185248. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alakos, üreges munkadarabok előállítására fémcsőből robbantással
1 185 248 2 A találmány tárgya eljárás alakos, üreges munkadarabok előállítására fémcsőből, melynek során a munkadarab kívánt alakjának megfelelő alakú süllyesztékbe helyezzük, majd a cső belsejébe robbanóanyagot helyezünk és azt ott felrobbantjuk. A HERF (High Energie-Rate Formings) eljárásokat több évtizede alkalmazzák a műszaki gyakorlatban. Ezzel kapcsolatban utalunk a NASA High- Velocity Metalworking című összefoglaló tanulmányra (Office of Technology Utilization NASA, Washington, 196.7). A HERF eljárások körébe tartozó elektrohidraulikus és robbantásos technológiák közös jellemzője, hogy a munkadarabok alakítását rövid idejű, igen nagy csúcsnyomású nyomásimpulzussal végzik. A fémet alakító nyomásimpulzust az elektrohidraulikus eljárásnál kondenzátortelepben tárolt villamos energiának, robbantásos eljárásnál pedig a robbanóanyagok vegyi energiájának felszabadításával állítják elő. Mivel mindkét eljárásnál megvalósítható hengerszimmetrikus nyomásimpulzus előállítása, mind az elektrohidraulikus, mind a vegyi robbantásos eljárás különösen alkalmas hosszú csőszerű alkatrészek alakítására. A megvalósítás módja a következő: a gyártandó alkatrész alakjának megfelelően kiképzett szerszámban helyezzük el a csőszerű előgyártmányt, majd ennek belsejében hozunk létre olyan nagyságú hengerszimmetrikus nyomásimpulzust, ami képlékenyen alakítja az előgyártmány anyagát és azt a szerszám által meghatározott alak felvételére kényszeríti. Elektrohidraulikus alakítás esetén a nyomásimpulzust az alakuóberendezés szikraközét áthidaló és az alakítandó cső belsejében vezetett fémhuzal, az ún. „robbanóhuzal” felrobbanása hozza létre, míg a vegyi robbantásos eljárásnál a nyomásimpulzust a cső belsejében elhelyezett robbanóanyag töltet iniciálásával hozzuk létre. A fenti eljárások alapvető lényege, hogy viszonylag kis térfogatban - tehát csövek belsejében is - nagy alakító energiák szabadíthatok fel, továbbá az alakításhoz elegendő egyetlen alakadó szerszámfél, a másik „szerszámfél” ugyanis maga a nyomásimpulzus. A szakirodalomból és a gyakorlatból ismert HERF eljárások hidegalakítások, melyeknél a gyártható alkatrészek körét behatárolja az adott fémanyag nyúlása. Ezen kötöttséget néhány eljárás - például a 2 503 465 számú NSZK szabadalmi bejelentés - úgy oldja fel, hogy a cső belsejében elektrohidraulikus úton létrehozott nyomásimpulzus keltésével egyidejűleg a cső végeit tengelyirányban megnyomja, miáltal az anyagra jellemző nyúlásnál nagyobb mértékű átmérőnövekedést ér el. Ugyanezt célt - a csőátmérő hideg állapotban elérhető nyúlásánál nagyobb mértékű bővítését - a 333 576 számú osztrák szabadalmi leírás szerinti vegyi robbantásos eljárás az alakító süllyeszték célszerű kiképzésével éri el. Az említett eljárásokat olyan csőszerű alkatrtszek gyártására dolgozták ki, melyek egyetlen nagymértékben alakított szakaszt tartalmaznak, azonban bonyolult alakú, erősen tagolt alkatrészek előállítására nem alkalmazhatók. Az alkalmazhatóság további korlátját jelenti, hogy olyan csőszerű alkatrészek esetén, melyeknél 2 tengelyirányban különböző mértékben alakított és egyáltalán nem alakított szakaszok változnak - mint pl. egy gépjármű vezértengelynél - a cső belsejében felszabadított és értelemszerűen a legnagyobb alakítást igénylő résznek megfelelően méretezett nyomás hat az alakítást nem igénylő, vagy csak kisebb mértékű alakítást kívánó csőszakaszra, ez pedig a szerszám rendkívüli igénybevételét jelenti. Ez az oka, hogy a robbanóhuzalos elektrohidraulikus és a vegyi robbantásos csőalakításokat általában a kevésbé tagolt csőszerű alkatrészek előállítására alkalmazzák, mint amelyet a 172 563 számú magyar szabadalmi leírás ismertet, tehergépkocsi hátsó tengelyházának gyártása kapcsán. A HERF eljárások alkalmazásának további korlátozását jelenti az a tény, hogy hideg állapotú fémcsövek alakítása esetén egy adott alkatrész előállításához szükséges energia a cső belsejében elméletileg felszabadítható ugyan, azonban gazdasági, vagy biztonságtechnikai szempontok miatt ez üzemi körülmények között nem lehetséges. A találmány célja egy olyan eljárás kidolgozása alakos üreges munkadarabok előállítására, amelylyel a fenti hátrányok kiküszöbölhetők. A találmány szerinti eljárás két lényeges felismerésen alapul:- egyrészt, ha az alakító nyomásimpulzust olyan fémcső belsejében hozzuk létre, melyet előzőleg kovácsolási hőmérsékletre hevítettünk, ez esetben egyesítjük a melegalakítás összes előnyét (kisebb alakítási ellenállás, nagyobb nyúlás, finomabb anyagszerkezet), az elektrohidraulikus és vegyi robbantásos eljárások már ismertetett előnyeivel,- másrészt a szerszám és a munkadarab káros igénybevételét elkerülhetjük azáltal, hogy ugyanazon cső különböző mértékű alakítást kívánó részeihez az alakítás mértékével arányos nagyságú nyomást irányítunk. Az eljárás lényegét tekintve mindegy, hogy a nyomásimpulzust elektrohidraulikus, vagy vegyi robbantásos eljárással hoztuk létre. A kitűzött célt tehát a bevezetőben körülírt eljárással a találmány szerint úgy értük el, hogy a csövet a robbantás előtt kovácsolási hőmérsékletre hevítjük és a cső hossza mentén a robbanóanyagot az alakváltozás mértékével arányos mennyiségben osztjuk el. Egy előnyös foganatosítási mód szerint robbanóanyagként vegyi robbanóanyagot használunk oly módon, hogy á töltetet különböző nagyságú résztöltetekből állítjuk össze, illetve azon szakaszokon, melyek nem kívánnak alakítást, inert anyagot helyezünk a résztöltetek közé. Egy másik foganatosítási mód szerint robbanóanyagként fémhuzalt alkalmazunk, amelyet elektromos energiaforrás segítségével robbantunk fel. A fémhuzal geometriai méreteit a cső hossza mentén az alakváltozással arányosan változtatjuk. Ismét más foganatosítási mód szerint robbanóanyagként a vég robbanóanyagot és a fémhuzalt együttesen alkaln zzuk, oly módon, hogy a fémhuzalt a vegyi robba-.oanyag tölteten vezetjük keresztül. Ez azzal az előnnyel jár, hogy a fémhuzal felrobbanása az alakitó nyomásimpulzus létrehozásán túlmenően iniciálja a vegyi robbanóanyagot is, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
