2.5 Усовершенствование процесса гидровзрывной штамповки.

Существуют три основных направления повышения к.п.д. штамповки: использование энергии отраженной волны, замыкание взрывной системы и метание передающей среды, совмещение нескольких операций на одном переходе.

Рассмотренные схемы штамповки отвечали так называемой открытой штамповке. Главным недостатком этих схем является то, что к заготовке направлена большая доля общей энергии взрыва, которая заключена в телесном угле 2φ / 4π. Кроме того, основная доля деформационной работой совершается первичной ударной волной, а доля энергии отраженной волны практически не используется. Если оборудование сконструировать так, чтобы в нем был и отражатель с подходящей формой, который направит отраженные волны в направлении заготовки, то к.п.д. процесса резко увеличится. Форма отражателя выбирается в зависимости от формы и расположения заряда так, чтобы отраженная волна была с плоским фронтом распространения. Такие требования выполняются с успехом, если отражатель имеет форму ротационного параболоида, когда у заряда сферическая форма или когда отражатель имеет форму усеченного конуса с углом при вершине 90° для линейных зарядов. В первом случае заряд умещается в фокусное расстояние параболоида, а во втором на оси конуса.

Использование отражателей приводит к усложнению конструкции сооружения для гидро-взрывной штамповки и к необходимости применения амортизаторов, удерживающих отражатель, который во время работы нагружается импульсом давления и перемещается со скоростью v = F/(m_о + m_пр), где F – импульс, m_о – масса отражателя, m_пр – присоединенная масса жидкости.

Разновидностью использования эффекта отражения является система, когда отражатель помещается в пространстве, в котором находится передающая среда.

Второе направление увеличения к.п.д. – это метание передающей среды или метание среды с увеличением присоединенной массы заготовки. Поток воды на свободной поверхности обладает значительной скоростью, которая в два раза больше скорости внутри воды и, следовательно, обладает большей энергией.

Штамповка с метанием передающей среды позволяет увеличить к.п.д. процесса до 40%. Она способствует улучшению условий работы оснастки и удобств эксплуатации в условиях цеха; дает возможность механизировать процесс подачи заготовки, замыкания сооружения, подачи передающей среды и заряда, извлечение готового изделия; делает возможным организовать штамповку подогретых заготовок.

Третий способ увеличения к.п.д. – это совмещение операции в одном бассейне в случае штамповки одинаковых или различающихся между собой малогабаритных деталей. В небольшом стационарном бассейне, заполненном водой, подвешивается круглый (в форме массивного кольца) матрицедержатель при помощи каната на стойке. Заряд в.в. размещают в центре матрицедержателя при помощи центрирующего устройства.

Матрицы, число которых применяют от трех до восьми, располагают симметрично в матрицедержателе. Каждая матрица имеет свое прижимное кольцо и заготовку. Удаление воздуха из матрицы осуществляется коллектором, гибким шлангом и вакуумным насосом.

Данный способ штамповки позволяет увеличить не только к.п.д. за счет использования отраженных волн, но и в значительной степени повысить производительность.