Диссертация (1143892), страница 5
Текст из файла (страница 5)
При замыкании разрядного контура напряжениеподается на электроды, расположенные в жидкости. В межэлектродномпромежутке начинает течь ток, провоцируя взрывное вскипание жидкости иобразование канала разряда. Образуется низкотемпературная плазма высокогодавления, которая расширяется и совершает полезную механическую работу [36,2645, 54, 70]. После первого – основного гидравлического удара плазма сжимается,создавая второй – кавитационный удар [92].
Разряд завершается приблизительноза 100 мкс, при этом температура может подниматься до (20 – 40)103 К, адавление может достигать 100 – 1000 МПа [92, 119].ЭГИ вытяжка наиболее эффективна при мелкосерийном и единичномпроизводстве заготовок от нескольких мм до 800 мм в плане из листовыхматериалов толщиной от 0.15 – 0.25 мм до 3 – 6 мм. Степень вытяжки находитсяв пределах = з ⁄ = (1.2 ÷ 1.5) [41, 56, 119].ЭГИ вытяжка имеет ряд преимуществ, в сравнении с другими методами.
Вотличиеотквазистатическихметодовобработкиметалловдавлениемповышается точность изготовляемых деталей из-за снижения пружинения [57].Отсутствие одного из жестких инструментов упрощает и удешевляет оснастку,позволяет применять многоместную оснастку и дает возможность совмещенияопераций в одном штампе [45]. Характер приложения давления оказываетвлияние на сам механизм деформации и некоторые свойства металла [25, 70, 108,109]: снятие искажений кристаллической решетки, выравнивание и релаксациявнутренних напряжений способствует повышению пластичности и повышениюпредельной степени деформации. При пластической деформации одновременнопроисходят как упрочняющие, так и разупрочняющие процессы, но при высокихскоростях деформирования (30 – 300 м/с) разупрочняющие процессы отстают,что приводит к динамическому упрочнению металлов, повышаются пределпрочности и текучести [119, 128]. Как и для других импульсных методов, дляпроцесса ЭГИ вытяжки характерна инерционность фланца, что влияет на потерюустойчивости и процесс складкообразования.1.1.8.
Сравнительная классификация технологических возможностейметодов изготовления деталей из тонколистовых металловВданномпараграфеприведенытехнологическиеособенностиирассмотренных выше процессов вытяжки тонколистовых деталей (таблица 1.1).27Таблица 1.1 – Классификация технологических возможностей методовизготовления деталей из тонколистовых металловТехнологические возможности процессовСхема вытяжки121Вытяжка в жестком Кштампе–2Ротационная вытяжка Е,/ Токарно-давильная Мобработка–345Гидравлическаявытяжка3456789(1-10)108 10-10000.2 – 0.41.4 –2.21-+до 4000– 60000.25 – 0.81.25 –1.430.2 –0.3-+200 –8000.1 – 0.52.1 –2.70.1 –0.2-+0.02 – 0.051.5 –2.20.05 –0.1-+1.31 –1.430.1 –0.2+-–МКвазистатическаявытяжкаМэластичными средамиУдарно-импульснаяМвытяжка эластичнымисредами5 – 25(1-10)105 – 60(1-10)106 20 – 30025 – 300660 –100050 – 8000.4 – 0.56Магнитноимпульсная (МИОМ)М2 – 8010 – 2525 – 2000.1 – 0.21.16 –1.430.1 –0.2+-7Магнитно-эластоимпульсная (МЭИШ)М10 – 35050 –100050 – 2000.02 – 0.051.16 –1.430.1 –0.2+-Электрогидроимпульсная (ЭГИШ)Е,М10 –10001 – 100050 – 8000.15 – 0.251.2 –1.50.1 –0.2+-8Условные обозначения: 1 – серийность производства; 2 – амплитуда давления,МПа; 3 – длительность давления, мкс; 4 – габаритный размер деталей в плане, мм;5 – минимальная толщина листового металла, мм; 6 – степень вытяжки k = Dз/d;7 – относительная стоимость технологической оснастки в сравнении со стоимостьюжесткого штампа; 8 – эффект пружинения заготовки; 9 – инерционность фланца.«К» – крупносерийное производство, «М» – мелкосерийное производство,«Е» – единичное производство, «-» – наличие отрицательного эффекта, «+» – наличиеположительного эффекта или отсутствие отрицательного.1.1.9.
Обоснование выбора принятой для исследования технологииПредставленный выше обзор литературных данных показал, что нанастоящий момент не существует технологии, которая позволила быизготавливать детали из тонколистовых и особо тонколистовых металловнадлежащего качества без значительных трудозатрат и при относительно низкой28стоимости производства. Большинство рассмотренных методов не даютвозможности реализовать вытяжку тонколистового металла без образованиятрещин,складок,разрушениязаготовкиилиоснастки,либотребуетвысокотехнологичного дорогостоящего оборудования.Электрогидроимпульсный (ЭГИ) метод лишен большинства недостатковизвестных квазистатических и импульсных методов, например, не ограниченэлектропроводимостью металла или предельной нагрузкой, которую можетвыдержать рабочий инструмент в виде эластичного блока, как в случае МИОМи МЭИШ. В тех случаях, когда формообразование заготовки необходимопровести за несколько переходов, в отличие от других методов ЭГИ не требуетдополнительнойоснастки,последовательныхразрядоваосуществляетсяконденсаторнойпутембатареи.ЭГИнесколькихтехнологияпредставляет собой сравнительно простой метод холодного деформирования,является гибкой в управлении параметров [49, 50, 97] и сравнительно легкоподдается интенсификации.Всвязисвышеперечисленнымбылавыбранатехнологияэлектрогидроимпульсной вытяжки-формовки как наиболее подходящая длядальнейшей интенсификации и расширения технологических возможностейпроцесса.1.2.
Технология электрогидроимпульсной вытяжки-формовкилистовых металловВданномпараграфебудетрассмотренаисторияразвитияэлектрогидроимпульсных процессов в РФ и за рубежом, показаны частоприменяемые технологические схемы ЭГИ вытяжки-формовки и некоторыеметоды их интенсификации.291.2.1. История развития и современное состояние электроимпульсныхтехнологий в России и за рубежомВпервые об электрических разрядах в жидкости написал Лэйн в 1766 г.Ученому удалось создать искровой разряд в воде с достаточно крутым фронтоми высоким механическим КПД, однако электрогидравлика как наукасформировалась значительно позднее. С 1766 г.
Пристли наблюдал выброс водыиз сосуда при разряде электродов в воде, проводились исследованияэлектрического разряда и его механического действия в жидкости [54, 83]. Ужев 1905 году немецкий ученый Т. Сведберг впервые пытался при помощиискрового разряда в жидкости измельчать материалы [58]. С 1938 года вопросомэлектрогидравлического эффекта (ЭГЭ) занимался Л.А.
Юткин, который в своихработах указал около 200 способов осуществления разных технологическихопераций, основанных на ЭГЭ [80, 97, 130].Гулый и Малюшевский посвятили множество работ электрическимразрядам в жидкости и разрядноимпульсным технологиям, рассматриваявлияние на процесс размеров разрядной камеры [54]. Чачин В.Н. изучалмеханизмы квазистатического давления при электрогидравлической штамповке[121, 122].
Поздеев В.А. рассматривал вопросы прикладной гидродинамикиэлектрических разрядов в жидкости [88].Исследования ЭГИ процессов проводились независимо в СССР, США,Японии и Германии с начала 50-х годов прошлого века. В СССР исследованияЭГИвоздействиянаматериалыбылисосредоточенывПКБ«Электрогидравлика», г.
Николаев, а также в ЛПИ им. М.И. Калинина(Ленинград), ФТИ АН БСССР, КПИ (г. Киров), ХАИ (г. Харьков) и другихорганизациях [73].В наши дни технологий, использующих ЭГЭ все больше, и их изучениемзанимаются по всему миру. Используются новые высокотехнологичные способыизучения электроимпульсных методов обработки металлов давлением, которыепозволяют исследовать различные факторы не только post-mortem (т.е. по30завершению процесса), но и в течение всего процесса деформирования:высокоскоростная съемка и корреляция цифровых изображений [1, 2], а такжеприменение компьютерного моделирования [4, 7, 12, 15, 16]. В настоящее времяпараметры процессов, основанных на ЭГЭ, продолжают широко изучаться, вособенности благодаря развитию ЭВМ и компьютерному моделированию.Под руководством К.Н. Богоявленского на кафедре "Машины и технологияобработки металлов давлением" Санкт-Петербургского Политехническогоинститута им.
Петра Великого в работах по импульсным методам штамповкипринимали участие А.Ф. Аридов, В.А. Беляев, В.А. Вагин, П.В. Верещагин, В.Б.Гиндин, В.Е. Гордиенко, Н.Б. Гребенкин, В.В. Дмитриев, М.А. Дмитриенко, В.П.Егоров, М.А. Жукова, М.И. Земцов, Г.П. Казенин, Н.А. Коврижных, Г.П.Кузнецов, П.А. Кузнецов, Е.П. Леонтьева, В.С. Мамутов, А.В. Мамутов, С.А.Манаенков, Б.В. Мериин, Е.Н. Меркушев, Ю.Н. Наговицин, В.А. Норин, Е.М.Овдин, Ш.А.
Омаров, В.Д. Перевощиков, А.Н. Пережогин, А.Л. Пукшанский,А.К. Пухов, Д.В. Смотраков, Т.П. Смышляева, С.М. Тарелкин, С.Г. Трахтенберг,В.П. Третьяков, К.С. Федоровский, С.А. Фоминых, А.Ж. Ханкан, И.А.Шапошников, А.М. Шелестеев, А.И. Юркус, Р.К. Ядав.1.2.2. Известные технологические схемы электрогидроимпульснойвытяжки-формовкиЗа прошедшие десятилетия были изучено и разработано множествотехнологических процессов, основанных на ЭГЭ.
Условно можно выделитьпроцессы, основанные на инициированных высоковольтных разрядах, которыеобычно осуществляются при помощи ввода в межэлектродный промежутокпроводника в виде перемычки – проволочки (рисунок 1.10, а) [54, 70, 88, 123] исвободные электрические разряды (рисунок 1.10, б – е) [88, 130].Исследования взрыва проволочек в воде [44, 62, 63, 70, 92, 126, 130]показали,чтоданнаясхемапозволяетснизитьрабочеенапряжение,обеспечивает управление формой и амплитудой генерируемых волн давления и31повышаетКПДискровогопромежутка.Возникающийприэтомэлектрогидравлический удар не отличается от образованного обычнымисредствами [130].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
