RU2030974C1 - Method of cutting sheet sections and apparatus for performing the same - Google Patents

Abstract

FIELD: metal forming. SUBSTANCE: method comprises steps of placing elongated charges of explosion material along a cutting line in pairs on opposite surfaces of a sheet section with displacement of axis of the charges; encapsulating one or both charges of the pair in a heavy envelope on thickened portions of the sheet section. The envelope is in the form of a piece of a cylindrical tube. In order to enhance a breaking effect an outer surface of the tube, turned to the sheet section, is provided by a flat chamfer, passing along a generatrix of the tube. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к взрывному воздействию на материалы и может быть использовано при резке листовых деталей, в частности самолетов. The invention relates to explosive effects on materials and can be used when cutting sheet parts, in particular aircraft.

Известен способ резки листовых деталей с использованием энергии взрыва удлиненных зарядов (УЗ) в виде детонирующих шнуров (ДШ) или детонирующих удлиненных зарядов (ДУЗ) с кумулятивной выемкой. A known method of cutting sheet parts using the energy of the explosion of elongated charges (US) in the form of detonating cords (LH) or detonating elongated charges (DL) with a cumulative recess.

Недостатком прототипа является то, что его использование применительно к деталям сложного профиля, труднореализуемого из-за необходимости сгибания ДУЗ по профилю с потерей эффективности. Переменная толщина стенки профиля также снижает эффективность и надежность резки обычным способом с помощью ДУЗ. The disadvantage of the prototype is that its use in relation to the details of a complex profile, difficult to implement due to the need to bend the RCS along the profile with a loss of efficiency. The variable profile wall thickness also reduces the efficiency and reliability of cutting in the usual way with the help of remote sensing.

Целью изобретения является увеличение эффективности резки листовых профилей сложной формы с переменной толщиной стенки. The aim of the invention is to increase the efficiency of cutting sheet profiles of complex shape with variable wall thickness.

Это достигается тем, что вдоль линии реза УЗ устанавливают попарно на противоположных поверхностях (сторонах) листового профиля со смещением осей УЗ вдоль поверхностей на величину 1-2 ширины (диаметра) зарядов, а в местах утолщения листовых профилей один или оба УЗ из пары заключают в массивные оболочки. Массивные оболочки выполняют из отрезков цилиндрических трубок, на которых вдоль образующей сформирована плоская фаска определенной глубины, обращенная к листовому профилю. This is achieved by the fact that along the cutting line the ultrasound is installed in pairs on opposite surfaces (sides) of the sheet profile with a displacement of the axis of the ultrasound along the surfaces by an amount of 1-2 widths (diameters) of charges, and in the places of thickening of the sheet profiles one or both ultrasound from a pair is enclosed in massive shells. Massive shells are made of segments of cylindrical tubes on which a flat chamfer of a certain depth is formed along the generatrix facing the sheet profile.

На фиг.1-3 поясняют сущность предлагаемого способа резки и конструктивные особенности УЗ. Figure 1-3 explain the essence of the proposed method of cutting and design features of ultrasound.

На плоском профиле 1 сложной формы устанавливают вдоль линии реза пару УЗ 2 и 3 с двух сторон, причем оси УЗ 2 и 3 смещены вдоль поверхности профиля на величину 1-2 диаметра (ширины) УЗ. При взрыве каждый УЗ создает в материале профиля противоположно направленное поле массовых скоростей, по границе этих полей возникает значительный скоростной градиент, обеспечивающий сдвиговую деформацию и разрушение (срез) материала. On a flat profile 1 of complex shape, a pair of ultrasound 2 and 3 is installed along the cutting line on both sides, and the axes of ultrasound 2 and 3 are offset along the surface of the profile by an amount of 1-2 diameter (width) of the ultrasound. In an explosion, each ultrasound creates in the profile material an oppositely directed mass velocity field; a significant velocity gradient arises along the boundary of these fields, providing shear deformation and fracture (shear) of the material.

В отличие от одностороннего взрывного воздействия, когда энергия ВВ расходуется на деформацию материала в широкой области, данный способ реализует локализацию сдвиговой деформаций в узкой зоне вдоль границы противоположно направленных скоростных полей, а это увеличивает эффективность резки и позволяет во многих случаях использовать ДШ, а не ДУЗ (кумуляция энергии на резку обеспечивается предложенным способом), что существенно при разрезании сильно изогнутых профилей сложной формы. In contrast to unilateral explosive action, when the explosive energy is spent on deformation of the material in a wide region, this method realizes the localization of shear deformations in a narrow zone along the boundary of oppositely directed velocity fields, and this increases the cutting efficiency and allows in many cases the use of LH rather than DPS (accumulation of energy for cutting is provided by the proposed method), which is essential when cutting strongly curved profiles of complex shape.

Относительное смещение осей пары УЗ определено экспериментально испытаниями по разрезанию листов с помощью ДШ диаметром 6 мм и ДУЗ-17М. Установлено, что при уменьшении смещения ниже величины диаметра УЗ происходит сжатие и смятие листа в месте нагружения, а не разрезание. При смещении на величину более двух диаметров взаимное влияние УЗ на эффективность резки исчезает, образуются отдельные вмятины или углубления от каждого УЗ без разрезания пластины. The relative displacement of the axes of the pair of ultrasound is determined experimentally by tests on cutting sheets using a DS with a diameter of 6 mm and DUZ-17M. It is established that when the displacement decreases below the value of the ultrasound diameter, the sheet is compressed and crumpled at the place of loading, and not cutting. When shifted by more than two diameters, the mutual influence of ultrasound on the cutting efficiency disappears, separate dents or depressions from each ultrasound are formed without cutting the plate.

При наличии у листового профиля 1 утолщенного участка (фиг.1, 2) УЗ (один или оба) заключают в соответствующем месте в массивную оболочку 4, которая, препятствуя разгрузке продукта взрыва, увеличивает диапазон скоростей материала профиля и компенсирует потери энергии ударных волн вследствие большей толщины профиля. При этом сохраняется уровень сдвиговых напряжений и эффективность реза в утолщенных местах. Использование оболочки в стандартном способе реза с одним УЗ менее эффективно, происходит увеличение прогиба пластины без разрезания. If the sheet profile 1 has a thickened section (Figs. 1, 2), the ultrasound (one or both) is enclosed in an appropriate place in a massive shell 4, which, preventing the unloading of the explosion product, increases the velocity range of the profile material and compensates for the energy loss of the shock waves due to the greater profile thickness. At the same time, the level of shear stresses and the efficiency of the cut in thickened places are preserved. The use of the sheath in the standard method of cutting with one ultrasound is less effective, there is an increase in the deflection of the plate without cutting.

Операции предложенного способа взаимосвязаны и служат решению единой задачи - обеспечению эффективной резки листовых профилей сложной формы с переменным значением толщины (фиг.3). Эффективность резки утолщенных участков возрастает при использовании массивной оболочки в виде отрезков цилиндрических трубок с внутренним диаметром, равным наружному диаметру УЗ, для плотного прилегания последнего к стенкам оболочки. The operations of the proposed method are interconnected and serve to solve a single problem - ensuring effective cutting of sheet profiles of complex shape with a variable thickness value (figure 3). The cutting efficiency of thickened sections increases when using a massive shell in the form of segments of cylindrical tubes with an inner diameter equal to the outer diameter of the ultrasound, for a snug fit of the latter to the walls of the shell.

На обращенной к разрезаемой детали стороне трубки выполнена продольная плоская фаска вплоть до внутренней поверхности с образованием продольной щели в трубке (фиг.2). При этом величина фаски равна 1/2 (D-d), где D и d - наружный и внутренний диаметр, трубки соответственно. Продукты взрыва УЗ (как в виде ДУЗ, так и ДШ) сдерживаются стенками оболочки, а за счет прижатия утоненных стенок трубки в районе фаски к разрезаемому профилю исключает истечение продуктов взрыва в зазор между профилем и трубкой. On the side of the tube facing the part to be cut, a longitudinal flat chamfer is made up to the inner surface with the formation of a longitudinal gap in the tube (Fig. 2). The chamfer value is 1/2 (D-d), where D and d are the outer and inner diameters of the tubes, respectively. Ultrasonic explosion products (both in the form of an SPS and a DS) are restrained by the walls of the shell, and due to the pressing of the thinned walls of the tube in the chamfer area to the cut profile, it prevents the explosion products from flowing into the gap between the profile and the tube.

Таким образом обеспечивается сохранение высокого давления продуктов взрыва в течение длительного времени вплоть до разрушения и фрагментации трубки. Поэтому оказывается важной высокая пластичность материала (преимущество имеет, например, медь) трубки для увеличения времени разрушения и длительного сохранения высокого давления продуктов взрыва с соответствующим возрастанием скорости материала, сдвиговых напряжений и эффективности резки листовых профилей. This ensures the preservation of high pressure of the explosion products for a long time until the destruction and fragmentation of the tube. Therefore, it is important to have high ductility of the material (for example, copper has the advantage) of the tube for increasing the fracture time and long-term preservation of high pressure of the explosion products with a corresponding increase in the material velocity, shear stresses and cutting efficiency of sheet profiles.

Предложенный способ и устройство для его реализации прошли экспериментальную проверку при проведении демонтажа фюзеляжа самолетов с истекшим сроком службы для утилизации металла. The proposed method and device for its implementation were experimentally tested during the dismantling of the fuselage of aircraft with an expired service life for metal disposal.

Claims (3)

СПОСОБ РЕЗКИ ЛИСТОВЫХ ПРОФИЛЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. METHOD FOR CUTTING SHEET PROFILES AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION. 1. Способ резки листовых профилей удлиненными зарядами с приложением энергии взрыва к отрезаемой заготовке, отличающийся тем, что заряды устанавливают вдоль линии реза попарно на противоположных сторонах профиля со смещением их осей вдоль поверхностей на величину 1 - 2 диаметра зарядов, а на утолщенных участках профиля один или оба заряда заключают в оболочку. 1. The method of cutting sheet profiles with elongated charges with the application of explosion energy to the workpiece to be cut, characterized in that the charges are set along the cut line in pairs on opposite sides of the profile with an offset of their axes along the surfaces by a value of 1-2 diameter of the charges, and one on thickened sections of the profile or both charges are enclosed in a shell. 2. Устройство для резки листовых профилей, содержащее удлиненный заряд и оболочку, отличающееся тем, что оболочка выполнена в виде отрезков цилиндрических трубок из пластичного материала, преимущественно меди, с внутренним диаметром, равным наружному диаметру заряда, а на наружной поверхности трубки, обращенной к профилю, вдоль образующей выполнена фаска глубиной 1/2 (D - d), где D, d - наружный и внутренний диаметры трубы. 2. A device for cutting sheet profiles, containing an elongated charge and a shell, characterized in that the shell is made in the form of segments of cylindrical tubes of a plastic material, mainly copper, with an inner diameter equal to the outer diameter of the charge, and on the outer surface of the tube facing the profile , along the generatrix a chamfer with a depth of 1/2 (D - d) is made, where D, d are the outer and inner diameters of the pipe.

Images