Способ резки листовых профилей и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к взрывному воздействию на материалы и может быть использовано при резке листовых деталей, в частности самолетов. Отличительной чертой указанного способа и устройства является то, что удлиненные заряды взрывчатого вещества устанавливают вдоль линии реза попарно на противоположных поверхностях листового профиля со смещением осей зарядов, а на утолщенных участках листового профиля один или оба заряда из пары заключают в массивную оболочку. Указанная оболочка выполняется в виде отрезков цилиндрической трубки, причем для усиления эффекта разрушения на наружной поверхности трубки, обращенной к листовому профилю, вдоль образующей сформирована плоская фаска. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к взрывному воздействию на материалы и может быть использовано при резке листовых деталей, в частности самолетов.

Известен способ резки листовых деталей с использованием энергии взрыва удлиненных зарядов (УЗ) в виде детонирующих шнуров (ДШ) или детонирующих удлиненных зарядов (ДУЗ) с кумулятивной выемкой.

Недостатком прототипа является то, что его использование применительно к деталям сложного профиля, труднореализуемого из-за необходимости сгибания ДУЗ по профилю с потерей эффективности. Переменная толщина стенки профиля также снижает эффективность и надежность резки обычным способом с помощью ДУЗ.

Целью изобретения является увеличение эффективности резки листовых профилей сложной формы с переменной толщиной стенки.

Это достигается тем, что вдоль линии реза УЗ устанавливают попарно на противоположных поверхностях (сторонах) листового профиля со смещением осей УЗ вдоль поверхностей на величину 1-2 ширины (диаметра) зарядов, а в местах утолщения листовых профилей один или оба УЗ из пары заключают в массивные оболочки. Массивные оболочки выполняют из отрезков цилиндрических трубок, на которых вдоль образующей сформирована плоская фаска определенной глубины, обращенная к листовому профилю.

На фиг.1-3 поясняют сущность предлагаемого способа резки и конструктивные особенности УЗ.

На плоском профиле 1 сложной формы устанавливают вдоль линии реза пару УЗ 2 и 3 с двух сторон, причем оси УЗ 2 и 3 смещены вдоль поверхности профиля на величину 1-2 диаметра (ширины) УЗ. При взрыве каждый УЗ создает в материале профиля противоположно направленное поле массовых скоростей, по границе этих полей возникает значительный скоростной градиент, обеспечивающий сдвиговую деформацию и разрушение (срез) материала.

В отличие от одностороннего взрывного воздействия, когда энергия ВВ расходуется на деформацию материала в широкой области, данный способ реализует локализацию сдвиговой деформаций в узкой зоне вдоль границы противоположно направленных скоростных полей, а это увеличивает эффективность резки и позволяет во многих случаях использовать ДШ, а не ДУЗ (кумуляция энергии на резку обеспечивается предложенным способом), что существенно при разрезании сильно изогнутых профилей сложной формы.

Относительное смещение осей пары УЗ определено экспериментально испытаниями по разрезанию листов с помощью ДШ диаметром 6 мм и ДУЗ-17М. Установлено, что при уменьшении смещения ниже величины диаметра УЗ происходит сжатие и смятие листа в месте нагружения, а не разрезание. При смещении на величину более двух диаметров взаимное влияние УЗ на эффективность резки исчезает, образуются отдельные вмятины или углубления от каждого УЗ без разрезания пластины.

При наличии у листового профиля 1 утолщенного участка (фиг.1, 2) УЗ (один или оба) заключают в соответствующем месте в массивную оболочку 4, которая, препятствуя разгрузке продукта взрыва, увеличивает диапазон скоростей материала профиля и компенсирует потери энергии ударных волн вследствие большей толщины профиля. При этом сохраняется уровень сдвиговых напряжений и эффективность реза в утолщенных местах. Использование оболочки в стандартном способе реза с одним УЗ менее эффективно, происходит увеличение прогиба пластины без разрезания.

Операции предложенного способа взаимосвязаны и служат решению единой задачи - обеспечению эффективной резки листовых профилей сложной формы с переменным значением толщины (фиг.3). Эффективность резки утолщенных участков возрастает при использовании массивной оболочки в виде отрезков цилиндрических трубок с внутренним диаметром, равным наружному диаметру УЗ, для плотного прилегания последнего к стенкам оболочки.

На обращенной к разрезаемой детали стороне трубки выполнена продольная плоская фаска вплоть до внутренней поверхности с образованием продольной щели в трубке (фиг.2). При этом величина фаски равна 1/2 (D-d), где D и d - наружный и внутренний диаметр, трубки соответственно. Продукты взрыва УЗ (как в виде ДУЗ, так и ДШ) сдерживаются стенками оболочки, а за счет прижатия утоненных стенок трубки в районе фаски к разрезаемому профилю исключает истечение продуктов взрыва в зазор между профилем и трубкой.

Таким образом обеспечивается сохранение высокого давления продуктов взрыва в течение длительного времени вплоть до разрушения и фрагментации трубки. Поэтому оказывается важной высокая пластичность материала (преимущество имеет, например, медь) трубки для увеличения времени разрушения и длительного сохранения высокого давления продуктов взрыва с соответствующим возрастанием скорости материала, сдвиговых напряжений и эффективности резки листовых профилей.

Предложенный способ и устройство для его реализации прошли экспериментальную проверку при проведении демонтажа фюзеляжа самолетов с истекшим сроком службы для утилизации металла.

Формула изобретения

СПОСОБ РЕЗКИ ЛИСТОВЫХ ПРОФИЛЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.

1. Способ резки листовых профилей удлиненными зарядами с приложением энергии взрыва к отрезаемой заготовке, отличающийся тем, что заряды устанавливают вдоль линии реза попарно на противоположных сторонах профиля со смещением их осей вдоль поверхностей на величину 1 - 2 диаметра зарядов, а на утолщенных участках профиля один или оба заряда заключают в оболочку.

2. Устройство для резки листовых профилей, содержащее удлиненный заряд и оболочку, отличающееся тем, что оболочка выполнена в виде отрезков цилиндрических трубок из пластичного материала, преимущественно меди, с внутренним диаметром, равным наружному диаметру заряда, а на наружной поверхности трубки, обращенной к профилю, вдоль образующей выполнена фаска глубиной 1/2 (D - d), где D, d - наружный и внутренний диаметры трубы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3