[發明專利]高速射流沖擊成形裝置

無效

• 申請號: 201210310545.3
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN102794347A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 劉會霞;郭朝;沈宗寶;張虎;李品;胡楊;杜道忠;高陽陽;劉輝;王霄
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B21D26/02
• 分類號: B21D26/02
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭

技術領域

本發明涉及一種機械加工設備，尤其是一種利用高速流體進行沖擊成形的裝置，具體地說是一種利用高速流體做沖擊介質，對難成形材料高速沖擊，使材料成形的高速射流沖擊成形裝置。

背景技術

現在研究表明，在沖擊成形過程中，難以成形的材料（如鎂鋁合金）在高速沖擊下（速度大于100m/s），會表現出很好的成形性能，材料的塑性及流動填充性能得到很大提高。流體經過增壓后可以得到很高的勢能，高壓流體在噴出狹窄的噴口時可獲得高速（高于100m/s），如此高的速度可以應用于高速沖擊成形加工過程，同時用柔性的流體代替傳統成形加工中的剛性沖頭，提高加工中成形材料成形效果。?

目前應用流體介質對金屬材料高速成形加工的方法包括爆炸成形和液電成形。如楊希紅的論文：爆炸成形加工數值分析（《航空精密制造技術》?1999年04期）。論文中提到爆炸成形裝置，其實施方式為：將炸藥、模具和待成形工件放于水槽里，炸藥位于模具和待成形工件上方，成形加工時，引爆炸藥產生沖擊波和爆轟波使要成形的材料板與模具緊密接觸，完成高速成形。

又如鄧琦林、劉宏軍、周錦進的論文：液電成形金屬零件的實驗研究（《航空精密制造技術》1999年第4期）。論文中提到的液電成形裝置實施方式為：將電極、模具和待成形工件放于水槽里，電極接通放電回路，電極位于模具和待成形工件環繞的液體間隙里。成形加工時，閉合放電回路使電極放電，擊穿液體間隙,?電極間的液體介質水急劇游離溫度迅速上升，形成沖擊波作用于工件，使工件貼模成型。

上述高速成形方法的脈沖產生方式與本發明存在區別：爆炸和液電成形分別是依靠爆炸能和電能對流體介質施加瞬時脈沖能量，形成沖擊波沖擊待成形工件使之高速成形；而本發明提供的裝置是將高壓流體瞬間釋放形成脈沖沖擊待成形工件，完成高速成形加工。其次爆炸和放電能量轉化為液流沖擊波的速度不能精確控制；本發明通過對液體壓力和釋放時間的把握可以更精確的控制流體介質的脈沖速度。

發明內容

本發明提出了一種高速射流沖擊成形裝置，可以實現將流體增壓加速，利用高速流體作為介質瞬間沖擊工件，完成高速成形，同時避免了應用剛性沖頭高速沖擊沖擊工件產生的工件表面擦傷和破裂的缺陷。

本發明的技術方案是：

一種高速射流沖擊成形裝置，它包括脈沖流體發生裝置1、成形裝置15、控制系統16和動力系統17，動力系統17通過管路向脈沖流體發生裝置1提供高壓流體，控制系統16通過接受發射活塞9的位置信號，控制流體發生裝置1釋放脈沖流體，成形裝置15用于安裝待成形工件并接受脈沖流體發生裝置1所發出的高速水流，以使待成形工件成形。

所述的脈沖流體發生裝置1，其特征是由噴嘴2、頂緊螺母3、加速管6、法蘭7、發射管8、發射活塞9、換向閥腔體10、換向閥芯11和復位彈簧13組成，噴嘴2通過頂緊螺母3密封安裝在加速管6的前安裝孔內；加速管6通過法蘭7與發射管8的一端連接成一體；發射活塞9位于發射管8中并能在其中來回運動；換向閥腔體10為T型結構的中空腔體，垂直于換向閥腔體10的主貫通管的軸線在軸線中心位置設有一個橫向管，該橫向管與發射管8的另一端相連通；換向閥芯11位于換向閥腔體10主貫通管腔中，換向閥芯11的兩端各設有一個復位彈簧13；在換向閥腔體10的兩端各安裝有一個與對應的復位彈簧11相抵的封蓋12；所述的發射管8上加工有四個與內腔相通的通孔，其中位于兩端的通孔A和通孔D分別通過連接管a及連接管d與動力系統17的高壓水輸出端相連通，另兩個通孔中的一個與常壓管道b相連通，另一個通過管道c與換向閥腔體10的上端的通孔E相連通，換向閥腔體10下端的通孔H通過管道e與發射管8一端的通孔D相連通，換向閥腔體10、通孔E和通孔H之間還設有通孔F和通孔G，通孔F上安裝有控制閥K，通孔G與發射管8相連通。

所述的加速管6內安裝有使噴嘴2與其保持同軸的外應力圈4和緊固環5。

所述的加速管6內的加速孔為錐孔，它靠近噴嘴一端的直徑小于另一端的直徑。

所述的加速管6、法蘭7與發射管8的軸心同軸。

所述的加速管6、法蘭7、發射管8及換向閥腔體10組成的脈沖流體發生裝置1的兩端分別支承在對應的支架14上。

所述的加速管6左側內腔加工有Ф20mm孔，孔端面加工有45°圓凹臺以便密封。加速管6中間內腔加工有10°斜楔形孔。加速管6的右側內腔加工有Ф30mm孔，以便安裝法蘭7。