Учебник - Технология и автоматизация листовой штамповки (1246233), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Импульсный характер нагружения дает возможность напрессовывать металлические трубчатые заготовки на детали из керамики, стекла, углепластика и других неметаллических материалов, обеспечивая при этом равномерное давление, заданный натяг и герметичность. Необходимую энергию, запасенную батареей конденсаторов, определяют по Формуле (6. 50).
КПД 11 установки для электромагнитной штамповки имеет незначительную величину и зависит от многих факторов, определяющими из которых являются конструкция индуктора и электропроводность материала заготовки. При штамповке деталей из металла с высокой электропроводностью (медь, магний, алюминий и их сплавы) т) составляет 5...10 %, низкой электропроводностью (легированные стали, титановые сплавы) — 3 — 5 %. Для повышения КПД и эффективности процесса при штамповке материалов с низкой электропроводностью применяют "спутники" (промежуточные прокладки из материала с высокой электропроводностью), которые помещают между заготовкой и индуктором. Предпочтнтельиым материалом для спутника является отожженная медь марки М1.
Можно использовать прокладки из мягкого алюминия и его сплавов. При штамповке трубчатых заготовок в качестве "спутника" используют намотку из тонкой отожженной медной ленты или применяют специально изготовленные тонкостенные кольца. С помощью "спутников" можно деформировать и заготовки из неметаллических материалов. Однако заготовки из неметаллических материалов и металлов с низкой электропроводностью возможно штамповать непосредственно, 337 г у Рис. 6.78.
Скемы злевтромагнитной штамповки через зласпгчлый материал 123]: о — взпажка (формовка); б — - пробивка; е — вырубка-пробивка; — даформироааиие заготовки ударной волной (штамповка с зазором) без "сщггника", если на их поверхность нанести гальванические покрытия из токопроводящего материала (например, меди, алюминия и т.п.). Толщина гальванического покрытия рассчитывается; она должна быть такой, чтобы обеспечить прохождение индуктированного тока, исключить сильный нагрев и возможное испарение слоя при прохождении по нему тока. Воздействие импульсного магнитного поля на заготовку можно осуществлять также через передахпцую среду, в качестве которой используют эластичный материал или жидкость.
Электропроводность материала заготовки в этом случае не имеет значения. Посредством этого метода можно деформировать заготовки из высокопрочнык сталей и сплавов, имеющих ннзхую электропроводность, а также тонколистовые заготовки (менее 0,1 мм), имеющие высокую электропроводность, но при штамповке которых возникает опасность проникновения магнитного поля за заготовку и образования емагнитной подушки". Заготовку 5 с матрицей 6 (рис. 6.78) помещают в контейнер 1.
Давление на заготовку от индухтора 4 передается через эластичный блок 2 (резина, полиуретан) и подвижную пластину 3, изготовленную из высокоэлектропроводного материала (медь, алюминий, их сплавы и т.п.). Подвижную пластину можно выполнить из стали или высокопрочного сплава с обязательным покрытием со стороны индуктора слоем токопроводящего материала с низким электрическим сопротивлением. Если между эластичным блоком и подвижной пластиной установить зазор Ь (рис.
6.78, г ), то под действием импульсного магнитного поля подвижная пластина приобретает значительную скорость в момент соударения с эластичным блоком. Возникает ударная волна в эластичном материале, и деформирование заготовки (разделение или формоизменепие) будет происходить за счет энергии ударной волны и давления-эластичного материала. Рабочим инструментом для электромагнитной ппамповки является индукгор. Иядухторы могут быть однократного и многократного использования.
Инлукторы однократного использования — это один или несколько витков изолированной проволоки или шины, применяются в единичном производстве. Они разрутпаются при прохождении первого импульса тока, не обладают повышенной прочностью, поэтому просты в изготовлении и дешевы.
Чем быстрее процесс разряда, тем больший импульс до разрушения индукгор передает заготовке, в связи с этим их рациональнее применять при высокой частоте разрядного тока. Индукгоры многократного использования применяют в серийном, мелкосерийном, а также и единичном производстве при определенной униФикации штампуемых деталей. Онн должны обладать высокой прочностью и долговечностью.
Различают одновитковые н многовитковые индукгоры, последние эффективнее в работе, но сложнее в изготовлении и дороже, чем одновитковые, По Форме индукторы могут быль цилиндрические (для обжима и раздачи трубчатых заготовок, пробивки и отбортовки отверстий на боковых стенках, сборки) и плоские (для неглубокой вьпяжки, формовки, калибровки, вырубки, пробивки, отбортовки из плоских листовых заготовок). Материал индуктора должен иметь высокую электропроводность (менее 3 10' Ом м) и достаточно высокую механическую прочность.
По электропроводности таким материалом является медь (1,78» л10з Ом ° м), но она имеет невысокую механическую прочность. Поэтому применяют более прочные материалы, хотя имеющие большие значения удельного электросопротивления — латунь, бериллиевую бронзу, низкоуглеродистые стали, некоторые легированные стали, например ЗОХГСА. Хорошие результаты получают при использовании таких сплавов, как циркониевая и кадмиевая медь. Весьма перспективным сплавом является циркониевая медь, у которой по сравнению с обычной медью 339 электрическое сопротивление больше всего на 10...15;ш а прочностные характеристики выше в 3...4 раза.
Так как плотность тока неравномерна по сечению витка нндуктора 1в основном ввиду высокой частоты ток течет по поверхностным слоям). можно изготовлять спираль нидуктора из стали с покрытиями из токопроводящих материалов. Интенсивно работающие нндукторы нагреваются, поэтому их делают из трубчатых спиралей, охлаждаемых водой. Для изоляции витков индуктора используют лавсановые, фторопластовые, Полнамидные пленки, армированный стеклопластик, стеклотекстолнт, слюду, стехловолокно, пропитанное эпоксидной смолой; применяют различные компаунды и смолы, которые затвердевают после помещения в них спирали индухтора. Изоляционные материалы наряду с хорошей изоляцией должны обладать высокой механической прочностью Для повышения эффективности использования энергии, обеспечения большего давления магнитного поля на тех участках заготовки, где требуются более высокие степени деформации, н расширения универсальности индуктора применяют концентраторы магнитного поля, которые устанавливают между спиралью индуктора и заготовкой.
Концентратор представляет собой толстостенную втулку, внутренний профиль которой выполнен таким образом, что прещсматривает меньший зазор между концентратором и заготовкой в тех местах, где требуется повышенное давление. Наличие концентратора дает возможность управлять магнитным силовым полем, увеличивая напряженность магнитного потока в одних местах и ослабляя в других, а также более равномерно распределять нагрузку на индуктор, воспринимая часть нагрузки на себя и тем самым повьппая срок службы индухтора. Концентратор имеет разрез вдоль образующей, заполняемый изоляционным материалом (эпоксидной смолой), что предотвращает образование в нем вихревых токов.
В зависимости от конфигурации штампуемых деталей применяют концентраторы различной формы. Например, для получения неразъемного соединения нз трубчатой детали 4 (рис. 6.79) у и оправки 5 с кольцевыми углублениями применяется ипдуктор, состоящий из медного соленоида 1, корпуса 2 и концентратора 3. Рис. Ьпз. Оснастка длв штамповки неразъемных соединений 340 В пашей стране выпускают магнитно-импульсные установки 1МИУ) различных типоразмеров с запасаемой энергией от 0,6 до 240 кДж„номинальным напряжением 5 и 20 кВ, предназначенные для самых разнообразных технологических операций.
По собственной частоте разрядного контура их можно разделить на низкочастотные — 5...20 кГц, среднечастотные — 20...50 кГц и высокочастотные 50...200 кГц н выше. Широко применяемая в промышленности установка МИУ-20/1 имеет запасаемую энергию 20 кДж, напряжение 20 кВ, собственную частоту разрядного тока 50 кГц, производительность 360 операций/ч, Она предназначена для штамповки трубчатых и листовых заготовок из цветных металлов и сплавов н низкоуглеродистой стали. За рубежом широкое распространение получили магнитонмпульслые установки "Магнеформ" (США) с запасаемой энергией от 3 до 84 кДж и напряжением 3,3 кВ. В последнее время возросли габаритные размеры обрабатываемых на МИУ заготовок — пробнвка отверстий диаметром до 500 мм и толщиной стенки 0,2...1,5 мм из алюминиевых и медных сплавов, углеродистых сталей; обжим и раздача трубчатых заготовок диаметром до 1200 мм прн длине 1000 мм и толщине стенки до 6 мм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
