Деформирование и сборка деталей импульсным магнитным полем .

Магнитно-импульсная штамповка основана на силовом взаимодействии сильного переменного кратковременного магнитного поля индуктора с вихревыми токами в поверхностном слое заготовки , индуцированными данным полем .

Магнитное поле в индукторе возникает при разряде конденсаторной батареи . предварительно заряженной при помощи высоковольтного зарядного устройства .

Δ Рр Rз

dە do

Тр

dв

L dн С

В К do

3 2 1

4

2. магнитно-импульсная установка ; 2- спиральный цилиндрический индуктор ; 3- деформируемая установка ; 4 – оправка .

С помощью этого метода можно осуществлять раздачу или опрессовку труб , листовую штамповку и другие операции .

Использование металлических переходников расширяет магнитно-импульсную обработку на неметаллические материалы .

переходник

заготовка

полиуретан

матрица

Штамповка с помощью электрогидроимпульсной установки.

действия установки заключается в высоковольтном электрическом разряде в воде . Существуют два вида режимов высоковольтного разряда в воде : лидерный (стримерный ) и тепловой . Первый имеет место при достаточно высокой величине удельной напряженности электрического поля (более 30 Кв/см ) , отличается относительной стабильностью , малой предпробойной паузой и высокой скоростью выделения энергии , что в свою очередь влияет на параметры силового поля в жидкости . Тепловой пробой имеет место при сравнительно низкой напряженности поля ( порядка 3…10 Кв/см ). При этом практически вся выделенная в канале энергия переходит в кинетическую энергию поля . Последний режим характерен сравнительно низким давлением в волне сжатия .

Примерная эпюра давления в воде при электроразряде :

Р

Время

Электрическая схема ЭГИ установки :

1 2 3 4

1- энергетический блок ; 2- блок накопления ; 3 – блок управления ; 4 – технологический блок

Процесс ЭГИ осуществляется в следующей последовательности :

• выдвигается стол с технологической оснасткой ;

• устанавливается заготовка ;

• Задвигается стол с заготовкой под камеру ;

• опускается камера и заполняется водой ;

• производится зарядка конденсатора ;

• осуществляется разряд в камере .

Все эти этапы при необходимости могут быть автоматизированы .

Регулирование величины энергии осуществляется напряжением зарядки конденсаторов в соответствии с формулой энергии накопителя :

Е = СU²/2 .

Время разряда оценивается по формуле :

τ = π ( LC) ^½ ;

где L – индуктивность электрической цепи .

В результате высоковольтного пробоя жидкости ,образуется плазменный канал , замыкающий электрическую цепь , через который протекает ток с амплитудой 1000….100000А , плазма разогревается вследствии джоулевых потерь до температур более 10000 градС , давление в канале достигает величины 100…1000 Мпа . Источник с такой концентрацией энергии способен выполнять разные технологические операции и находит практическое применение в различных областях ОМД : штамповке , сварке , снятии остаточных напряжений , очистке литья , очистке поверхностей деталей и узких каналов .

ЭГИШ можно осуществлять основные формообразующие операции (вытяжку , формовку , калибровку , отбортовку , раздачу , обжим ) , а также разделительные операции ( вырубку , пробивку , разрезка , обрезка ) , а также комбинированные операции .

Этим методом получают заготовки и детали из исходных плоских заготовок с габаритами в плане до 2 м . а также из исходных пространственных заготовок диаметром до 1,5 м и высотой до 1 м . Толщина исходных заготовок достигает 3…5 мм . Точность получаемых деталей соответствует 9…12 квалитетам , шероховатость поверхности со стороны рабочей жидкости не выше исходной , а со стороны контакта с жестким инструментом копирует микронеровности последнего .

Для осуществления технологических операций используют электрогидроимпульные

Штамповка листовых материалов эластичными средами .

В настоящее время в качестве подвижной эластичной среды применяют синтетический каучук - полиуретан , обладающий высокой износоустойчивостью и способностью работать при высоких давлениях ( до 1000Мпа ) . Наибольшее распространение в листовой штамповке нашли литьевые полиуретаны СКУ-7Л и СКУ-ПФЛ .

Штамповка полиуретаном производится на механических , гидравлических и гидростатических прессах . Длина штампуемых деталей может достигать 2…4 м., ширина 0,7…1,4 м и толщиной – до 3,5 мм ( для цветных сплавов ) и до 1,0 мм ( для сталей и титановых сплавов ) .

Из разделительных операций чаще всего используют вырубку и пробивку.

4

3

2

1

При опускании контейнера полиуретановый блок прижимает заготовку к жесткому инструменту – шаблону и отгибает свободные края заготовки , являющиеся припуском , необходимым для качественного получения точной детали . При дальнейшем повышении давления и сжатии полиуретана припуск все больше деформируется , и при достижении необходимого давления отрезается по контуру режущей кромкой шаблона , а на рабочей плоскости шаблона остается искомая деталь .

Таким образом , применяя сменные вырезные шаблоны , представляющие собой выполненные из инструментальной стали пластины с режущими кромками , по форме в плане копирующими вырубаемые детали , и универсальный . общий для всех контейнер , можно быстро и легко переходить от изготовления одной детали к другой .Эластостатическая штамповка является гибкой технологией и позволяет в несколько раз уменьшить стоимость штамповой оснастки и можно эффективно применяться даже в мелкосерийном производстве . Детали , вырезанные полиуретаном имеют плоскую поверхность . Шероховатость поверхности среза на деталях толщиной до 1мм соответствует Rа 40…20 мкм . Припуск материала , необходимый для осуществления процесса вырезки деталей по контуру , можно рассчитать как :

Применение полиуретана для рельефной формовки является весьма перспективным вследствии его высокой стойкости при деформировании и благодаря сохранению качества исходной поверхности металла или его покрытия при контакте с эластомером .

ри эластостатической формовке в первую очередь происходит прижатие плоской заготовки к поверхности рельефа матрицы , а затем , под действием распределенной нагрузки формовка рельефа за счет местного растяжения и соответствующего этому растяжению утонения материала в очаге деформации .