RU2526327C1

RU2526327C1 - Method of manufacturing layered pyrotechnic charges

Info

Publication number: RU2526327C1
Application number: RU2013128294/11A
Authority: RU
Inventors: Вадим Юрьевич Архангельский; Николай Михайлович Варёных; Валентин Иванович Романов; Вячеслав Александрович Подсобляев
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2014-08-20

Abstract

FIELD: blasting operations.

SUBSTANCE: in the stamp with a rotary table bearing matrices with extractable axial rod, in prepared matrices the cylindrical bodies are mounted under the charge with a cardboard cylindrical shell, the metered bulk material is charged, then it is compacted in layers with punch and the finished product is discharged from the dismountable pressing tool. The consistent compacting in layers of the metered material is carried out on one position of the adjustable stroke of the punch, for which after the compacting operations of the intermediate layers of pyrotechnic compositions the rotary table is reversed for one stroke for charging another dose of the bulk material.

EFFECT: unification of safe compacting of various multilayer pyrotechnic charges on one working position of the compact stamp with precision accuracy of the pressing tool and with a minimal number of rotary positioning.

3 dwg

Description

Изобретение относится к пиротехническому производству, а более конкретно к технологии изготовления многослойных пиротехнических зарядов последовательным прессованием в роторном штамповом инструменте.The invention relates to pyrotechnic production, and more specifically to a technology for the manufacture of multilayer pyrotechnic charges by sequential pressing in a rotary die tool.

Уровень данной области техники характеризует описанный в патенте US №3063390, нац. кл. 107-1, 1962 г. способ последовательного автоматического прессования композитных зарядов в многопозиционной поточной линии, заключающийся в том, что на каждом технологическом участке последовательного прессования слоев в матрицу порционно загружают порошковый состав, который уплотняют соосными пуансонами, встречно перемещаемыми под действием кулачков.The level of this technical field characterizes described in US patent No. 3063390, nat. class 107-1, 1962, a method for sequential automatic pressing of composite charges in a multi-position production line, which consists in the fact that at each technological section of the sequential pressing of layers, a powder composition is portioned into the matrix, which is compacted with coaxial punches that are counter-moved under the action of cams.

Особенностью этого способа является то, что следующую порцию порошка загружают на отпрессованную таблетку и далее прессуют, прикладывая давление на порошок через нее, что определяет дополнительные технологические ограничения.A feature of this method is that the next portion of the powder is loaded onto the pressed tablet and then pressed by applying pressure to the powder through it, which determines additional technological limitations.

В частности, не представляется технически возможным прессование трехслойного изделия из-за пружинящего действия отпрессованных слоев (таблеток), которые демпфируют заданное усилие прессования.In particular, it does not seem technically possible to press a three-layer product due to the spring action of the pressed layers (tablets), which damp a predetermined pressing force.

При увеличении усилия прессования, необходимого для уплотнения третьего слоя, готовые таблетки могут разрушаться, то есть гарантированно не обеспечивается монолитность многослойного изделия из-за низкой адгезионной связи структурных составляющих в монолит, что искажает заданный режим горения изготовленного слоеного пиротехнического заряда.With an increase in the pressing force necessary for compaction of the third layer, the finished tablets can be destroyed, that is, the monolithicity of the multilayer product is not guaranteed to be guaranteed due to the low adhesive bond of the structural components to the monolith, which distorts the predetermined combustion mode of the made puff pyrotechnic charge.

При этом необходимо в каждом конкретном случае сочетания материалов и количества слоев в заряде экспериментально устанавливать реологические коэффициенты в зависимости от физико-механических свойств сыпучих материалов, габаритных параметров многослойного заряда и соотношения толщин его слоев, что трудоемко и требует высокой квалификации технологов и лаборантов.In this case, it is necessary in each case of combining materials and the number of layers in the charge to experimentally establish rheological coefficients depending on the physicomechanical properties of bulk materials, the overall parameters of the multilayer charge and the ratio of the thicknesses of its layers, which is laborious and requires highly qualified technologists and laboratory assistants.

Кроме того, технологический поток для практической реализации способа громоздкий, протяженный и сложный в регулировании автоматической системы синхронизации параллельно действующих исполнительных механизмов послойного последовательного прессования пиротехнических зарядов.In addition, the process stream for the practical implementation of the method is cumbersome, lengthy and difficult to regulate the automatic synchronization system of parallel-acting actuators of the sequential layer-by-layer pressing of pyrotechnic charges.

При этом для обеспечения заданной равноплотности в объеме заряда, необходимой для стабильности его горения, по описанному способу возможно прессовать не более двух совмещенных слоев пиротехнических составов.At the same time, in order to ensure a given uniform density in the charge volume necessary for the stability of its combustion, according to the described method, it is possible to press no more than two combined layers of pyrotechnic compositions.

Отмеченные недостатки устранены в способе последовательного послойного прессования пиротехнических зарядов в роторном прессе, описанном в книге Л.И. Клячко, A.M. Уманский, В.Н. Бобров, Оборудование и оснастка для формования порошковых материалов, М., «Металлургия», 1986, с. 41-45 (рис.3), который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному способу.The noted disadvantages are eliminated in the method of sequential layer-by-layer pressing of pyrotechnic charges in a rotary press, described in the book of L.I. Klyachko, A.M. Umansky, V.N. Bobrov, Equipment and tooling for forming powder materials, M., Metallurgy, 1986, p. 41-45 (Fig. 3), which, according to the technical nature and the number of matching features, is selected as the closest analogue to the proposed method.

Известный способ прессования изделий из металлических порошков реализуется в прессе с двеннадцатигнездным поворотным столом, ход которого синхронизирован с возвратно-поступательными рабочими перемещениями ползуна пресса, причем поворот стола происходит во время холостого хода пресса, когда ползун идет вверх.The known method of pressing articles made of metal powders is implemented in a press with a twelve-hole rotary table, the stroke of which is synchronized with the reciprocating working movements of the slider of the press, and the table is rotated during idle press, when the slider goes up.

Рабочая поверхность матриц очищается от пыли и остатков порошка предыдущего прессования и смазывается специальным войлочным штоком, затем вручную устанавливают центральный стержень, засыпают дозу порошкового материала и проводят прессование, после чего прессовый инструмент разнимают, извлекают центральный стержень, который формирует осевой канал, и выпрессовывают выталкивателем готовое изделие.The working surface of the matrices is cleaned of dust and powder residues from the previous pressing and lubricated with a special felt rod, then the central rod is manually installed, the dose of powder material is filled in and pressed, after which the pressing tool is opened, the central rod is removed, which forms the axial channel, and the finished product is pressed out with an ejector product.

Для формирования многослойного пиротехнического заряда из порошковых составов необходимо кратно повторить описанную последовательность операций на аналогичных роторных штампах с межстаночной автоматической перегрузкой полуфабрикатов, так как не представляется технически возможным послойное прессование чувствительных к трению пиротехнических составов в общем штампе последовательно-параллельного действия из-за технической сложности устройства и его огромных габаритов.For the formation of a multilayer pyrotechnic charge from powder compositions, it is necessary to repeat the described sequence of operations on similar rotary dies with interstitial automatic overloading of semi-finished products, since it is not technically feasible to layer-by-layer pressing friction sensitive pyrotechnic compositions in a common series-parallel action die due to the technical complexity of the device and its huge dimensions.

Этот недостаток усугубляется тем, что для обеспечения условий безопасности работ каждая позиция кратного последовательного прессования прослоек заряда локализована посредством шлюзования в бронекабинах, что усложняет конструкцию и обслуживание прессового оборудования.This disadvantage is compounded by the fact that to ensure safe working conditions, each position of multiple sequential pressing of charge layers is localized by locking in armored cabs, which complicates the design and maintenance of the press equipment.

Недостатками известной технологии изготовления многослойных пиротехнических зарядов в роторном многопозиционном штампе является громоздкость оборудования с прецизионной точностью наладки каждой рабочей позиции во взаимосвязи и взаимодействии, что представляет собой техническую и технологическую проблему.The disadvantages of the known technology for the manufacture of multilayer pyrotechnic charges in a rotary multi-position die is the bulkiness of the equipment with the precision accuracy of adjusting each working position in the relationship and interaction, which is a technical and technological problem.

Известный способ небезопасен из-за триботехнических нагрузок при неизбежных перекосах многопозиционного штампового инструмента, в результате чего возможно воспламенение прессуемых пиротехнических составов, что недопустимо по условиям безопасности производства.The known method is unsafe due to tribotechnical loads with inevitable distortions of the multi-position die tool, as a result of which it is possible to ignite the pressed pyrotechnic compositions, which is unacceptable under the conditions of production safety.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является усовершенствование известного способа для его реализации в роторном штампе безопасного послойного прессования пиротехнических зарядов в условиях серийного производства.The technical problem to which the present invention is directed, is the improvement of the known method for its implementation in a rotary die safe layer-by-layer pressing of pyrotechnic charges in mass production.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления слоеных пиротехнических зарядов в многопозиционном штампе с поворотным столом, несущим матрицы с извлекаемым осевым стержнем, содержащий операции установки в подготовленные матрицы цилиндрического корпуса под заряд с картонной цилиндрической обечайкой, загрузки дозированного сыпучего материала, его послойное уплотнение пуансоном выгрузки готового изделия из разъемного прессового инструмента, согласно изобретению, послойное последовательное уплотнение дозируемого материала проводят на одной позиции регулируемого хода пуансона, для чего после операций уплотнения промежуточных слоев пиротехнических составов поворотный стол реверсируют на шаг под загрузку очередной дозы сыпучего материала.The required technical result is achieved by the fact that in the known method for the manufacture of puff pyrotechnic charges in a multi-position die with a rotary table bearing matrices with a removable axial rod, comprising the steps of inserting a dosed bulk material into the prepared matrices of a cylindrical body for loading, loading a metered bulk material, its layered compaction by a punch of unloading the finished product from a releasable pressing tool according to the invention, sequential layered otnenie dispensed material is conducted at positions adjustable stroke of the punch, which after packing operations intermediate layers of pyrotechnic compositions turntable reverses a step for loading the next dose of bulk material.

Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили унификацию безопасного прессования разнообразных пиротехнических многослойных зарядов на одной рабочей позиции компактного штампа с прецизионной точностью прессового инструмента и с минимальным числом роторного позиционирования.Distinctive features of the proposed technical solution have ensured the unification of safe pressing of a variety of pyrotechnic multilayer charges at one working position of a compact die with precision precision of a pressing tool and with a minimum number of rotary positioning.

При этом увеличена жесткость штампового инструмента на общей рабочей позиции, соосность структурных составляющих которого исключает задиры и замины уплотняемого пиротехнического материала, предотвращая локальные динамические воздействия, инициирующие недопустимое его воспламенение.At the same time, the stiffness of the stamping tool at the common working position has been increased, the alignment of the structural components of which eliminates the burrs and jamming of the compacted pyrotechnic material, preventing local dynamic effects initiating its unacceptable ignition.

Предложенная технологичная схема устройства пресса с реверсируемой подачей рабочего стола проста в наладке и обслуживании.The proposed technological scheme of the press with a reversible feed of the desktop is easy to set up and maintain.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, не присущего признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решается не суммой эффектов, а новым эффектом суммы признаков.Therefore, each essential feature is necessary, and their combination is sufficient to achieve the novelty of quality that is not inherent in the signs of disunity, that is, the stated technical problem is solved not by the sum of the effects, but by a new effect of the sum of the attributes.

Сущность предложенного способа послойного прессования пиротехнических зарядов поясняется чертежом, где изображено:The essence of the proposed method of layer-by-layer pressing of pyrotechnic charges is illustrated by the drawing, which shows:

на фиг.1 - технологическая схема предложенного способа;figure 1 - technological scheme of the proposed method;

на фиг.2 - позиция послойного прессования;figure 2 - position layer-by-layer pressing;

на фиг.3 - позиция дозирования и загрузки пиротехнического состава.figure 3 - position dosing and loading of the pyrotechnic composition.

Предложенный способ реализуется в штампе с трехпозиционным поворотным столом 1 (фиг.1): I - прессование, II - дозирование. III - извлечение изделия.The proposed method is implemented in a stamp with a three-position rotary table 1 (figure 1): I - pressing, II - dosing. III - product extraction.

В поворотном столе 1, связанном с приводом 2, закреплены равно распределенные поддоны 3 под установку матриц 4, оснащенные осевыми отверстиями для размещения технологических стержней 5, формующих центральный канал в изготавливаемых пиротехнических зарядах.Equally distributed pallets 3 are fixed in the rotary table 1, connected with the drive 2, for the installation of matrices 4, equipped with axial holes for accommodating the technological rods 5, forming the central channel in the manufactured pyrotechnic charges.

На станине 6 штампа закреплен пружинный фиксатор 7 для захвата и жесткого позиционирования стола 1 при его поворотах.On the frame 6 of the stamp is fixed spring clip 7 for gripping and rigid positioning of the table 1 when it is rotated.

В станине 6 смонтированы направляющие колонки 8 прямоугольного профиля и прецизионной точности, которые обеспечивают продольное перемещение траверсы 9 (фиг.2, 3), несущей пуансон 10, длина которого автоматически выставляется посредством кинематически связанного кулисного механизма (условно не показано).In the frame 6 mounted guide columns 8 of a rectangular profile and precision accuracy, which provide longitudinal movement of the beam 9 (Fig.2, 3), bearing a punch 10, the length of which is automatically set by means of a kinematically connected rocker mechanism (not shown conditionally).

На траверсе 9 смонтировано захватное устройство 11 извлечения готового изделия, совмещенное с механизмом очистки матриц 4.On the traverse 9 mounted gripping device 11 for extracting the finished product, combined with the cleaning mechanism of the matrices 4.

На позиции II дозирования установлен связанный с поворотным подъемником 12 (фиг.3) манипулятор 13, оснащенный двумя диаметрально расположенными объемными мерниками 14, примыкающими к подающему лотку 15 бункера 16, в котором подвижно установлена шиберная заслонка 17, для формирования необходимого расхода загружаемого сыпучего материала.At position II of dispensing, a manipulator 13 connected with a rotary elevator 12 (Fig. 3) is installed, equipped with two diametrically positioned volumetric gauges 14 adjacent to the feed tray 15 of the hopper 16, in which the slide gate 17 is movably mounted, to form the required flow rate of the loaded bulk material.

Функционирует описанный штамп следующим образом.The described stamp functions as follows.

В бункер 16 загружается приготовленный пиротехнических состав для прессования функциональных зарядов. Заслонкой 17 выставляется в лотке 15 необходимый зазор для формирования толщины слоя, обеспечивающего заданный расход материала, перемещающегося под действием вибратора (условно не показан).In the hopper 16 is loaded with a prepared pyrotechnic composition for pressing functional charges. The damper 17 sets the necessary clearance in the tray 15 to form a layer thickness that provides a predetermined flow rate of the material moving under the action of a vibrator (not shown conditionally).

Сыпучий материал заполняет контролируемый объем мерника 14, после чего он манипулятором 13 поднимается и переносится вращением на позицию загрузки и высыпается в матрицу 4, где установлены комплектующие заряда: стальной корпус с картонной обечайкой и технологический центральный стержень 5, при этом манипулятором 13 второй мерник 14 устанавливается под лотком 15 для загрузки следующей дозы пиросостава.Bulk material fills the controlled volume of the measuring unit 14, after which it is lifted by the manipulator 13 and rotated to the loading position and poured into the matrix 4, where the charge components are installed: a steel case with a cardboard shell and a technological central rod 5, while the second measuring device 14 is installed by the manipulator 13 under tray 15 to load the next dose of pyrosol.

Затем стол 1 поворачивается, позиционируя, посредством геометрического и силового замыкания подпружиненного фиксатора 7 в профильном кулачке на торце стола 1, наполненную матрицу 4 на позиции I прессования, где от привода пресса через траверсу 8 пуансон 10 осуществляет рабочий ход, уплотняя слой пиротехнического состава.Then the table 1 is rotated, positioning, by means of geometric and force closure of the spring-loaded latch 7 in the profile cam at the end of the table 1, the filled matrix 4 at the pressing position I, where the punch 10 carries out the working stroke from the press drive through the crosshead 8, sealing the layer of the pyrotechnic composition.

Далее обратным ходом траверсы 8 пуансон 10 возвращается в крайнее верхнее положение, а стол 1 поворачивается и переносит матрицу 4 на позицию II дозирования и загрузки следующей отмеренной порции пиросостава, которая высыпается поверх отпрессованной прослойки заряда, после чего порядок действий повторяется.Then, in reverse stroke of the traverse 8, the punch 10 returns to its highest position, and table 1 rotates and transfers the matrix 4 to the position II of dosing and loading the next measured portion of the pyro-composition, which pours out over the pressed charge layer, after which the procedure is repeated.

Особенностью штамповой оснастки является автоматический мерный подъем пуансона 10 за счет кинематической связи с приводом поворота стола 1, адекватно высоте отпрессованной пиротехнической прослойки.A feature of die tooling is the automatic measured rise of the punch 10 due to the kinematic connection with the drive turning table 1, adequate to the height of the pressed pyrotechnic layer.

Таким образом, формируют требуемое количество отпрессованных прослоек, формируя необходимый функциональный заряд, который может изготавливаться из различных пиротехнических композиций, причем на позиции II дозирования предусмотрена засыпка сразу двух слоев разного состава и назначения.Thus, the required number of pressed layers is formed, forming the necessary functional charge, which can be made from various pyrotechnic compositions, moreover, filling in two layers of different composition and purpose is provided for at the second dispensing position.

После этого поворотный стол 1 переносит матрицу 4 с готовым зарядом на позицию III извлечения, где удаляют центральный стержень 5 из канала спрессованного заряда, который захватным устройством за стальной корпус извлекается из матрицы 4 и выводится из пресса в приемный бункер.After this, the rotary table 1 transfers the matrix 4 with the finished charge to the extraction position III, where the central rod 5 is removed from the compressed charge channel, which is taken out of the matrix 4 by the gripper behind the steel casing and removed from the press into the receiving hopper.

Свободную от изготовленного функционального заряда матрицу 4 на позиции III стола 1 войлочным шомполом очищают от пыли и остатков пиротехнической смеси, а затем наносят технологическую смазку под прессование.The matrix 4, free of the manufactured functional charge, at position III of table 1 is cleaned from dust and the remains of the pyrotechnic mixture with felt ramrod, and then technological lubricant is applied for pressing.

Далее цикл работы повторяется.Next, the cycle of work is repeated.

В описанном штампе, используя описанный порядок технологических операций, можно изготавливать многослойные заряды из одного пиротехнического состава и без осевого канала, когда не устанавливается в матрице 4 центральный стержень 5, что расширяет технические возможности способа.In the described stamp, using the described procedure of technological operations, it is possible to produce multilayer charges from one pyrotechnic composition and without an axial channel when the central rod 5 is not installed in the matrix 4, which extends the technical capabilities of the method.

Испытания опытного образца предложенного штампа подтвердили практическую возможность изготовления разнообразных многослойных пиротехнических зарядов, которые нельзя было изготовить за один рабочий ход прессового инструмента, что позволит за счет вариативности технологических переходов, инструмента, материалов и их сочетаний расширить номенклатуру специзделий и область их применения.Tests of the prototype of the proposed stamp have confirmed the practical feasibility of manufacturing a variety of multilayer pyrotechnic charges that could not be made in one working stroke of a pressing tool, which will allow, due to the variability of technological transitions, tools, materials and their combinations, to expand the range of special products and their scope.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по пиротехнике, показал, что оно неизвестно, а с учетом возможности промышленной реализации способа многослойного прессования пиротехнических зарядов можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.A comparative analysis of the proposed technical solution with identified analogues of the prior art, from which the invention does not explicitly follow for a pyrotechnic specialist, showed that it is unknown, and taking into account the possibility of industrial implementation of the multi-layer pressing method of pyrotechnic charges, we can conclude that the patentability criteria are met.

Claims

A method of manufacturing puff pyrotechnic charges in a die with a rotary table carrying distributed matrices with a removable axial rod, comprising the steps of installing into a prepared matrix of a cylindrical housing under charge with a cardboard cylindrical shell, loading a metered bulk material, its layer-by-layer compaction with a punch and unloading the finished product from a split press tool, characterized in that the sequential layer-by-layer sealing of the dosed material is carried out at one position th stroke of the punch, which after packing operations intermediate layers of pyrotechnic compositions turntable reverses a step for loading the next dose of bulk material.