Штамповка взрывом

Книга название: Штамповка взрывом
Издание: Москва, \"Машиностроение\"
Автор: М.А. Анучин
Год печати: 1972
Кол-во страниц: 151
Формат: Djvu

Попытка применить энергию взрывчатых веществ (ВВ) для изготовления деталей впервые сделана примерно 80-90 лет назад. Промышленное использование импульсных методов обработки изделий, в том числе и гидровзрывной штамповки, началось лишь в пятидесятых годах. Это связано прежде всего с появлением большой номенклатуры крупногабаритных изделий, изготовляемых из листа небольшими партиями. Для изготовления таких изделий требуются мощные прессы и сложная дорогостоящая оснастка. С помощью же ВВ, используя простейшее оборудование и простую оснастку, заготовке можно передать практически любую необходимую для формообразования детали энергию. Для определенного класса изделий это обеспечивает значительное снижение капитальных затрат, себестоимости деталей, сроков подготовки производства, создает условия для быстрой его переналадки. В связи с этим в ряде отраслей машиностроения проявляется большой интерес к использованию гидровзрывной штамповки. В Советском Союзе на многих предприятиях созданы участки гидровзрывной штамповки. Исследования взрывных процессов oобработки металлов ведутся в ряде научно-исследовательских институтов и вузов СССР. Опубликованы работы, в которых обобщается опыт по внедре-нию процессов взрывной штамповки в промышленности и рассматриваются различные технологические схемы штамповки, освещаются вопросы конструирования оснастки и методики выбора основных параметров процесса штамповки [18, 21, 22]. Исследования и опыт, положенные в основу этих публикаций, играют большую роль в совершенствовании и внедрении технологии взрывной штамповки.

Достигнутые положительные результаты, а также усилия больших коллективов ученых и инженеров различных стран по изучению и расширению использования гидровзрывной штамповки в производстве предопределяют дальнейшее развитие этого прогрессивного способа обработки деталей. Однако возникают трудности при изучении гидровзрывной штамповки вследствие того, что этот процесс включает разнообразные физические явления: взрыв в воде, нагружение заготовки, скоростное деформирование ее, многократное ударное нагружение оснастки и т. д. Дело осложняется многообразием возможных схем штамповки и сложной геометрией зарядов, заготовок, матриц и бассейнов. Отсутствуют удовлетворительные для практики методики по определению основных технологических параметров процесса. Литература по взрыву в воде, несмотря на широкий круг рассматриваемых в ней проблем, не может быть полностью использована при разработке теории гидровзрывной штамповки. Так в монографиях по подводному взрыву изложены вопросы распространения ударных волн и нагружения ими податливых преград, расположенных на больших расстояниях от заряда ВВ [9, 15, 20, 24 ]. Поэтому ряд важных для штамповки вопросов, естественно, не затрагивается. Кроме того, при гидровзрывной штамповке условия развития и воздействия взрыва на податливую преграду (заготовку) существенно отличны от рассматриваемых в этих работах.

В связи с этим прямой перенос результатов, полученных в указанных исследованиях, в условия гидровзрывной штамповки может привести к серьезным ошибкам. Исследователи, занимающиеся гидровзрывной штамповкой, длительное время не уделяли внимания важному при подводном взрыве энергоносителю-гидропотоку, который можно не учитывать лишь при больших расстояниях преграды от заряда. При расчете веса заряда не принимались во внимание также диссип.ативные потери на фронте сильных ударных волн. Рассмотрение процесса нагружения преграды в большинстве случаев проводилось на основании предположения о сплошности среды. Однако при штамповке взрывом практически во всех случаях наблюдается кавитация. Способы учета кавитационных явлений развиты слабо. Из-за потери сплошности среды малоубедительными являются рекомендации по использованию методов анализа взаимодействия заготовки с жидкостью на основе введения понятия присоединенной массы. Большую роль для понимания процессов скоростного дефор-мирования преград при штамповке взрывом сыграли работы X. А. Рахматулина. Именно на основе этих работ были развиты представления о волновом характере деформирования оболочек. Однако и в этом случае специфика штамповки взрывом - большие деформации, большая подтяжка фланца и т. д. требует разработки специальных приемов, позволяющих вести оценку характеристик деформирования. К настоящему времени достигнуты определенные успехи в изучении специфических для штамповки условий развития взрыва и деформирования заготовок, сделаны многочисленныепопытки создания методик расчета технологических параметров, прежде всего, веса заряда.

Большинство этих методик основано на так называемой импульсной схеме нагружения заготовки [3, 14, 21]. В этом случае уравнение по определению веса заряда выводится, из предположения о равенстве импульсов внешних и внутренних сил [21], Однако при этом часто считается, что передача импульса от среды к заготовке происходит мгновенно. Нетрудно показать, что эти допущения приводят к нарушению закона сохранения энергии и, следовательно, к неправильному определению веса заряда. В расчетные соотношения для веса заряда по этим методикам вводятся различного рода поправочные коэффициенты. Однако допущенную неточность из-за неверного представления о процессе передачи энергии исправить оказывается невозможным. Дело осложняется и тем, что используемая, в качестве основного и контрольного показателя величина энергии формообразования детали определялась при этом по весьма упрощенным соотношениям. По этим причинам, а также в результате того, что при расчетах не учитывалось влияние некоторых указанных выше факторов (гидропотока, диссипативных потерь, ряда граничных условий), упомянутые методики во многих случаях дают большие расхождения в весах зарядов ВВ с опытом. Связь между пара-метрами операции штамповки (прогиб, коэффициент вытяжки), весом и положением заряда в этих методиках является неявной, что затрудняет использование их при отработке технологических процессов.

Скачать бесплатно книгу Штамповка взрывом