ШТАМПОВКА ВЗРЫВОМ

К числу импульсных способов штамповки относятся: штамповка взрывом, штамповка электрическим разрядом в жидкости (электрогидроимпульс-ная штамповка) и штамповка силовым воздействием импульсного магнитного поля. Применяя импульсные способы штамповки, можно выполнять раздели* тельные, формоизменяющие и сборочные операции листовой штамповки. Импульсную штамповку используют в мелкосерийном производстве, так как оснастка для нее частично универсальная, штамповку ведут по жесткой матрице (пуансон отсутствует). При импульсной штамповке внешние силы (давление) воздействуют на заготовку в течение весьма коротких промежутков времени, исчисляемых долями миллисекунды, в связи с чем мощность импульса весьма высока. Импульсный характер приложения внешних сил приводит к тому, что пластическое формоизменение заготовки продолжается и после завершения действия импульса. Это объясняется результатом воздействия инерционных сил, возникающих в процессе протекания импульса. Высокоскоростной, импульсный характер приложения нагрузок к обрабатываемой заготовке существенно улучшает условия деформирования: повышается температура очага деформации, возникают полезные силы инерции, уменьшаются силы трения, локализуется очаг деформации. Все это, в конечном итоге, снижает усилие деформирования и улучшает качество штампуемых деталей. Кроме того, преимущество импульсной штамповки заключается в малой металлоемкости применяемых установок по сравнению с металлоемкостью стандартного прессового оборудования. Современный уровень развития энергетического и химического машиностроения и интенсивное развитие ракетной техники тесно связаны с обработкой труднодеформируемых высокопрочных и жаропрочных металлов и сплавов. Все это, в сочетании с постоянна увеличивающимися размерами вновь проектируемых деталей машин и ракет, вызвало необходимость в создании импульсных процессов обработки металлов давлением, к числу которых относится штамповка взрывом. В СССР данный способ штамповки предложил в 1949 г. Р. В. Пихтовников (Харьковский авиационный институт). При штамповке взрывом на заготовку воздействует энергия взрывной волны, передаваемая через воздух или жидкость. В результате этого заготовка пластически деформируется и приобретает форму полости матрицы, на которую она установлена. Кроме того, энергию взрыва применяют для привода специальных машин-орудий, в которых энергия взрыва преобразуется в кинетическую энергию подвижных частей, а следовательно, в кинетическую энергию инструмента-штампа. Энергия заряда ВВ, взорванного в воде, распределяется между ударной волной и образующимся при взрыве газовым пузырем. Ударная волна, достигнув заготовки и начав пластически деформировать ее, передает ей только часть своей энергии. Остальная часть энергии отражается от поверхности заготовки, и ударная волна начинает двигаться в противоположном направлении. Изменение направления движения ударной волны вызывает появление области кавитации, в которой возникает большое число пузырьков воздуха и пустот (рис. 12.1). Объем, находящийся в состоянии кавитации, обладает определенной энергией, которая частично передается заготовке, способствуя ее дальнейшему пластическому формоизменению. Газовый пузырь, расширяясь под воздействием газообразных продуктов взрыва, вызывает перемещение жидкости, создавая радиально направленный поток, который также способствует формоизменению заготовки. Для штамповки энергией взрыва -применяют медленно действующие (мета-тальные) и быстродействующие (бризантные) взрывчатые вещества. К медленно действующим ВВ относятся различного рода порохи, смеси горючих газов и сжиженные газы. Быстродействующие ВВ—тротил, аммиачная селитра, их смеси (аммонит) и др. Для изготовления крупногабаритных деталей из листового металла наиболее часто применяют тротил, который считается стандартным ВВ, поэтому все расчеты параметров взрыва принято выполнять применительно к тротиловым зарядам. Для возбуждения взрыва метательных и бризантных ВВ применяют инициирующие ВВ (детонаторы), относящиеся к числу весьма сильнодействующих ВВ (например, гремучая ртуть, азид свинца и др.). Подрыв детонаторов осуществляют электрическим током или механическим воздействием — ударом по капсуле. Из ВВ (в частности, из тротила) заряды получают отливкой, прессованием или пластифицированием. Форма заряда зависит от формы штампуемой детали и подбирается экспериментально (сфера, цилиндр, конус, плоская сплошная пластина, перфорированная пластина и др.) [21 ].