125786 (717659), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

На установке "Удар-5" была применена схема, предусматривающая одновременно с внутренним радиальным давлением осевое сжатие цилиндрической заготовки. Как видно из рис.11, деформируемую заготовку 4 устанавливают в полости матрицы 5. Подвижной контейнер 3, связанный с рабочей камерой 2, вводят одним концом в матрицу и с помощью подвижного упора 1 перемещают до соприкосновения с торцом штампуемой заготовки. С другой стороны заготовки вводят заглушку 6.

Если при обычной формовке степень деформации (отношение диаметров готовой детали к заготовке) не превышает 1,2-1,4, то при создании одновременно с внутренним радиальным давлением осевого сжатия заготовки можно подучить детали со степенью деформации 1,8 и более.

Электрогидравлическая установка "Удар-1" предназначена для штамповки плоских крупногабаритных деталей путем последовательного перемещения рабочей камеры по поверхности заготовки. Благодаря оригинальности конструкции установка позволяет штамповать детали практически неограниченных размеров.

Установка состоит из технологического узла, генератора импульсов тока, системы подачи воды, устройства подачи инициирующей проволочки в зону разряда и пульта управления. На рис.12 показана схема этого технологического узла (соответственно вид в плане и поперечный разрез). Технологический узел содержит основание 1, служащее одновременно резервуаром для жидкости и местом укладки матрицы 3. На матрице размещена заготовка 5, которая по периметру прижата рамой 6. На последней смонтированы направляющие 4 и 7 для перемещения рабочей камеры 10 соответственно в продольном и поперечном направлениях. Движением рабочей камеры управляют с пульта 11.

Рис.12. Схема технологического узла установки "Удар-1" (в плане и поперечный разрез)

В нижней части рабочей камеры свободно установлено прижимное кольцо 12, выполняющее роль второго электрода и прижимающее одновременно заготовку к матрице в момент штамповки. Электрод 8 установлен в рабочей камере вертикально над прижимным кольцом.

Жидкость по трубопроводу 9 поступает в рабочую камеру 10. Излишки жидкости сливаются в сборник 2, а оттуда стекают в резервуар 1.

После укладки заготовки на матрицу и опускания прижимной рамы рабочую камеру устанавливают в исходную точку и включают насос подачи жидкости из основного резервуара в рабочую камеру. Заполняя рабочую камеру, жидкость свободно проникает в зазор между камерой и заготовкой.

Секционная разборная матрица позволяет штамповать различное количество типоразмеров заготовок. Переналадка матрицы на новый типоразмер производится за 15-20 мин перестановкой отдельных секций,

Электрогидроимпульсный пресс модели T1220 предназначен для операций холодной штамповки из листовых и трубчатых заготовок: неглубокой вытяжки, листовой чеканки, формовки, вырубки, пробивки отверстий в тех случаях, когда получение деталей обычными способами затруднено, невозможно или неэкономично.

Пресс выполнен в виде трех совместно скомпонованных блоков: энергетического блока, технологического узла и пульта управления.

Обработке на установке могут подвергаться заготовки из различных (в том числе и труднодеформируемых) металлов и сплавов.

4. Магнитно-импульсная обработка металлов

4.1 Физические основы процесса

Магнитно-импульсная обработка металлов (МИОМ) основана на непосредственном преобразовании предварительно накопленной электрической энергии в работу пластической деформации.

Сущность МИОМ сострит в том, что запасенная в батарее конденсаторов электрическая энергия разряжается на рабочий инструмент-индуктор, представляющий собой катушку-соленоид. В момент разряда по индуктору импульсный ток в десятки и даже сотни килоампер протекает в течение миллионных долей секунды. Вокруг витков индуктора возникает переменное магнитное поле высокой напряженности. При этом в размещенной в непосредственной близости от витков индуктора металлической заготовке в силу закона электромагнитной индукции наводятся вихревые токи, имеющие противоположное току в индукторе направление. Взаимодействие между противоположно направленными токами приводит к электродинамическому воздействию - возникновению механических сил отталкивания. Прочный индуктор остается неизменным, а заготовка, отталкиваясь от него, деформируется либо в соответствии с профилем поля, либо по оснастке - матрице, оправке, расположенной с противоположной стороны, В зависимости от формы индуктора (цилиндрический соленоид или плоская спираль Архимеда) различают схемы магнитно-импульсной обработки цилиндрических или плоских заготовок. При обработке трубчатых образцов возможны схемы деформирования "на обжим" и "на раздачу". Форма индуктора может быть и более сложной как по сечению, так и по образующей, что позволяет обработать заготовки овальной, конусной, прямоугольной и других конфигураций.

Достоинством МИОМ является относительная несложность оборудования и оснастки (по сравнению с механическими прессами и станками аналогичной производительности) и большая технологическая гибкость (отсутствие передаточной среды, возможность совместить формообразование с нагревом, возможность соединения различных материалов и т.п.).

4.2 Оборудование и оснастка

Основными элементами установок для магнитно-импульсной обработки металлов являются трансформатор, высоковольтный выпрямитель, конденсаторная батарея и технологический блок, включающий рабочий индуктор и матрицу либо оправку. Принципиальная схема установки показана на рис.13.

Рис.13. Принципиальная схема магнитно-импульсной установки: АТр - автотрансформатор; Тр - трансформатор; В - выпрямитель; С - конденсатор; Р - разрядник; U - индуктор; R - зарядное сопротивление

На рис.14 показаны основные схемы магнитно-импульсного формоизменения.

Рис.14. Основные схемы магнитно-импульсного формоизменения: 1 - индуктор; 2 - заготовка; 3 - матрица (оправка)

Магнитно-импульсные установки характеризуются высокой производительностью, возможностью легкой автоматизации и механизации технологического процесса, широкими технологическими возможностями, отсутствием передаточной среды, простой и дешевой оснасткой, возможностью получения высоких давлений (до 108 Н/м без разрушения индуктора и до 109 Н/м при использовании одноразового индуктора), высокой культурой производства и простотой обслуживания, положительным влиянием на характеристики отдельных обрабатываемых материалов и др.

4.3 Технологические возможности магнитно-импульсной обработки металлов

В результате применения магнитно-импульсной обработки представляется возможной штамповка листовых и трубчатых заготовок толщиной до 5 мм.

Размеры заготовок (диаметр, обрабатываемая площадь) обуславливаются запасом энергии установки, толщиной обрабатываемого материала, конструктивными возможностями индуктора и технологической оснастки.

Наиболее эффективно магнитно-импульсным методом обрабатываются заготовки из меди, алюминия, магния и их сплавов.

Заготовки из углеродистых (Ст3, Ст10) и легированных (1Х18Н9Т, 30ХГСА) сталей, а также из титановых сплавов можно обрабатывать только о применением прокладок-"спутников", изготовленных, например, из отожженной меди марки М1.

По типу применяемого инструмента и по характеру деформации обрабатываемой заготовки все операции, выполняемые на МИУ, можно разделить на три схемы: раздача, листовая формовка и обжим.

Установлено, что с использованием магнитно-импульсной обработки возможно получение биметаллических соединений, изготовление шарнирных соединений, сварка трубчатых заготовок, запрессовка труб в дисках, трубных досках и т.д., соединение двух изоляционных или металлических деталей путем раздачи трубы с одновременной отбортовкой, поперечная волнистая и плоская в сечении рифтовка, формообразование выступа, продольная рифтовка, формообразование конуса, концевая раздача труб, отбортовка, пуклевка, изготовление резьбы, рифление, калибровка, пробивка отверстий, вырубка, порезка.

При использовании магнитно-импульсной обработки для листовой штамповки применяются плоские спиральные индукторы.

Технологические операции, выполняемые по схеме "листовая формовка": сборка диска с осью, отбортовка диска, сварка двух листов металла, напрессовка втулок на оси и запрессовка вкладышей в трубках, изготовление деталей типа тарелки или днища, кольцевая заготовка, продольная и поперечная зиговка, пуклевка, неглубокая отбортовка по периферии диска, прямоугольника, круглых и прямоугольных отверстий, формовка тороидальных крышек, рельефная формовка с одновременной рихтовкой недеформируемой части заготовок, калибровка листовых заготовок, пробивка отверстий, вырубка и порезка.

С помощью магнитно-импульсной обработки по схеме "обжим" можно выполнить следующие технологические операции: соединение металлических деталей с керамикой, стеклом, пластмассой и другими неметаллическими материалами, опрессовка кабельных наконечников, соединение двух проводов соединительной трубкой, опрессовка наконечников на канаты и др., шлангов высокого давления, опрессовка труб на металлические наконечники, сварка трубчатых заготовок, поперечная волнистая, поперечная плоская в сечении и продольная рифтовка, формообразование впадины, формообразование конуса, редуцирование труб, отбортовка, пуклевка, изготовление резьбы, рифление, калибровка, пробивка отверстий и вырубка, порезка труб.

К недостаткам метода и установок можно отнести трудность получения деталей с глубокой вытяжкой обрабатываемого материала; необходимость в промежуточных металлических прокладках-"спутниках" для металлов с низкой электропроводностью, ограниченность формы и геометрических размеров обрабатываемых заготовок для магнитно-импульсной обработки; низкая стойкость индукторов, особенно при обработке стальных заготовок.

5. Ударная штамповка

Рис.15. Принципиальная схема ударной штамповки на пресс-пушке:

1 - патрон; 2 - боек; 3 - ствол; 4 - заготовка; 5 - жидкость

Сущность ударной штамповки заключается в деформировании заготовки импульсом давления, созданного в ограниченном объеме жидкости ударом по ней твердого тела (бойка), предварительно разогнанного до высокой скорости. В качестве передающей среды возможно использование эластичного материала.

Принципиальная схема ударной штамповки при помощи пресс-пушки, использующей энергию пороховых газов, показана на рис.15. В верхней части ствола 3 расположен патрон 1 и боек 2. В нижней части над заготовкой 4 возвышается столб жидкости 5. При срабатывании патрона пороховые газы разгоняют боек до определенной скорости и бьют им по жидкости, создавая мощный импульс давления" который деформирует заготовку.

В двух следующих схемах энергоносителем является сжатый газ. Схема процесса ударной штамповки, в котором в качестве передающей среды используется жидкость, показана на рис.16, а. На матрицу 1 установлена камера 2, внутренний объем которой заполнен водой. На камере крепится ствол 3 гидроударного пресса так, чтобы внутренние диаметры ствола и матрицы совпадали. Внутри ствола перемещается боек 4. Соосно стволу расположен аккумулятор 5, в котором размещен сжатый газ. Заготовка 6 уложена на матрице и прижимается сверху камерой.

Рис.16. Схема процесса ударной штамповки жидкостью (a) и эластичной средой (б): 1 - матрица; 2 - камера; 3 - ствол; 4 - боек; 5 - аккумулятор; 6 – заготовка

Накопленный в аккумуляторе 5 сжатый газ, расширяясь, разгоняет по стволу 3 боек 4. Скорость движения бойка достигает 150 м/с. В результате боек создает мощный импульс давления, который штампует заготовку на матрице. Энергия удара регулируется изменением давления сжатого газа в аккумуляторе.

На рис.16, б показана схема процесса ударной штамповки, где роль передающей среды выполняет эластичный материал, например полиуретан. От предыдущей схемы она отличается только передающей средой.

По сравнению с традиционной ударная штамповка имеет следующие преимущества: возможность получения деталей сложной формы из трудно деформируемых материалов за один переход; легкость управления формой импульса давления; простота конструкции и низкая себестоимость оснастки; низкая металлоемкость оборудования и др.

По сравнению с другими импульсными методами ударная штамповка имеет следующие преимущества: простой и доступный энергоноситель (например, сжатый воздух заводской пневмосети); высокий КПД процесса (до 40%); проще решаются вопросы техники безопасности, лучше санитарно-гигиенические условия.

Ударный метод позволяет выполнять практически все операции листовой штамповки (формовку, вырубку, вытяжку, калибровку, чеканку, раздачу, пробивку-вырубку и др.).

6. Использование сверхпластичности в процессах деформации металлов

6.1. Характеристика сверхпластичности металлов и сплавов

Сверхпластичность определяется как способность поликристаллических (ультрамелкозернистых) материалов равномерно пластически деформироваться на очень большие степени (до Ек > 200%) при относительно высоких температурах и малых напряжениях (2...8 МПа) и соответственно малых скоростях деформации, к которым напряжение течения крайне чувствительно.

Состояние сверхпластичности определяется совокупностью ряда признаков: повышенная чувствительность напряжения течения материала к изменению скорости деформации; крайне незначительное деформационное упрочнение; аномально высокий ресурс деформационной способности; напряжение течения металла в состоянии сверхпластичности в несколько раз меньше предела текучести, характеризующего пластическое состояние данного материала.

Характеристики

Список файлов реферата