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2006-11-17 00:00:00.0

 
 

无模爆炸成xing

 

wan成时间197611

gong程地点:辽宁省大连shi甘jingzi区tang梨沟cun

wan成单位:大连爆炸加gong研究所

项目zhu持人及参加人yuan:陈火金、周家良、赵安德、郑本玉、mei茂顺

撰 稿 人:王勇

 

1前言

 

    用爆炸成xing代tichang规的冲压生产大xing封头,zhu要解决大xing冲压she备wenti。danshi,在推广应用爆炸成xingzhe项新gong艺时,尤其shi用于生产大xinghe金钢封头时,遇到的zhu要wentishi模具zhi造及其shoumingwenti。

    以guo去生产的921he金钢封头为li,用Z35钢作模具,当模具重量为封头产品重量的比为16倍时,只炸两个封头,模具就破huailiao;为30倍时,炸liao6个封头,模具也huailiao。可见如果要炸一种700kg重的he金钢封头,若模具重量按30倍产品重量计算,则模具xu要2lt;而当产品重量为2300kg时,模具重量达69t。zhe么大的模具,不lunshizhi造、运输籫u鞘褂枚己芾an,而且炸几炮就可neng破huai。因此,模具wenti直接限zhi着爆炸成xing的推广应用。

    guo去,为liao解决模具wenti,襤ua愣即幽>卟牧虾徒峁狗矫娼鴛ing改进,因而出现liao塑料模、水泥模、zi觭ha蓌ing(无底)模簍u咝阅5鹊取

    wo们分析羢i>叩淖饔茫瑂hi以阻力来控zhi板義i牧鞫輟i由运动板变形的原li和利用爆炸形成zai荷分布可调性的特点,提出liao甩掉笨重钢模的she想。

wo们在砂坑里进xingliao爆炸成xingshi验。发现砂坑形状对产苀an南咝斡皒iang不大。zhe一现象gao诉wo们,砂坑虽然有阻力,dan它毕緂u前肓魈澹丫ツ>叩淖饔胠iao。在sha坑中成xing时,对产品线衱en鹁龆ㄐ宰饔玫囊騭u不shi砂坑形状,而shi药包瞱en(药形、药位、药量)。决定产品线形的zhu要因su襶an赡>弑湮┌从捎心3蓌ing变为无模成xingliao。zhe种认识蓌i膄ei跃,使wo们祅an芯恐氐愫芸齑由翱幼揭┌wen=鲇貌huai絪an个月的时间就shizhi出第一个无模成xing产品(球径F2640mm,口径F2011mm,板厚22mm,重700kg92lhe金钢封头)。不久,又用无模成xingshizhi出重2300kg的大xinghe金钢封头(球径F3200mm,口径F2500mm,板厚42mm,材料902)。zhe两种产品都shi当年蚫u肷

 

2无模成xing的基本原li

 

    成xing的shi质shi控zhi板料在外zai作用下的流动(穓iao蚝痛笮),使之获得所要求的外形尺寸(线形)。而板料流动取决于zai荷大小及分布、材料变形抗力和模具阻力。在有模成xing时,zhu要shi利用模具的阻力(即约束作用)来控zhi线形的。而无模成xing则zhu要shi利用控zhizai荷分布的办法来控zhi线形。

无模成xing的基本原lishi动zai下zi由运动板的变形。zi由运动板在f力的作用下加速到v。如果zi由运动板各謘hi阍趚iezai后具有相同的速du矢量,则zi由运动板将保持原觴ing巫(不变形)而做等速运动。如各謘hi愕乃賒u矢量不同(大小或穓iao虿煌),则在zi由运动板中将产生内力。当内力超guo材義i谋湫慰沽κ保筒湫巍T诒湫蔚耐保瑉i由运动板各謘hi愕脑硕賒u重新分布,并趋于一致,xi统的部分动neng转化为变形功。可见,无模成xingshi襷aishi闼賒u矢量差为基chu的,而速差又取决于zai荷分布和质量分布。所以,利用爆炸zai荷分布可调性的特点来控zhi线形shi可以办到的。

 

3无模成xing时对fang皱wenti的探讨

 

    无模成xing,如果措施瞙uai保虮ê骻ong件有可neng起皱。

    根据有模成xing的经验,当板料相对厚dus/D>0.02和压yanxi数M=d/D>0.6时,不会起皱。danshi,当s/D<0.015d/D <0.6时,総u岢鱿种鍂en,必xu采取fang皱措施。

式中 s----板料厚du,mm

     D----板料直径,mm

     d----gong件口径,mm

wo们用无模爆炸成xingshizhi的第一种封头,板厚s=22mm,板料直径D= F2250mm,gong件口径d=2011mm。按上式舩ie希 s/D=0.0098<0.015,起皱wenti在l7的模拟shi验时就暴露出来liao。

    分析起皱的内因shi板料切线穓iao虻奈刃孕。蚨扇iao既提gao板料切线穓iao虻奈刃杂质蔴e于无模成xing的措施,即采觤ei乐迦唇饩銎鹬鍂enti(见图1),效果良好。

 

 

1  fang皱圈的结构

 

    shi践证明,当fang皱圈的材料与封头材料相同时,fang皱tiao件为满足以下关xi:(0.02D)2×(D-d)-s2×(D-d)=2t2×s’由磗huo茫

 

式中 D----板料直径,mm

     d----gong件口径,mm

     s----板料厚du,mm

     s----fang皱圈厚du,mm

     l----fang皱圈gaodu,mm

    s=O.02D时,t=0,即不xu要fang皱,zhe与有模成xing不xu压bian的结lun一致。

    由于fang皱圈的存在,虽然zeng加liao变形功,dan也zeng加liao板料周bian的惯衴ueΓ嗟庇诜蔷拾濉T诔蓌ingguo程中,fang皱圈围绕其形心翻转,有被拉平的趋势(见图2),并由此产生一个对板料周bian的内推力。zhe种辅zhu作用随t/s’值的zeng加而zeng加。dan当fang皱圈被拉平后,口径ji续内缩就相当困nanliao。从zhe襤uai愠龇ⅲang加大t/s’值。在shi約hiτ弥校╟hang取t/s=1.52.5

 

 

fang皱圈对封头成xing的影xiang

 

4无模成xingzhuang置及gong艺瞱ennan≡

 

    3为无模成xingzhuang置及成xing示意图。用砂坑支撑板料shi因为砂zi的透qi性好,为gao速成xing的zi然排qi创造有利tiao件。shi践证明,对厚板成xing,采用泥坑也neng获得满意的结果。泥坑虽然透qi性不好,容襷i诘撞砍鱿址磄u包(zhe种反gu包shi很容易利觤ei判∨谛hun的),danshi泥坑的支撑反力大,对改善封头si

周的线形有利。

 

 

无模成xingzhuang置及成xing示意图

1-lei管;2-起爆药zhu;3-zhu发药;4-板料;5-成xing后的封头;6-砂坑(zi然锥)

 

    对砂坑的基本要求shi既要有尽可neng大的容ji,又要有尽可neng大的支撑反力。鉴于zhe两tiao,通chang采用“zi然锥o6砸hua鉺hidu的砂zi,“zi然锥”坑的锥jiaoq100°。砂坑直径D’取板料直径D1.52倍。把zhun备好的板料放进砂坑。在板料上方铺一ceng砂zi,其厚du即吊gaoh,取决于gong件口径d。然后用刮板在砂zi上面刮出药形,zhuang上炸药,再用砂zi把药包gai上,等待起爆。

    在无模成xing时,药包瞱en(药形、药位、药量)祅an≡窈苤匾0磄uo去的经验,对球形封蚮ang磗huo,用平面药包jiao好。药位h=0.12d(d为gong件口径)。药径d=d-2.4h。jie质gaoduH4h。单位面ji药量按下式估算:

 

式中  s----板厚,mm

      s----材料强du,kg/mm2

      h----药位,mm

      R----封蚮an那拾刖叮mm

      zong药量               W=0.785d'2×q

式中,d’为药包直径,cm

 

5大xing椭圆封蚮an奈弈3蓌ing

 

    把椭圆封头分成两部分(见图4)。其中第一部分(底部)lei似于球形封头,可以用上述zhuang置进xing无模爆炸拉深。第二部分(壁部)lei似胀形件,可以用台锥形maopeng(见图5)zhuang置进xing无模爆炸胀形。分duan爆炸时,在两部分的jiao界处各留出蕇hi庇嗔俊1ê笤谑shi蔽恢们腥ビ嗔浚Vは咝喂馑chang缓笥靡籺iao环feng并焊成椭圆封头。

 

 

大xing椭圆封头无模成xing方an

 

 

无模爆炸胀xingzhuang置

1-台锥形maopeng;2-环衱o┌3-传爆药;4-起爆药;5-lei管;6-成xing后的gong件

    无模胀xing的药包瞱en捎胣eng量法估算,并进xing必要的模拟shi验。

zhe种方法可应用于口径在2m以蓌i拇髕ing的椭圆封蚮an牡ゼi量生产。而秡aixinging椭圆封头,jian议she计部门进一步研究,使之标zhun化、xilie化,并采用拉深环zi觭ha蓌inggong艺。

 

6局部成xing

 

    在无模成xing的shi践中,为liao提gao成xing件的jingdu,可采用局部成xing(或称局部校xing)gong艺。局部成xingshi依靠板料变bo来shi现的。li如,用局部成xing来xiao除反gu包及内皱时,如果药包瞱en≡竦玫保浔鋌o几乎显现不出纁hu

  局部成xing不仅neng蔳u诎纪鈚u,而且在一定的穌uan冢琻eng使外tu拉平,从而chun使产品线形光顺。当局部成xing作为校xing手duan时,由于变形量很小,通chang采用开放式的平面药包(见图6)。每次可用一个药包,也可以用一组(即几个)药包进xing爆炸。

 

 

局部校xingzhuang置

 

    li如,wo们在炸一种F2000mm口径的不锈钢与钢的双金属封头时,mao料直径D=F2300mm,厚dus=2.5+9.5=12mm。由于相对厚dujiao小(sD=0.4),在无模爆炸拉深时出现内皱及gu包,为此,采用下liegong艺瞱en植啃ing,收到良好的效果。

    药包直径d=F200mm,药量shiw=0.5kg,通guoshi验找出neng使gong件进入塑性状态的最大药位h=150ram。因此,对各种不同情况采用下lie不同的药位:

  校大“鼻zi”时:h50mm

  校大包时:h取’70mm

  校小包时:h100mm

  校微包时:h120mm

  用以光顺时:h150mm

 

7小结

 

    (1)在shizhi球形封头时,打破liao爆炸拉深惯用锥衱o┌目蚩颍闷矫嬉┌《he不仅改善liao产品线形,减少liao成xing磜en沂股昂牧肯zai档汀

    在shizhi大xing椭圆封头时,采用liao分duan法,从而在无模拉深的基chu上产生liao无模胀形gong艺。现在看来,无模胀形不仅neng解决椭圆封蚮an谋诓砍蓌ingwenti,而且wan全可以推广到其他lei似的胀形件。

    局部成xingshi在为提gao无模成xing产品尺寸jingdu的shi践中产生的。zhe种方法jin后可用于某些船体壳板的校xing。

    (2)无模成xingshi从有模成xing发展起来的,它对某些大xing封头shi觴ingУ模琩an不shi什么产品都可以用无模成xing。比如shuo,形状fu杂、jingdugao、相对厚du小的产品就不适he用无模成xing。danshi,如果把无模成xing的经验,反guo来推广到有模成xing中去,加强对有模成xing药包瞱ennan芯浚鹇雗eng提gao模具shouming或减轻模具重量。

    (3)从chang规冲压到爆炸成xing,tu破liao大xing冲压she备的限zhi;在爆炸成xing中,从有模成xing到无模成xing,tu破liao大xing模具的限zhi;在无模成xing出现后,对球形封蚮ang磗huo,又从最初的七炮成xing礿iao衷诘囊慌诔蓌ing。