Тема 2.7. Способы высокоэнергетической обработки давлением.

План:

1. Общие сведения о высокоэнергетической обработке давлением.

   • установки для штамповки взрывом.

   • установок для штамповки на воздухе

2. установок для штамповки в воде

3. Гидростаты

4. Газостаты.

Контрольные вопросы:

1. С помощью каких машин осуществляется высокоэнергетическая обработка давлением?

2. Опишите устройство установки для штамповки взрывом на воздухе. Поясните принцип осуществления штамповки данным методом.

3. Опишите устройство установки для штамповки взрывом в воде. Поясните принцип осуществления штамповки данным методом.

4. Поясните сущность метода гидростатического спрессовывания, назовите область применения данного метода.

5. Поясните сущность метода газостатического спрессовывания, назовите область применения данного метода.

Тема 2.7. Способы высокоэнергетической обработки давлением.

2.7.1 Общие сведения о высокоэнергетической обработке давлением.

Высокоэнергетическая обработка давлением осуществляется при использовании импульсных машин и машин статического действия.

Время обработки деталей в импульсных машинах измеряется долями секунды и это позволяет при хороших системах механиза­ции получить высокую производительность.

Машины для статической обработки материалов давлением — гидростаты и газостаты — сравнительно новые виды оборудования, они позволяют получать изделия сложной формы из порошковых материалов, а также устранять дефекты в заготовках и изделиях, полученных другими методами. Поэтому этот вид оборудования в последние годы все шире применяется на производстве.

2.7.2 Установки для штамповки взрывом.

Среди способов высокоэнергетической обработки давлением одной из первых нашла относительно широкое применение штам­повка взрывом. Ее используют, в основном, для изго­товления крупногабаритных деталей (например, днищ, обечаек барабанов, котлов и т. д.).

Штамповку взрывом проводят как на открытом воздухе, так и в воде.

Одна из установок для штамповки на воздухе показана на рис.1,а. На основании 4 устанав­ливается штамп 5, верхняя по­верхность которого соответствует форме штампуемой детали Заготовка, уложенная па штам­пе, прижимается кольцом 8, приваренным к камере сгора­ния 1.

Через отверстие в верхней крышке камеры и нее вводится заряд и подрывается. Выде­лившиеся при сгорании пороха газы прижи­мают заготовку к поверхности штампа, и она при­нимает заданную штампом конфигурацию.

Заготовка деформируется с такой скоростью, что воздух (если он остается в полости штампа) не успевает выйти из-под заготов­ки. Он сжимается и после прекращения действия взрыва, расши­ряясь, деформирует готовое изделие в обратную сторону.

Чтобы этого не произошло, перед взрывом воздух из полости под заготовкой откачи­вают. Для этого в штамп через отверстие в основании установки вворачивается штуцер 6. связанный гибким шлангом с вакуум-насосом. Во избежание подсоса воздуха из атмосферы между штампом и прижимным кольцом устанавливают прокладки 3.

При штамповке взрывом в качестве среды, передающей давле­ние, удобно использовать воду. При подводной штамповке требует­ся меньше взрывчатых веществ, чем для достижения того же эф­фекта при штамповке на воздухе. К тому же вода снижает уровень шума и поглощает конечные продукты взрыва. Вместо воды ис­пользуют также минеральное масло и иногда пе­сок.

Подводную штамповку взрывом выполняют обычно в бетониро­ванных бассейнах, при этом не требуется специальной камеры сгорания. Перед укладкой заготовки рабочие части штампа должны быть смазаны солидолом.

Подготовленный к работе штамп (рис. 1, б) опускают на дно бассейна. Затем над заготовкой устанав­ливают заряд, после чего бассейн наполняют водой, одновременно создавая вакуум в поло­сти под заготовкой. После отключения насосов осуществляют взрыв, вслед за которым вода перекачивается в другую емкость. Сняв прижимное кольцо, удаляют готовую деталь.

Рис.1. Установки для взрывной штамповки:

а - на воздухе:

1–взрывная камера. 2–болт. 3–прокладка, 4–основание. 5–штамп. 6–штуцер. 7– заготовка. 8– кольцо;

б - для подводной штамповки:

1– осно­вание. 2–вкладыш. 3–болт, 4–протяжное кольцо, 5–шпилька. 6–прижимное коль­цо, 7–шайба. 8–гайка. 9–резиновая прокладка. 10 – отверстие для отсоса воздуха, 11, 12–грузовые болты

Штамповка взрывом имеет ряд существенных достоинств:

• не требуются большие капитальные затраты на оборудо­вание, само оборудование не­сложно

• время процесса невелико.

• высокие скорости деформирования металла (при взрыве до­стигают 150 м/с): отпа­дает нужда в предварительном нагреве заго­товок; по той же причине штамповке взрывом легко поддаются труднодеформируемые ме­таллы.

• из-за кратковременности процесса (тысячные доли секунды) штампы можно изго­товлять не только из дешевых низкоуглеродистых сталей, но и из таких мате­риа­лов, как бетон, дерево, пластмасса и т. д.

Штамповка взрывом предпочтительна для мелкосерийного производства деталей из листа.

К недостат­кам взрывной обработки следует отнести:

• необходимость иметь хоть и небольшую, по отдельную площадку.

• вредность производства, вследствие выделяемых при взрывах токсических ве­ществ.

• дополнительные требования к безопасности труда.