[发明专利]爆炸成形装置及方法

说明书

本申请是申请日为2006年4月13日、申请号为200680024399.0、 发明名称为“爆炸成形装置及方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及爆炸成形装置及方法。

背景技术

存在用于形成工件的不同的装置及方法。例如，在液压成形过程 中，管状工件充满通常为水的液体，并被密封上。通过升高液体压力， 工件扩大并逐渐接近包围工件的成形导向装置的轮廓。在这种方法中， 必须施加相对较大的力来使工件变形以及更长时间地保持应用成形 模。为了获得满意的结果，必须精确控制力随时间变化的趋势。

液压成形还可以由爆炸能执行。这种广泛使用的方法利用诸如水 等液体作为爆炸所形成的压力波的传递介质。将通常为金属板材的工 件放在模具的型腔上，并将其下降到水槽中。工件下方的型腔中通常 产生真空。通过将炸药放入水槽中然后点火，迫使金属板材进入模具 中并因此获得最终的形状。该方法用在例如造船业中。该方法通常用 来从平板制造出平坦的物体。

EP592068中描述了刚才提到的普通类型的无液体爆炸成形方法。 为了制造凸轮轴，下半模装备有经过预润滑的凸轮。在将内部中空的 凸轮轴插入到各个凸轮的开口中之后，将上半模放在下半模上。各个 凸轮由经由半模中的特殊开口导向的支撑臂单独支撑。穿过模具的侧 壁径向延伸到凸轮轴的密封件将闭合的模具的端部密封住。延伸到凸 轮轴中的插塞状火花塞被旋入这些端部板之一中。在凸轮轴充满可燃 气体之后，可燃气体经由火花塞点燃。因为凸轮轴内部的气压突然升 高，所以凸轮轴扩大并压入各个凸轮的开口中。因此，这些凸轮被轴 向连接及花键连接到凸轮轴上。

虽然没有采用任何液体便实现了该方法，但是该方法操作起来相 对复杂和耗时。模具必须首先预装备有成品部件，然后凸轮轴必须精 密配合地穿过各个凸轮的开口。然后必须精密配合地施加和安装侧面。 必须提供气体供给线和火花塞。所有这些都是耗时的单个工步。无论 在每个变形过程中还是已经设置了密封件都必须再次密封端部板或者 侧面。然而，密封件是受到磨损的部分，这导致需要额外的成本。这 种复杂的处理导致极其耗时，并因此导致成本极高。因此，该方法未 在工业上获得认可。

本发明的主要目的在于对刚才提到的普通类型的方法及装置进行 改进，以至于可以利用只需较少的单个工步的简单方法使管状工件成 形，因此，在时间和成本方面是令人满意的。

发明内容

根据本发明，利用下述装置来实现上述目的。

根据本发明，一种用于成形管状工件的装置包括：多部件式成形 模，其在闭合状态几乎将工件完全包围，以使得管状工件的至少一个 端部开口保持可从成形模外侧触及，其中，成形模具有限定最终工件 形状的成形区以及用于保持工件的至少一个工件保持区；插塞，其可 被迫插入管状工件的端部开口，以使得工件端部在插塞和保持区之间 被紧固和变形并且在保持区和插塞之间形成密封；以及分离刃，其在 保持区和成形区之间设置于成形模中，以使得在成形过程中，分离刃 将工件的变形区从成品部件上分离。

根据本发明，一种用于成形具有开口端部的管状工件的装置包括： 多部件式成形模，其在闭合状态几乎将工件完全包围，以使得管状工 件的各端部开口保持可从成形模外侧触及，其中，成形模具有限定最 终工件形状的成形区以及用于保持工件的上下工件保持区；可被迫插 入管状工件各端部开口中的插塞，以使得工件的各端部在各插塞和保 持区之间紧固和变形并且在各保持区和插塞之间形成密封；以及在各 保持区和成形区之间设置在成形模中的分离刃，以使得在成形过程中， 各分离刃将工件的变形区从成品部件上分离。

爆炸空间经由插塞和固定在适当位置处的工件密封。通过插入插 塞，工件优选进行塑性变形且紧固在插塞和成形模之间。因此，工件 不仅保持在成形模中的适当位置处，而且使其自身用于密封爆炸空间。 该过程可以在另一成形过程中重复。在各个成形过程中，随着新工件 坯体及插塞的插入，新的密封也形成了。因为这种简单的处理将几个 功能集成在一个工步中，所以可以实现较短的周期和有成本效益的工 业生产。

在一个有利的实施方式中，当插入插塞后，插塞和成形模之间的 自由间隔可以比工件坯体的材料厚度更小。通过插入插塞，工件产生 变形，并且爆炸空间被密封起来。同时，工件紧固在插塞和成形模之 间，并且固定在其位置处。