лем 10. Резиновая диафрагма 5, уплотняющая стык взрывной камеры 4 и корпуса 8 установки, одновременно изолирует заго­товку от продуктов взрыва. После подачи во взрывную камеру 4 через штуцеры 6 к 11 горючего газа и кислорода (воздух при этом выпускается через штуцер 12) смесь воспламеняется за­пальной свечой 2. Горение смеси в трубке 3 быстро переходит в детонацию, чему способствует форма трубки и спираль 13, создающая эффект шероховатости трубки. Детонационная волна из трубки распространяется на весь объем рабочей ка­меры 4 и формует заготовку. Воздух из пространства между за­готовкой и матрицей выходит через отверстие а.

Процентное соотношение газов в смеси устанавливается по их парциальному давлению, замеряемому с помощью маномет­ра 1. Опыты показали, что на установках, выполненных по опи­санной схеме, можно выполнять не только вытяжные операции, но и формовку ребер жесткости, просечку отверстий и другие работы.

Электрогидравлическим эффектом называется непосредствен­ное создание, с помощью электрического разряда в жидкости, ударной волны, которая образуется вследствие перехода части жидкости в плазму с мгновенным увеличением начального объ­ема в тысячи раз. Это увеличение имеет характер взрыва, при­чем ударная волна перемещается со сверхзвуковой скоростью.

Схема формовки из листа сферической детали с помощью электрогидравлического эффекта (электрогидравлической штам­повки) дана на рис. 8.7. Заготовка 15 зажимается между мат­рицей 3 и фланцем 4 корпуса установки. Нижняя часть корпуса представляет собой резервуар 5, заполняемый водой через кран 14, сливается вода через кран 13. Воздух из пространства меж­ду матрицей 3 и заготовкой 15 отсасывается с помощью вакуум- линии 16. В резервуаре 5 находятся погруженные в воду элект­роды 6, с помощью которых образуется дуговой разряд. Элект­роды могут иметь искровой промежуток или закорачиваются инициирующим проводником 11.

Батарея конденсаторов 9, питаемая от сети промышленного тока через повышающий трансформатор 8 и выпрямитель 7, на­капливает заряд, энергия и напряжение которого должны со­ответствовать требуемой работе формовки детали. На существую­щих установках напряжение заряда, регулируемое при настрой­ке, достигает 18,5 кВ. При замыкании по команде с пульта управления цепи разрядником 10, высоковольтный дуговой раз­

8.5. Штамповка с помощью электрогидравлического эффекта (электрогидравлическая штамповка)

Схема и сущность процесса

227

ряд испаряет и превращает в плазму инициирующий проводник 11, объем которого в контактирующей с ним воды за очень ма­лый промежуток времени возрастает в 10⁴ ... 10⁵ раз. Скорость расширения образовавшегося плазменного канала — около 10⁶ см/с. Частицы воды на границе плазменного канала полу­чают соответствующее ускорение и образуют ударную волну (электрогидравлический эффект). Затем следует пульсирующее

Рис. 8.7. Схема электрогидравлической формовки:

1—плита; 2—пневмозажим; 3—матрица; 4—фланец; 5—резервуар; 6—элек­трод; 7—выпрямитель; в—трансформатор; 9—батарея конденсаторов; 10— разрядник; 11—инициирующий проводник; 12—регулятор высоты подъема электродов; 13 и 14—краны; 15—заготовка; 16—вакуум-линия

чередование сжатия и разрежения, пока энергия, переданная жидкости зарядом, не израсходуется. Под действием пульсирую­щей ударной волны заготовка получает ускорение и движется к матрице, приобретая сначала форму правильного круга, затем параболоида и, наконец, прилегает к матрице по всей ее по­верхности. В этой последней стадии формовки, как и при фор­мовке взрывом, основную роль играют инерционные силы ча­стиц формуемой заготовки.

При точном расчете заряда конденсаторов энергия заряда конденсаторов к концу формования полностью израсходуется. Деталь, прилегая в последней стадии формования к матрице, не будет передавать на нее значительных усилий и поэтому мат­рицу можно изготавливать из малопрочных материалов (напри­мер, алюминиевых сплавов) даже при формовке деталей из вы­сокопрочных материалов.

228-

Форма волны, образуемой при разряде, должна быть, по воз­можности, близкой к форме матрицы. Так как разряд, продол­жающийся после испарения инициирующего проводника, прохо­дит по плазменному каналу, форма волны определяется и зада­ется конфигурацией проводника. Например, для получения цилиндрической волны проводник изгибается в кольцо. Для полу­чения плоской волны проводнику придают форму паука или не­скольких концентрических колец.

Наряду с величиной и напряжением заряда, расстоянием между электродами и их расположением, давление на заготов­ку регулируется и расстоянием от нее до электродов; для этого на установке предусмотрено соответствующее устройство 12 (см. рис. 8.7).

Если одним мощным импульсом деталь отформовать не уда­ется (она разрушается или образуются складки), то энергия формования разбивается на несколько импульсов. Процесс фор­мовки зависит не только от перечисленных выше факторов, но и от конфигурации формуемой детали, относительной толщины

заготовки — и лишь приближенно описывается эмпирическими

формулами. Мощность разряда может значительно превысить работу деформации и создать дополнительное нагружение мат­рицы. Поэтому матрицы и устройства для их крепления на ус­тановке (поз. 1 и 2) делаются с запасом прочности.

При небольших размерах формуемых деталей процесс ве­дется в закрытых установках. При формовке крупногабаритных деталей удобнее установки, у которых поверхность жидкости сообщается с атмосферой. При штамповке в открытых резер­вуарах для достижения равного результата требуется большая энергия разряда, чем при штамповке в закрытых установках, так как во втором случае эффект отражения ударной волны умень­шает пружинение детали.

Оборудование и оснастка

Электрогидравлическая штамповка выполняется на специ­альных установках или специальных прессах, скомпонованных из повышающего трансформатора, выпрямительного устройства, батареи конденсаторов, разрядного устройства, пульта управ­ления, токопроводов (обычно выполняемых в виде коаксиаль­ного кабеля) и технологического блока. Технологический блок скомпонован из матрицы, прижимной плиты, прижимов с регули­руемым усилием и разрядной камеры. На прессах для электро­гидравлической штамповки фланец заготовки . прижимается механизированным прижимным устройством по аналогии с ме­ханическими вытяжными прессами. Материалом для изготовле­ния матриц служат алюминиевые сплавы, низкоуглеродистые стали, бетон, эпоксидные композиции.

229-