Разработка и исследование устройства газовой штамповки полых изделий из трубной заготовки

Полые тонкостенные детали, широко используемые в конструкциях машин, целесообразно производить из трубных заготовок. В существующих методах производства полых изделий формоизменение трубной заготовки производится в холодном её состоянии. При этом из-за ограниченной пластичности заготовки детали сложной формы производят за несколько переходов, что повышает себестоимость их производства. Разработано новое устройство, осуществляющее штамповку полых изделий с нагревом трубной заготовки. Оно содержит камеру сгорания и рабочий цилиндр, разделённые между собой поршнем. Нагрев и формоизменение заготовки осуществляется под действием давления продуктов сгорания сжатой топливной смеси, подаваемой в полость заготовки из рабочего цилиндра. Исследование проведено на основе известных уравнений термодинамики и уравнения теплового баланса процесса сгорания газообразного топлива. Установлено, что соотношение объёмов в камере сгорания и рабочего цилиндра должно быть в пределах 2,5...5, соотношение объёмов рабочего цилиндра и полости трубной заготовки – в пределах 2...2,5. Это обеспечивает увеличение давления газа в полости заготовки в 25...32 раза, в результате чего давление газа достигает 50…65 МПа, а его температура 2300 °С. Благодаря этому процесс штамповки осуществляется в интервале температур горячей обработки, что даёт возможность штамповать детали сложной формы за одну операцию.