Презентация "Высокопроизводственые методы обработки металлов давлением"

• ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ
• МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
• ПРЕПОДАВАТЕЛЬ ПУ-117 ФИЛИАЛ №4 КУЗНЕЧЕНКОВА С.В.

Импульсные методы обработки металлов давлением

• Особенность импульсных методов заключается в высокой скорости выделения энергии и передачи ее заготовке через передающую среду, которая одновременно выполняет роль одного из элементов штамповой оснастки (матрицы или пуансона).
• При помощи импульсного деформирования листового металла можно выполнять глубокую вытяжку, пробивку, бортовку, формовку, клепку и др.
• Различные способы импульсной обработки имеют свою область применения и не предназначены для полной замены традиционных методов обработки металлов давлением.

Способы импульсной обработки

• Штамповка взрывом применяется в основном для изготовления деталей большого габарита, когда применение прессового оборудования и штампов практически невозможно или экономически невыгодно.
• Электрогидравлическая штамповка чаще всего используется для изготовления сложных деталей среднего габарита из труднодеформируемых металлов.
• В этих же условиях, но когда нецелесообразно в качестве передающей среда применять воду, используется магнитно-импульсная обработка металлов.
• Ударная штамповка эффективна при изготовлении небольших партий деталей из листовых и цилиндрических заготовок сравнительно малого габарита.

Штамповка взрывом

• Штамповка взрывом может осуществляться в газообразных"жидких и твердых средах.
• Штамповка деталей посредством взрыва в герметичной камере (рис.1). Взрывчатое вещество (ВВ) и сжатый воздух подаются в смесительную камеру, откуда образовавшаяся взрывчатая смесь поступает в камеру сгорания, дном которой служит резиновая диафрагма. Штампуемую заготовку помещают между диафрагмой и матрицей.
• Более эффективен способ гидровзрывной листовой штамповки, при котором необходимое давление в рабочей жидкости обеспечивается в результате взрыва заряда взрывчатого вещества.  
•  Для реализации данного способа контейнер 1 (рис.2) с зарядом 2 устанавливают на заготовке 4 и заполняют рабочей жидкостью 3. В качестве уплотнителя 5 может быть применен обычный резиновый шнур. Возможно применение матрицы 6 как цельной, так и комбинированной.
• Процесс гидровзрывной штамповки состоит из следующих стадий: взрыв в воде; нагружение заготовки; скоростное ее деформирование; многократное ударное нагружение оснастки.
• Обработка металлов взрывом может осуществляться либо с помощью указанных установок, либо с помощью машин, в которых энергия взрыва преобразуется в кинетическую энергию их подвижных частей.

Электро- гидравлическая штамповка

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

Детали, получен

• Детали, получен
• ные электрогидрав-
• лической штамповкой
• На установке "Удар-5" была применена схема, предусматривающая одновременно с внутренним радиальным давлением осевое сжатие цилиндрической заготовки. Как видно из рисунка, 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.

Магнитно-импульсная обработка металлов

• Основные схемы магнитно-импульсного формоизменения: 1 - индуктор; 2 - заготовка; 3 - матрица (оправка)
• Магнитно-импульсная обработка металлов (МИОМ) основана на непосредственном преобразовании предварительно накопленной электрической энергии в работу пластической деформации.
• 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.

Достоинствами МИОМ являются :

• Достоинствами МИОМ являются :
• 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).
• Характеризуется высокой производительностью, возможностью легкой автоматизации и механизации технологического процесса, возможностью получения высоких давлений, высокой культурой производства и простотой обслуживания, положительным влиянием на характеристики отдельных обрабатываемых материалов и др.
• Представляется возможной штамповка листовых и трубчатых заготовок толщиной до 5 мм.
• Наиболее эффективно магнитно-импульсным методом обрабатываются заготовки из меди, алюминия, магния и их сплавов.
• 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.

Ударная штамповка

• 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 рисунке. 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
• Принципиальная схема ударной штамповки на пресс-пушке: 1 - патрон; 2 - боек; 3 - ствол; 4 - заготовка;
• 5 - жидкость

В двух следующих схемах энергоносителем является сжатый газ. Схема процесса ударной штамповки, в котором в качестве передающей среды используется жидкость, показана на рис. 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.

• В двух следующих схемах энергоносителем является сжатый газ. Схема процесса ударной штамповки, в котором в качестве передающей среды используется жидкость, показана на рис. 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.
• 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 рисунке 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.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

•  
• Губарева Э.М. Высокопроизводительные методы обработки металлов давлением. Учеб. пособие. Пермь: Пермский государственный технический университет. 1996.
• Коликов А.П., Подухин П.И., Крупин А.В. Новые процессы деформации металлов и сплавов: Учеб. пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1986.
• Петров А.П., Масловский П.А., Ершов С.В. Прогрессивные технологические процессы ковки и объемной штамповки. М.: Высшая школа. 1988.