125786 (717659), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

В качестве бассейновых установок могут использоваться естественные водоемы, стационарные бассейны и съемные емкости многократного и разового пользования, устанавливаемые на матрицу.

Безбассейновые установки подразделяются на установки закрытого типа (вакуумные камеры и взрывные прессы) и установки, в которых штамповая оснастка при подрыве заряда ограждается от помещения цеха (бронеямы, бронекамеры, установки с водовоздушной завесой).

Имеются также комбинированные установки, в которых реализуются преимущества схем бассейновой и безбассейновой штамповки.

Стационарные бассейны используют для получения крупногабаритных деталей в условиях серийного производства.

Бассейны могут быть металлическими, железобетонными и комбинированными. Схемы металлического и железобетонного стационарных бассейнов показаны на рис.4.

Стационарные бассейны должны удовлетворять следующим требованиям: минимальные капитальные затраты на их проектирование и строительство; надежность в работе, прочность и. долговечность; удобство и простота при обслуживании; универсальность, т.е. возможность использования для штамповки широкой номенклатуры деталей; минимальное сейсмическое воздействие на окружающие здания и сооружения.

Рис.4. Стационарные бассейны для гидровзрывной штамповки: а - железобетонный; б - металлический

2.3 Усовершенствование процесса гидровзрывной штамповки

Существует три основных направления повышения КПД штамповки: использование энергии отраженной волны, замыкание взрывной системы и метание передающей среда, совмещение нескольких операций на одном переходе.

Главным недостатком штамповки взрывом является то, что к заготовке направлена большая доля общей энергии взрыва. Кроме того, основная доля деформационной работы совершается первичной ударной волной, а доля энергии отраженной волны практически не используется. Если оборудование сконструировать так, чтобы в нем был отражатель подходящей формы" который направит отраженные волны в направлении заготовки, то КПД процесса резко увеличится. Форма отражателя выбирается в зависимости от формы расположения заряда так, чтобы отраженная волна была с плоским фронтом распространения. Такие требования выполняются о успехом, если отражатель имеет форму ротационного параболоида, когда у заряда сферическая форма или когда отражатель имеет форму усеченного конуса с углом при вершине 90 градусов для линейных зарядов. В первом случае заряд умещается в фокусное расстояние параболоида, а во втором - на оси конуса.

Разновидностью использования эффекта отражения является система, когда отражатель помещается в пространстве, в котором находится передающая среда. Принципиальная схема такого устройства приведена на рис.5.

Рис. 5. Закрытая система штамповки с отражателем: 1 - ударник; 2 - заряд ВВ; 3 - крышка-отражатель; 4 - шпильки; 5 - заготовка; 6 - прижимное кольцо; 7 - вытяжное кольцо; 8 - рабочая полость; 9 - уплотнение; 10 - присоединительная поверхность с уплотнением

Принцип действия сооружения состоит в том, что внутренняя поверхность крышки 5 оформлена в вида параболического отражателя, в фокусе которого умещается заряд ВВ 2, который приводится в действие ударным устройством 1. Крышка-отражатель примыкает плотно к прижимному кольцу 6 и, так как по поверхности 10 крышки размещается уплотнение, пространство над заготовкой S заполняется водой. Заготовку 5 укладывают на вытяжное кольцо 7, а прижим к ним осуществляется прижимным кольцом 6, воздух с рабочей полости 8 удаляется. Уплотнение 9 гарантирует герметичность рабочей полости. Импульс заряда, действующий в верхней точке отражателя, принимается от шпилек 4. Рабочую полость можно использовать для свободной вытяжки только при помощи вытяжного кольца или для расположения матриц разного типа, две из которых показаны на рис.5, б, в.

Рис.6. Схема штамповки, метанием передающей среды: 1 - матрица; 2 - заготовка; 3 - вода; 4 - заряд ВВ; 5 - предохранительная прокладка; 6 - замки

Второе направление увеличения КПД - это метание передающей среды или метание среды с увеличением присоединенной массы заготовки. Поток воды на свободной поверхности обладает значительной скоростью, которая в два раза больше скорости внутри вода и, следовательно, обладает большой энергией. Схема деформации плоской заготовки метанием передающей среда показана на Рис.6. Аналогичную схему деформирования можно подучить, если между прижимным кольцом и отражателем (см. рис.5, а) расположить разрушающую мембрану.

Штамповка с метанием передающей среда позволяет увеличить КПД процесса до 40%. Она способствует улучшению условий работы оснастки и удобств эксплуатации в условиях цеха; дает возможность механизировать процесс подачи заготовки, замыкания сооружения, подачи передающей среда и заряда, извлечение готового изделия; делает возможным организовать штамповку подогретых заготовок, когда применяется схема, показанная на Рис.6; способствует регулированию импульса путем изменения массы воды или других передающих сред. акустические характеристики которых отличны от вода, или путем увеличения массы заготовки.

Рис.7. Схема совмещения операции во времени: 1 - бассейн; 2 - вода; 3 - матрицедержатель; 4 - канаты; 5 - стойка; 6 - заряд ВВ; 7 - центрирующее устройство; 8 - матрица; 9 - заготовка; 10 - коллектор; 11 - гибкий шланг; 12 - вакуум-помпа

Третий способ увеличения КПД - это совмещение операций в одном бассейне в случае штамповки одинаковых или различающихся между собой малогабаритных деталей. Схематически этот процесс показан на рис,

7. В небольшом стационарном бассейне 1, заполненном водой 2, подвешивается, круглый (в форме массивного кольца) матрицедержатель 3 при помощи каната 4 на стойке 5. Заряд ВВ 6 размещают в центре матрицедержателя при помощи центрирующего устройства 7. Матрицы 8, число которых применяют от трех до восьми, располагают симметрично в матрицедержателе. Каждая матрица имеет свое прижимное кольцо и заготовку. Удаление воздуха из матрицы осуществляется коллектором 10, гибким шлангом 11 и вакуумным насосом 12. Совмещение операций в одном бассейне встречается часто. Такое совмещение можно подучить, рассматривая жидкую передающую среду как универсальный пуансон, при помощи которого можно осуществить почти одновременно разные по виду операции. Рассмотрим схему штамповки, показанную на Рис.6: в рабочей полости 8 замкнутой системы деформирования устанавливается матрица, показанная на рис.5, б, под действием ударной волны прежде всего произойдет вытяжка (контур заготовки показан прерванной линией), потом резка ножом, находящимся на дне матрицы, и в конце - отбортовка. Когда в рабочей полости сооружения находится матрица (см. рис.5, в), последовательность формовки будет несколько иной - после движения заготовки нож, находящийся на обводе матрицы, отрубает заготовку и затем происходит вытяжка.

3. Электрогидравлическая штамповка

3.1 Сущность электрогидравлической штамповки

Сущность электрогидравлического эффекта заключается в том, что при высоковольтных импульсных разрядах в жидкости создаются мощные гидравлические давления. Возникающие при этом ультразвуковые и кавитационные явления могут быть использованы для различных технологических целей и, в первую очередь, для штамповки сложных деталей из высокопрочных материалов. Принципиальные схемы электрогидравлической штамповки и развальцовки труб показаны на рис.8.

Рис.8. Принципиальная схема электрогидравлической штамповки (а) и развальцовки труб (б)

При помощи автотрансформатора и высоковольтного трансформатора 1, питающихся от сети переменного тока, напряжение через выпрямитель 2 подается на конденсаторную батарею 3. Накопленная энергия, благодаря пробою формирующего промежутка 4 при заданном напряжении, выделяется в рабочем промежутке между двумя электродами 5.

В зависимости от мощности трансформатора время зарядки конденсаторов может быть от десяти долей секунды до десятков секунд. При этом время разряда измеряется микросекундами. В связи с этим процесс приобретает характер взрыва. При сравнительно небольшой мощности генератора импульсных токов в канале разряда возникают высокие температуры (десятки тысяч градусов) и гидравлические давления до десятков тысяч атмосфер.

При этом возможен непосредственный пробой жидкости 6 или взрыв проводника 3. Последний случай наиболее часто применяется при развальцовке труб 7 в трубной доске 9 с использованием специальных патрончиков 10 (рис.8, б).

Как видно из рис.8, а, заготовка 11 в процессе деформирования принимает форму матрицы 12. Электрогидравлическая штамповка характеризуется рядом последовательно происходящих стадий: формирование проводящего канала между электродами; выделение в зоне канала основной доли энергии, запасенной в конденсаторах; образование волн сжатия и пульсация газового пузыря после разряда; взаимодействие ударной волны и гидропотока с заготовкой.

По сравнению с традиционными методами обработки металлов давлением электрогидравлическая штамповка имеет следующие преимущества:

упрощается и удешевляется технологическая оснастка, что способствует сокращению сроков технологической подготовки производства и уменьшению затрат на освоение новых изделий;

повышается точность штампуемых деталей из-за уменьшения пружинения и увеличения скорости деформирования;

появляется дополнительная возможность совмещения ряда операций, выполняемых в одном штампе;

увеличивается предельная глубина штамповки и критическая степень деформации из-за локализации воздействия и высоких скоростей деформирования; расширяются технологические возможности процесса.

По сравнению со штамповкой взрывом электрогидравлическая штамповка более предпочтительна, поскольку процесс может выполняться в обычных цеховых условиях. Кроме того, более просто решаются вопросы техники безопасности, обеспечиваются точная регулировка энергии и многократное воздействие на заготовку с одной установки.

3.2 Электрогидравлические установки для штамповки деталей

Одной из первых электрогидравлических установок является установка "Молния-3" (рис 9), которая имеет энергию в импульсе 7,5 кДж, рабочее напряжение 5 кВ и емкость конденсаторной батареи 600 мкФ. При помощи минимальных массогабаритных установок "Молнии-3" обрабатываются плоские заготовки размером 0,2x0,2 м, а также цилиндрические заготовки диаметром и высотой до 0,150 м. Кроме того, на этой установке можно выполнять запрессовку труб в трубных досках теплообменных аппаратов. Установка состоит из генератора импульсов тока и технологического узла.

Рис.9. Установка "Молния-3"

Генератор импульсов тока включает в себя конденсаторы, высоковольтный трансформатор, выпрямитель и схему управления.

Технологический узел установки включает в себя основание о двумя вертикальными направляющими, гидросистему, систему вакуумирования и рабочую камеру. При опускании камеры в конечное положение включаются два гидроцилиндра, которые поворачивают стопорные гайки в горизонтальном направлении, жестко фиксируя камеру, заготовку и матрицу.

Детали, полученные электрогидравлической штамповкой, представлены на рис.10.

Рис.10. Детали, отштампованные на установке "Молния-3"

Рис.11. Схема осевого и радиального нагружения заготовки

Характеристики

Список файлов реферата