости между заготовкой и матрицей разрежения при помощи трубопровода низкого давления и т.д, После того, как заготовка окончательно отформована, ее охлаждают, а затем извлекают готовую деталь давлением, образуемым при подаче истекающей охлажденной газовой струи продуктов сгорания в пространство между заготовкой и формообразующей поверхностью матрицы.

Осуществление заявляемого способа использования энергии химических реакций для процесса формования иэделий обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: расширение технологических возможностей формования по причине использования для осуществления различных операций способа одного источника энергии; возможность осуществления способа автономно, независимо от внешних источников энергии; возможность упраления направлением, величиной и продолжительностью усилия формования при изготовлении изделий сложной конфигурации из труднодеформируемых и тугоплавких материалов.

Создание экологически чистого способа формования при применении в качестве источника энергии реакции окисления водорода, Формула изобретения

1. Способ формования изделий, по которому заготовку помещают в формообразующий инструмент, создают большое количество сжатых нагретых газообразных продуктов химических реакций, преимущественно окисления, и формование осущест1831404 вляют за счет энергии упомянутых газообразных продуктов, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет одновременного осуществления нескольких различных операций формования от одного источника энергии, сжатые нагретые газообразные продукты формируют в одну или несколько управляемых направленных истекающих струй и формование осуществляют за счет сил и энергий, возникающих при истечении последних.

2. Способ поп1,отл ичающи йся тем, что перед формованием заготовку нагревают посредством тепловой энергии управляемь;х направленных истекающих струй сжатых нагретых газообразных продуктов.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения длительности технологического процесса, после формования с готового изделия осуществляюттеплоотвод управляемыми направленными истекающими струями сжатых нагретых газообразных продуктов,с которых предварительно отбирают тепловую энергию.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что формование ведут с вакуумированием, которое осуществляют путем захвата воздуха из полости формообразующего инструмента управляемыми направленными истекающими струями сжатых нагретых газообразных продуктов.

5. Способ по п,1, отличающийся тем, что после формования изделие извле5 кают из формообразующего инструмента, воздействуя на него управляемыми направленными истекающими струями сжатых нагретых газообразных продуктов.

6. Способ по п.1, отличающийся

10 тем, что, с целью- изготовления изделий сложной конфигурации из тугоплавких материалов, формование заготовки осуществляют путем непосредственного воздействия на нее одной или нескольких управляемых

15 направленных истекающих струй сжаты> нагретых газообразных продуктов.

7. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью изготовления издели сложной конфигурации, формование осуще

20 ствляют за счет приложенной к формообра зующему инструменту реактивной силы возникающей при истечении одной или не скольких управляемых направленных исте кающих струй сжатых нагреты>

25 газообразных продуктов, при этом реактив ную силу реверсируют.

8, Способ по пп.1 и 7, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью обеспечения формова ния деталей из труднодеформируемых мате

30 риалов, формование осуществляют за сче форсированной реактивной силы.

1831404

Составитель Н. Матвеева

Техред М.Моргентал Корректор Н. Кешеля

Редактор С, Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 253б Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5