Высокоскоростная штамповка(ВСШ)

При увеличении скорости приложения нагрузки к деформируемому материалу резко растут пластические свойства материала. Это ведёт к уменьшению величины упругого пружинения, а значит растёт точность формообразования. Всё это составляет суть ВСШ.

Внешняя нагрузка:

,

где q – величина сопротивления материала;

m – масса деформируемой заготовки;

V – скорость перемещения частей деформируемого тела.

При возрастании и р=const q падает из условия равновесия, что увеличивает его пластичность.

Данный эффект заметен при увеличении V на два порядка, т.е. в 100 раз. В качестве источника энергии для ВСШ можно использовать энергию взрыва; сжатого горючего газа; расширенного газа при переходе его из жидкого состояния в газообразное; энергию импульсного магнитного поля большой мощности; энергию электрического разряда в жидком диэлектрике.

Все взрывные вещества по характеру горения можно разделить на два класса:

- реактивные – РВВ;

- спокойно горящие (чёрный порох);

- бризантные ВВ; скорость горения таких веществ на два порядка выше, чем у РВВ: ТНТ.

Особенности передачи энергии взрыва на заготовку.

1. непосредственное воздействие взрывной волны на заготовку (самые неэффективные, η=4%);

2. между заготовкой и зарядом размещается жидкость (η=16%, устранятся вредное влияние газов на заготовку);

3. заготовка изолируется от влияния газов, энергии взрыва, воспринимаемого поршнем (саамый эффективный, η=33%).

С помощью ВСШ можно осуществить получение объёмных заготовок, например, лопаток компрессора ГТД.

Магнитно-импульсная обработка материала.

Рассмотрим способ на примере обжатия цилиндрической оболочки.

Индукционная катушка

При пропуске через катушку импульсного тока в оболочке появляется ток, противоположный направлению . Каждый из этих токов будет образовывать свой магнитный поток и , направленный таким образом, что в зазоре: + . В результате плотность энергетического магнитного поля в зазоре растёт, что вызывает появление электромагнитных сил. Это вызывает деформацию заготовки и нагрев катушки.

Длительность импульса:

Плотность энергии: - энергия = 10…100кДж.

,

где -магнитная проницаемость;

Н – напряжённость.

Достоинства метода: бесшумный и бесконтактный, чистый и безопасный.

Недостатки: энергоемкий.

Ограничения:

1) заготовка не должна иметь отверстий, пазов и т.д., чтобы не прервать линию тока;

2) материал должен иметь высокую .

Если эти условия не выполняются, то между катушкой и заготовкой ставится деталь – спутник из материала с высокой .

Область использования:

Мелкосерийное и единичное производство, использование в ВПК (военно-промышленном комплексе).

Электрогидравлическая штамповка

Ограничения те же.

При достижении 15 кВ проступает заряд диэлектрика, образующий низкотемпературный плазменный шнур. Жидкость вокруг плазменного канала испаряется, образуется газовый пузырь, давление в котором возрастает до 1000-2000 атм.

Достоинства: возможно управление фронтом ударной волны за счёт повышения кол-ва электродов и расположения их определенным образом.

Область использования: формообразование крупногабаритных деталей с многочисленным изменением формы, в ВПК.

Поиск по сайту: