8. 3. Способы штамповки взрывом и применяемое оборудование

В настоящее время известен ряд схем использования энер­гии взрыва для формоизменения заготовок.

Все способы штамповки взрывом можно классифицировать по следующим признакам (рис.142): 1) по виду применяемой энергии, т. е. по физической сущности протекания процесса, в основе которой лежит скорость формоизменения; 2) по способу передачи энергии взрыва на формоизменяющую заготовку; 3) по типу применяемых конструкций установок.

Рис. 142. Классификация скоростных методов штамповки

8.3.1. Классификация штамповки по виду применяемой энергии

По виду применяемой энергии следует различать:

I) высо­коскоростные способы, при которых применяют в качестве источника энергии бризантные ВВ или энергию электрического разряда в жидкости. Процесс штамповки при этом протекает в течение микросекунд;

2) скоростные способы, при которых про­цесс протекает в течение миллисекунд. При этом используют по­рох, гремучий таз, сжатые взрывчатые газовые смеси.

Высокоскоростные способы наиболее универсальны. Они особенно эффективны при штамповке деталей из относительно малопластичных сплавов, а также при необходимости повыше­ния механических свойств металла получаемой детали.

Высокоскоростные способы при использовании бризантных ВВ отличаются простотой установок для штамповки. Электро­гидравлический эффект при штамповке требует применения бо­лее сложных установок. Успешное применение высокоскорост­ных способов штамповки зависит от точности подбора величины заряда, его формы, определения места расположения заряда от­носительно формоизменяемой заготовки, а также необходимого вакуума в объеме матрицы, в которую заготовка вдавливается взрывной волной. Соблюдение этих условий связано с некото­рыми трудностями.

Для скоростных способов требуются более сложные уста­новки, однако меньшая интенсивность взрывного эффекта и возможность штамповки в цехе делают эти способы желатель­ными в ряде случаев. Кроме того, на выбор способа влияет геометрия штампуемых деталей, и иногда она делает скорост­ное деформирование более эффективным по сравнению с вы­сокоскоростным способом.

8.3.2. Классификация штамповки по способу передачи энергии взрыва

Энергия взрыва от ВВ на заготовку может передаваться через твердые, жидкие и газообразные среды, но наибольшее распространение получила штамповка в жидкостях (в воде). При взрыве в воде разлет осколков детонатора и ВВ по срав­нению со взрывом в воздухе минимален, и поражение ими обс­луживающего персонала и заготовки исключается.

Давление на фронте ударной волны в десятки раз больше, чем при взрыве в воздухе, и оно меньше зависит от расстояния, а длительность воздействия волны меньше только в 2 2,5 раза. Акустическое сопротивление воды в 3500 раз выше акустиче­ского сопротивления воздуха. Поэтому при взрыве в воде удар­ная волна практически не преломляется в воздушную ударную волну, а это значит, что взрывы в воде при отсутствии непосред­ственного контакта работающего с установкой не опасны.

При соблюдении некоторых правил подводные взрывы созда­ют не больше шума, чем обычное кузнечно-прессовое оборудо­вание. На рис. 143, а и б приведены схемы непосредственного воздействия ВВ на формоизменяемую заготовку, а на рис. 143, в и г — схемы воздействия ВВ через промежуточную среду- воду.

Следует учесть, что от выбираемой схемы существенно за­висит коэффициент полезного использования энергии взрыва, который, однако, при низкой стоимости ВВ не является опреде­ляющим .

Рис. 143. Принципиальные схемы способов формообразования

листовых деталей с использованием энергии бризантных ВВ:

1 — заряд; 2 — заготовка; 3 — матрица

При передаче энергии через воздух коэффициент полезного использования энергии равен 4%. При передаче энергии через воду он повышается до 33%. Коэффициент полезного использова­ния энергии взрыва в существенной мере зависит от удельного веса жидкости, через которую передается энергия взрыва. С повы­шением удельного веса жидкости коэффициент полезного использования энергии взрыва возрастает.