125036 (577812), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Взрывная энергия передается на заготовку через промежуточную среду. От вида и плотности этой среды в большой степени зависит использование этой энергии. Промежуточная среда небольшой плотности поглощает часть энергии на сжатие и тем самым значительно уменьшает КПД процесса и повреждает поверхность заготовки. Характер распространения пластических волн зависит в основном от вида промежуточной среды: является ли она сыпучей или упругой.

При использовании воды в виде промежуточной среды пластическая деформация более равномерно распространяется по всей заготовке и зависит от выбора заряда и его расположения в рабочей среде. При взрыве в водном слое, окружающем заряд, образуется мощная ударная волна, которая удаляется от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Газовые пузыри от продуктов взрыва продолжают расширятся радиально, постепенно снижая скорость. Их давление постепенно уменьшается и в определенный момент становится меньше давления окружающей среды. С этого момента начинается обратный процесс сжатия газовых пузырей, который продолжается и после повторного выравнивания давления под влиянием сил инерции водной массы. Распространение ударной волны идет быстрее чем, рост газового пузыря. В связи с этим волна первой достигает поверхности заготовки, и начинается процесс деформации. При этом часть энергии поглощается, а часть отражается. Поглощенная энергия переходит в упругую и пластическую деформацию.

Одновременно с началом деформирования заготовки под действием отраженной волны за заготовкой возникает разряжение.

В результате этого непосредственно над заготовкой образуется область кавитации, которая состоит из смеси частиц воды и газа. Кавитация характеризуется тем, что внутри кавитационной зоны скорость каждой частицы остается постоянной. Скорость деформирования листовой заготовки больше скорости этих частиц. После отдачи энергии вода в этой зоне остается в спокойном состоянии.

При использовании в качестве промежуточной среды песка или резины в центральных частях их объема возникает повышенное трение, которое препятствует распространению деформирующих волн, а на периферии детали действие ударного импульса уменьшается. В результате этого создаются условия для сосредоточения усилия в центральной части заготовки. Поэтому при больших зарядах заготовка разрушается вблизи кромки матрицы.

Преимущество воды в качестве промежуточной среды состоит в том, что она обеспечивает высокий КПД процесса, повышенные скорости деформирования и высокие давления (в 100 раз выше, чем при использовании воздушной среды).

Наибольшее распространение при взрывном формообразовании получили бризантные взрывчатые вещества, имеющие следующие преимущества:

большую мощность, высокую скорость ударной волны, надежность и удобство при работе, хорошо изученную кинематику взрыва.

Наряду со взрывчатыми веществами применяются и взрывчатые смеси:

газообразные, жидкие и твердые. Проведенные исследования целесообразности использования того или иного типа энергоносителя доказывают несомненные преимущества взрывчатых веществ перед другими энергоносителями. Взрывчатые вещества являются доступными и дешевыми продуктами производства. Они наиболее подходящие и незаменимы ввиду их неограниченной мощности при формообразовании больших толстостенных деталей. Форма заряда должна быть такой, чтобы обеспечить наиболее благоприятную нагрузку на заготовку. Она определяется характером диаграммы нагрузки, действующей на заготовку и определяющей течение металла в процессе формообразования. В настоящее время определенные преимущества имеет сосредоточенный заряд, который обеспечивает равномерную нагрузку на всей поверхности заготовки и наибольшую точность формообразования. С целью повышения безопасности формообразования имеет смысл применять пылеобразные ВВ.

Основные технологические параметры при гидровзрывном формообразовании

Режим и условия гидровзрывного формообразования определяют следующие основные параметры: вид ВВ, его масса, плотность, форма, расположение заряда над заготовкой, уровень жидкости над заготовкой, сила прижима заготовки и характер ее действия, диаметр рабочего бассейна, толщина заготовки. Важным параметром процесса служит масса ВВ. От ее правильного определения зависит как технико-экономическая эффективность, так и технологические возможности процесса. Для точного определения необходимого количества ВВ нужно учитывать все явления, связанные с расширением продуктов горения, распространения ударной волны в водной среде, дифракцией и отражением ударной волны, действием инерционных сил.

Проведенные исследования по определению влияния заряда на характер распределения деформации показывают, что цилиндрический заряд диаметром 0,1 диаметра заготовки является оптимальным для получения качественных деталей. Плоский заряд уменьшает возможность образования складок на боковых поверхностях тонкостенных деталей. Использование вместо сосредоточенного заряда детонирующего шнура позволяет уменьшить количество используемого взрывчатого вещества и максимально приблизить заряд к заготовке.

Производственные исследования показали, что идеальная форма заряда должна соответствовать форме детали. Это позволяет расположить энергоноситель в максимальной близости к заготовке, и при использовании подобных зарядов возникает плоская волна, имеющая большую мощность.

При деформировании сосредоточенным зарядом высота его расположения над заготовкой в большей мере зависит от относительной толщины деталей. Чем больше эта толщина, тем меньше расстояние заряда до заготовки. (0,1-0,3 диаметра заготовки).

Высота расположения заряда подбирается и в зависимости от условий получения максимального изгиба заготовки при минимальной его массе. Кроме того, необходимо обеспечить равномерное формоизменение заготовки, а скорость деформации должна быть меньше критической, связанной с природой металла. Например, для легированных сталей высота расположения заряда должна быть больше, чем для углеродистых сталей. Существует тенденция связывать высоту подвески заряда с проходным сечением матрицы. Некоторые исследователи утверждают, что высота подвески заряда в проходном сечении должна быть в пределах 0,5-1,0 размера проходного отверстия матрицы, ибо увеличение высоты ведет к увеличению массы заряда, а от последнего зависят прочность и габариты технологического оборудования. При определении необходимого уровня воды над заготовкой исходят из рабочего давления. Над заготовкой должен быть такой слой воды, чтобы отраженная волна достигла заготовку за больший промежуток времени, чем ударная волна.

Предотвращение образования складок на детали – одна из важных и наиболее трудных проблем при внедрении гидровзрывного формообразования в промышленность. Для избежания складок в настоящее время рекомендуется применять обычные методы прижима заготовок с помощью винтов, скоб, клиньев и т.п.

Технологическое оборудование при гидровзрывном формообразовании

Основную роль при гидровзрывном формообразовании играет технологическое оборудование, включающее стационарные сооружения для гидровзрывного формообразования, инструментальную оснастку, вспомогательное оборудование и защитные средства. Стационарные сооружения подразделяются на стационарные бассейны разового использования, бассейны-матрицы, бронекамеры и др. Стационарные бассейны нашли наиболее широкое применение и используются при изготовлении большой номенклатуры изделий. Основное стационарное оборудование для гидровзрывного формообразования заготовок должно обеспечить сохранение деформирующей жидкости в очаге деформации; максимальную сейсмозащиту окружающих его промышленных зданий, вспомогательного технологического оборудования и бытовых сооружений; максимальную безопасность обслуживающего персонала; удобство работы, производительность труда; использование средств механизации и автоматизации. Стационарные бассейны выпускают различной геометрической формы: прямоугольные, цилиндрические, в форме усеченного конуса, в форме усеченной пирамиды. Бассейны в соответствии с применяемым материалом подразделяют на металлические, железобетонные, кирпичные и др.

В зависимости от способа монтажа они бывают: вкопанными в землю с фундаментом или без него, смонтированными на поверхности также с фундаментом или без него.

Стационарные сооружения – бассейны обладают некоторыми недостатками: неуправляемое перемещение бассейна, смонтированного на песчаной подушке или цементном основании;

повышенная взрывосейсмическая нагрузка на почву и окружающие сооружения и оборудование;

возможность образования трещин, особенно в бассейнах из кирпича или бетона; искривление стен в результате плохой центровки заряда;

выброс рабочей жидкости; погружение бассейна в землю, если он смонтирован непосредственно на земле.

Эти недостатки могут быть уменьшены, а в некоторых случаях и полностью исключены при расположении стационарного оборудования на амортизаторах в виде винтовых или конических пружин.

Производство изделий деформацией взрывом

Использование энергии взрыва значительно расширяет возможности обработки металлов давлением. Посредством энергии взрыва можно создавать давление от тысяч до миллионов атмосфер. Высокие давления определяют особые условия деформации металла, изменение свойств ( повышение прочности, плотности, твердости), позволяют деформировать материалы, не поддающиеся обработке давлением при обычных скоростях и условиях деформации, и осуществлять сварку разнородных металлов с большой разницей температур плавления. Изменением при деформации взрывом массы и конфигурации заряда, расстояния от заряда до заготовки и других параметров процесса можно получать изделия с заданными механическими свойствами. Применение энергии взрыва при штамповке позволяет не только отказаться в ряде случаев от создания крупногабаритного и дорогостоящего оборудования, но и обеспечить получение изделий с новыми качествами более точными размерами, значительно сократить технологический цикл получения готового продукта и во многих случаях исключить ручные отделочные операции. Особое место занимает применение энергии взрыва для соединения (сварки) разнородных металлов и получения композиционных материалов. Почти все традиционные способы сварки связаны с местным нагревом металла до пластического состояния, а в некоторых случаях – до расплавления.

Возможности сварки металлов взрывом для получения двух - и многослойных материалов не ограничены. Практически возможно сваривать разнородные металлы любых размеров. Прочность сварных соединений при сварке взрывом, как правило, превышает прочность свариваемых металлов. Энергия взрыва используется также в одном из перспективных направлений – порошковой металлургии для прессования (уплотнения) некомпактных металлических и неметаллических материалов.

Вывод

Практика показала, что многие ручные слесарно-зачистные операции и слесарно-полировальные операции могут быть успешно заменены высокоэффективной механизированное или автоматизированной струйной гидроабразивной обработкой. Этот метод обработки обладает высокими технологическими возможностями, он может использоваться для различных видов обработки, например, для: скругления острых кромок и сопряженных радиусов; полировки и шлифовки сложных поверхностей; удаления заусенцев и зачистки сварных швов; снятия со всей поверхности или локально дефектного слоя; подготовки поверхности под покрытие; снятия небольшого припуска с целью снижения шероховатости поверхности; удаления оксидных пленок, нагара, различных повреждений с поверхностей деталей. При этом обеспечивается высокая производительность и хорошее качество поверхностного слоя.

Однако этот метод обработки еще не получил широкого распространения. Это объясняется, в первую очередь, тем, что инженерно-технические работники предприятий недостаточно осведомлены о технологических возможностях струйной гидроабразивной обработки, они не располагают необходимыми материалами по выбору параметров и режимов обработки, применяемых абразивах и составах суспензии, конструкций струйных аппаратов, имеющегося технологического оборудования и т.п.

Учитывая это, нужно стремиться показать возможности струйной гидроабразивной обработки, привести необходимые данные по разработке технологических процессов с использованием данного метода обработки, описать конструкции и методики расчета струйных аппаратов.

Список литературы

1)www.twirpx.com

2)www.neuch.ru

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)