3.11. Штамповка горючими газовыми смесями

СР с. 3.93. Пр нц пиальная схема МИУ: 1 – трансформатор

повышающ й; 2 – накопитель энергии (батарея конденсаторов);

достоинств3 – разрядное устройство; 4 – индуктор; 5 – заготовка

его воздейств я; возможность обеспечения стабильной точности размеров. МИОМ – метод есконтактной обработки с воздействием

Магн тномпульсному формообразованию присущ ряд : простота о орудования и технологической оснастки; возможностьбАточного плавного регулирования давления и времени

на заготовку через золяционные покрытия и инертные газы. Известны случаи пр менения данного метода для сборки трубчатых деталей в вакууме.

Максимальные размеры заготовок при МИОМ зависят от вида выполняемой операции. Местное деформирование заготовки (правка или формообразование листового металла плоскими индукторами) возможно на деталях илиДзаготовках любых размеров. Обрабатываемый участок определяется только размерами индуктора.

Наибольший диаметр трубчатых деталей составляет 500 мм, в виде исключения – 1000 – 1500 мм. Минимальный диаметр трубчатых заготовок зависит от вида операции и способаИее осуществления. Операции обжатия успешно проводятся на трубах диаметром 5 – 10 мм (цветные металлы и сплавы), свыше 10 мм (сталь). Минимальный диаметр труб, на которых возможна операция раздачи с помощью индуктора, составляет 30 – 40 мм. Однако данный метод имеет и ряд недостатков. Заготовки имеют ограничения по геометрии, их форма должна обеспечивать непрерывность прохождения тока. Длинные прорези, пазы препятствуют прохождению тока. Сложно выполнять операцию глубокой вытяжки, так как приходится последовательно обрабатывать заготовку несколькими индукторами, форма каждого из которых соответствует измененной форме заготовки.

141

Через повышающий высоковольтный трансформатор и выпрямитель производят зарядку конденсаторной батареи, состоящей из группы параллельно включенных импульсных конденсаторов. По окончании зарядки конденсаторная батарея с помощью специального коммутирующего устройства – разрядника –

Рис. 3.94. Основные схемы магнитно-импульсного формоизменения:

а– раздача трубчатой заготовки; б – обжим трубчатой заготовки; в – штамповка плоской заготовки: 1 – индуктор; 2 – заготовка;

3 – инструмент

142

Данным методом обрабатывают главным образом заготовки из алюминиевых, медных и магниевых сплавов. При штамповке заготовок из сталей и других прочных материалов индукторы быстро разрушаются.

Раздача трубчатых заготовок производится цилиндрическим Сспиральным индуктором, помещенным внутри заготовки (рис. 3.95).

Матрицы выполняются разъёмными из металла или из различных пластиков. М н мальный размер заготовок обычно определяется стойкостью ндуктора раздачи, обработка заготовок диаметром менееи40 мм сопряжена с большими трудностями.

бА Д

Рис. 3.95. Технологические операции, выполняемыеИпо схеме «раздача»

Раздачей в матрицах из цилиндрических заготовок получают детали сложной формы, кольцевые и продольные зиги, производят отбортовку.

Одновременно с формовкой можно произвести чистовую пробивку нескольких отверстий или окон, чеканку рисунка, надписи.

143

При обжиме обрабатываемая заготовка – труба – помещается внутри индуктора соленоидного типа или концентратора магнитного поля (рис. 3.96).

ледует учитывать, что в результате импульсного

обеспеч вающ й легк й съем детали.

Вв ду сложности съема детали с оправки и возможного

Рис. 3.96. Технологические операции, выполняемые по схеме «обжим»

Формовкой на оправках можно обжимать трубы с одновременным нанесением внутренней резьбы, получением зигов,

144

фасонной поверхности или пробивкой отверстий. Обжимом можно металлические детали соединять с керамикой, стеклом, пластмассой и другими хрупкими материалами. Обжимом получают герметичные соединения, выдерживающие при испытаниях давление свыше 10 МПа. При выполнении операций по схеме «листовая формовка» (рис. 3.97) в качестве заготовки используется лист. Форму заготовки в процессе деформирования определяет форма матрицы. Площадь обрабатываемых заготовок в зависимости от энергоемкости МИУ, колеблется от 10-4 до 0,2 м2, толщина заготовки – до 5 мм.

Формовка посредством МИОМ позволяет производить

Рис. 3.97. Технологические операции, выполняемые по схеме

«листовая формовка»

145

Технологическая оснастка отличается простотой – обычно используется либо матрица, либо пуансон, что сокращает трудоемкость операций в три-четыре раза. При формовке листа в полую матрицу необходимо предусматривать отверстия для выхода

магнитного поля; одновитковые, многовитковые; неохлаждаемые или охлаждаемые спирали.

Индукторы одноразового действия представляют собой открытую спираль, не запрессованную в пластмассу. Они служат в основном для предварительной отработки новых технологических операций. Такие индукторы оченьДпросты в изготовлении, но недостаточно прочны – после выполнения одной-двух операций разрушаются, поэтому для обеспечения безопасности необходимо предусмотреть устройства защиты от разлетающихся кусков спирали. Одноразовые индукторы применяютИтакже при технологических операциях, требующих очень больших давлений, под действием которых в спирали индуктора появляются напряжения, превышающие временное сопротивление разрыву.

На спирали индукторов воздействует реактивная сила, равная по величине рабочему усилию, которое действует на деталь, поэтому спирали индукторов с длительным сроком службы должны иметь высокую механическую прочность и высокое сопротивление удельным нагрузкам.

Этим требованиям удовлетворяют индукторы с одним массивным витком. Недостаток индукторов этого типа – невысокое

146

давление, которое зависит от числа витков, приходящихся на единицу длины индуктора.

Многовитковые индукторы, обеспечивающие большие давления, изготавливают путем навивки провода прямоугольного или круглого сечения на изоляционную основу. Пространство между

Свитками заполняют изолирующим материалом на основе эпоксидных смол.

Однако так е ндукторы применимы при небольших энергиях

– до 10 кДж, так как в результате импульсных нагрузок в эпоксидной промышленностисмоле образуются м кротрещины и, как следствие, происходит пробой электр ческой изоляции. Наибольшее распространение в

нашли индукторы с точеной спиралью (рис. 3.98),

изготовляемые з труб путем нарезки пазов с последующим креплен ембАвыводов сваркой или механическим способом. Витки изолированы друг от друга пластинами из стеклотекстолита, слюды или арм рованного стекловолокна. Для большей прочности витки

спирали сж мают в осевом направлении с помощью бандажа. В качестве материала для производства точеных индукторов используются медь, ериллиевая ронза, низкоуглеродистые стали.

При массовом производстве изделий целесообразно выпускать точеные индукторы из низкоуглеродистых сталей.

Д И

Рис. 3.98. Индуктор для обжима: 1 – токоподводы; 2 – межвитковая изоляция; 3 – изолирующая втулка;

4 – спираль индуктора; 5 – бандаж; 6 – шпилька; 7 – гайка

Для обеспечения нормальной работы индукторов, повышения срока их службы необходимо также выбирать оптимальную форму

147

непосредственно по виткам индуктора (для чего изготовляют их полыми). Для листовой штамповки применяют плоские индукторы,

выполненные в виде спирали рхимеда (рис. 3.99). Д

Рис. 3.99. Плоский индуктор: 1 –Итокоподводы; 2 – спираль индуктора; 3 – изоляция; 4 – бандаж [1]

Один из эффективных путей сокращения сроков подготовки производства – упрощение технологической оснастки и инструмента.

При листовой штамповке упрощения конструкции штампов и их универсальности можно добиться использованием только одного жесткого рабочего инструмента из пары “пуансон–матрица”. Одним

148

из методов, основанных на использовании эластичных сред, является

Рис. 3.100. Схемы технологической оснастки, применяемой при магнитно-эластоимпульсной штамповке: а – при вырубке-пробивке; б – при формовке деталей из плоских заготовок; в – при формовке деталей из труб; 1 – емкостный накопитель; 2 – индуктор;

3 – разрядник; 4 – контейнер; 5 – заготовка; 6 – матрица; 7 – эластичный пуансон; 8 – переходник

Метод МЭИШ при сохранении основных преимуществ магнитно-импульсной штамповки не имеет ограничений по электропроводности материала и форме получаемой детали. Применение ступенчатых переходников позволяет увеличить давление в эластичной среде при уменьшенных давлениях магнитного поля, что существенно повышает стойкость индуктора. При

149