Диссертация (1143892), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Главным недостатком данной схемы является необходимостьзамены проволочки после каждого разряда и расход на материал перемычки [92].а)г)б)в)д)е)Рисунок 1.10 – Технологические схемы электрогидроимпульсной вытяжкиформовки: а – с применением инициирующей проволочки в открытой разряднойкамере; б – метание жидкости, нижнее расположение камеры относительно заготовки;в – саморазряд между электродом и заготовкой; г – вытяжка-формовка в открытуюматрицу; д – вытяжка-формовка в закрытую матрицу; е – вытяжка на пуансон:1 – разрядная камера; 2 – матрица; 3 – тонколистовая заготовкаК схемам формообразования с использованием свободного электрическогоразряда относят: схему метания жидкости (рисунок 1.10, б), разряд в жидкостимежду электродом и заготовкой (рисунок 1.10, в), разряд в жидкости междудвумя электродами, причем электроды могут размещаться как в открытом(рисунок 1.10, а), так и закрытом резервуаре (рисунок 1.10, г).

Наиболее частоприменяются схемы вытяжки-формовки в закрытом резервуаре без инициированияразряда проволочкой. Среди таких технологических схем стоит отметитьвытяжку-формовку в открытую матрицу (рисунок 1.10, г), в закрытую матрицу32(рисунок 1.10, д) и на пуансон (рисунок 1.10, е). Также следует различать схемынагружения с верхним (рисунок 1.10, а, г, д, е) и нижним расположениемразрядной камеры относительно заготовки (рисунок 1.10, б).НаосновеЭГИтехнологийпостоянноразрабатываютсяновыеинтенсифицированные технологические процессы, что свидетельствует огибкости процесса и относительной простоте интенсификации.

Примерыподобной интенсификации – комбинированные статико-импульсные методы [99,102, 103, 118], основанные на последовательном наборе материала заготовки напуансон и воздействием импульсного нагружения (см. рисунок 1.11, а, б). Внекоторых схемах также применяют канавки различных форм и размеров длярезервирования металла на фланцевой части заготовки. Однако указанныеинтенсифицированные методы отличаются сложностью конструкции и не всегдаэффективны в устранении типовых проблем, возникающих при вытяжкеформовке тонколистового металла.а)б)1 – разрядная камера; 2 – электроды; 1 – листовая заготовка; 2 – вставка;3 – тонколистовая заготовка;3 – разрядная камера; 4 – пуансон;4 – пуансон; 5 – вставка; 6 – прижим; 5 – верхний диск; 6 – нижний диск;7 – выемка; 8 – корпусРисунок 1.11 – Технологические схемы интенсифицированной ЭГИ вытяжкиформовки К.И. Поздова: а – глубокая статико-импульсная вытяжка [101];б – статико-импульсная вытяжка с резервированием материала в кольцевых канавкахна фланце [100]331.2.3.

Типовые дефекты, возникающие при электрогидроимпульснойвытяжкеВ процессе вытяжки и вытяжки-формовки тонколистового и особотонколистового металла могут возникать следующие дефекты, характерные нетолько для импульсных, но и для квазистатических процессов:1.

Складкообразование на фланцевой и свободной части заготовки [133].Потеря устойчивости в виде складкообразования (рисунок 1.12, а) на фланцевойчасти заготовки возникает вследствие сложных пластических деформаций,характерных для процессов вытяжки [94]. Появление складок объясняется тем,чтовпроцессевытяжкиэлементыфланцаиспытываютрадиальныерастягивающие напряжения, тангенциальные сжимающие, напряжения изгиба,возникающие при перемещении фланца по кромке матрицы, а также напряжениятрения, вызванные скольжением фланца по поверхности формообразующегоинструмента.

Образование складок ведет к увеличению сопротивления вытяжкеи нарушает привычный ход процесса. Для вытяжки квазистатическими методамитакже характерно образование складок и на свободной части заготовки,поскольку гофрированный металл фланца частично вытягивается в полостьматрицы. В случае импульсного нагружения, вследствие инерционности фланца,процесс складкообразования замедляется.2. Нарушение сплошности.

Повышение сопротивления вытяжке, а такжечрезмерное утонение материала заготовки может привести к разрыву заготовкивблизи донной части (рисунок 1.12, в). Нарушение сплошности материалазаготовки также может быть результатом воздействия чрезмерного уровнядавления, если речь идет об импульсном нагружении.3. Фестонообразование. Для листового металла характерна анизотропиямеханических свойств, вследствие которой, у вытянутых тонколистовых деталейнаблюдается отклонение формы наружного периметра фланца от круга, т.е.фестонообразование (рисунок 1.12, б). Однако, если центральная часть заготовки34принимает требуемую форму и размеры, это не всегда приводит к браку [77, 131,133].4.

Расцентровка и односторонняя утяжка.Для устранения рассмотренных типовых дефектов часто применяютинтенсификацию известных традиционных методов, но следует отметить, чтоподобные решения зачастую значительно усложняют оснастку и не всегдабывают эффективны [101].а)б)в)г)Рисунок 1.12 – Примеры вытяжки листовых заготовок: а – латунь Л63 [134];б – баночная лента 3401 [96]; в – алюминий АД1М толщиной 1 мм [66]; г – сплав 3J53толщиной 0.3 мм [21]35При вытяжке-формовке листовых заготовок в закрытую матрицуимпульсными методами наряду с рассмотренными дефектами также могутвозникнуть следующие: недоштамповкарельефаматрицыпринедостаточномуровнеамплитудного давления; отскок и обратный прогиб донной части заготовки от дна матрицы припередозировке энергии (рисунок 1.12, г);Вопрос о предотвращении возникновения указанных дефектов остаетсянерешенным [66, 21], поэтому исследование процесса ЭГИ вытяжки-формовкитонколистовых металлов является актуальной задачей.1.3. Методы исследования электрогидроимпульсных процессовДля проектирования процессов формоизменения подвижными средаминеобходимо решить следующие задачи [45, 84, 122]: определить требуемое давление для последующего выбора усилия илиэнергоемкости оборудования; оценить предельную формуемость заготовки; определитьпараметрынапряженно-деформированногосостояниязаготовки на разных этапах деформирования; оценить вероятность нарушения сплошности заготовки и возникновениялокальных утонений и разрывов материала в течение всего процессадеформирования.Существующие методы оценки технологических параметров процесса и ихприменимость будут рассмотрены в данном параграфе.1.3.1.

Измерение импульсного давления в разрядной камереОсновной формообразующей силой ЭГИ процессов является импульсдавления в разрядной камере, поэтому информация о его параметрах является36критически важной для расчётов и анализа ЭГИ технологических процессов.Для исследования сложного характера импульса давления в разрядной камереприменялись различные методики [41], которые можно разделить на две группы[38, 42, 115]:1) основанные на зависимости физических свойств передающей среды отдавления: методы, основанные на изменении оптических свойств жидкости взависимости от давления, и методы, основанные на изменении коэффициентапреломления.2) основанные на применении датчиков, которые регистрируют энергиюсигнала объекта и преобразуют ее в другой вид, более удобный для передачиинформации.Среди методов первой группы распространение получили только методы,основанныенаизменениикоэффициентапреломления:теневые,интерференционные и фазоконтрастные методы исследования возмущений [42].Оптические методы предъявляют особые требования к свойствам исследуемойсреды, в частности к ее прозрачности, к изготовлению и настройкеоборудования.

Кроме того, оптические методы дают поле показателейпреломления, а расшифровка теневых картин в некоторых случаях можетприводить к значительным погрешностям [110].В методах второй группы для измерения используются специальныеизмерительные приборы (датчики), которые позволяют получить зависимостьмежду измеряемой величиной и вспомогательной, которая в дальнейшимиспользуется для преобразования и измерения.

Применяют механические,резисторные, электромагнитные, диэлектрические, пьезоэлектрические и другиедатчики [42, 72], которые должны отвечать следующим требованиям [83]:высокая чистота собственных колебаний, исключающая появление ощутимойчастотной погрешности; малый гистерезис, необходимый для правильногоописания нарастания и спада давления; стабильные во времени характеристики,малая чувствительность к изменениям окружающей среды, способность37выдерживать значительные статические нагрузки и передавать динамическиедавления с максимальной точностью; хорошая помехозащищенность.Наибольшее распространение для измерения быстро изменяющихсядавлений получили пьезоэлектрические датчики, в которых используется эффектпоявления заряда на гранях диэлектрических веществ при сжатии [129]. Такиедатчики работают в широком диапазоне частот, технологичны при изготовлениии имеют высокий уровень выходного сигнала [56].Поскольку процессы ЭГИ формоизменения протекают в условиях сильныхэлектромагнитных полей, которые в свою очередь могут влиять также и наизмерительныеприборы.Всвязисэтимвозникаетзадачазащитыизмерительного оборудования от воздействия электромагнитных наводок.Решению данной задачи посвящено много работ и различных подходов [75].Для уменьшения влияния электромагнитных наводок на измерительныеприборы и показания осуществляют развязку измерительной и силовой цепей.Питание осциллографа происходит через высокочастотный фильтр от источникабесперебойного питания.

Схема устройства со стержневым датчиком дляизмерения импульсного давления в разрядной камере показана на рисунке 1.13.Датчик содержит чувствительный элемент, который представляет собойтаблетку пьезокерамики из цирконата титаната свинца (ЦТС-19). Акустическийстержень изготавливается из металлического кадмия, который обладаетхорошим согласованием с материалом пьезокерамики. Широкополосныйделитель импульсного напряжения применяется как согласующее устройство,учитывающее напряжение сигнала от пьезодатчика. Тарировка пьезодатчикаосуществляется квазистатическим методом "скачка давления" [75], когда кдатчику прикладывается и сбрасывается давление.Пример осциллограммы, получаемой данным методом, показан нарисунке 1.14.38Рисунок 1.13 – Схема ЭГИ вытяжки листового металла, включающая в себядатчик для измерения импульсного давления: 1 – ЭГИ установка; 2 – разряднаякамера; 3 – вкладыш с пьезоэлектрическим датчиком; 4 – листовая заготовка;5 – матрица; 6 – датчик для измерения давления; 7 – осциллографРисунок 1.14 – Пример осциллограммы, полученной с помощьюпьезоэлектрического датчика391.3.2.

Характеристики

Список файлов диссертации