УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ТРУБЧАТОЙ ЗАГОТОВКИ ИМПУЛЬСАМИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Устройство для деформирования трубчатой заготовки импульсами магнитного поля
Техническое решение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при многопереходной штамповке импульсами магнитного поля изделий из трубчатой тонкостенной заготовки преимущественно в ракето- и авиастроении, при проектировании надводных и подводных судов, химической и атомной промышленностях и других областях техники.
В настояшее время для изготовления деталей из трубчатых заготовок используют устройство, 1-3, которое содержит индуктор в виде жесткой нетокопроводной оправки с навитой на ее поверхность электроизолированной жесткой спиралью и разъемную матрицу.
Однако известные устройства обладают рядом недостатков:
- низкие технологические возможности из-за того, что данные устройства осуществляют процесс деформирования трубчатой заготовки за один переход при высоких значениях энергии разряда генератора импульсных токов (30-100 кДж). Данное обстоятельство приводит к разрушению и обрыву материала трубчатой заготовки в очаге деформации, низкой долговечности устройства (не более 200-300 циклов разряда).
Кроме того, известные устройства исключают возможность операции калибровки заготовки, что ведет к невозможности получения изделий с качественной поверхностью и геометрической формой.
Известно также устройство для деформирования трубчатых заготовок энергией импульсного магнитного поля 4. Оно содержит разъемную матрицу и цилиндрический индуктор, снабженный нетокопроводными торцовыми крышками. Крышки между собой скреплены гибкими стяжными элементами с возможностью регулирования их осевых размеров. Полость корпуса индуктора, выполненного в виде эластичной оболочки, заполнена жидкостью для передачи давления. Расположенная в стенке корпуса индуктора токовед)щая спираль с изменяющейся
М.кл.В21В26/14 геометрией, выполнена из жидкого сплава на основе олова, галлия, индия.
Недостатками данного устройства являются его недолговечность, так как для достижения относительной степени деформации трубчатой заготовки более 1518% необходимо увеличить энергию разряда генератора импульсных токов до 50100 кДж. Это обстоятельство ведет к резкому Снижению долговечности индуктора и токоведущей спирагш. Кроме того, увеличение энергии разряда приводит к разрушению и обрыву материала деформируемой трубчатой заготовки в очаге деформации.
Задачей настоящего технического решения, является повышение эффективности процесса деформирования и долговечности индуктора.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для деформирования трубчатой заготовки импульсоми магнитного поля, содержащем разъемную матрицу и цилин;фр1ческрш индуктор, корпус которого выполнен в виде эластичной оболочки, заполненной жидкостью для передачи давления и закрытой с торцов герметичными нетоконроводяшдми крышками соединенными между собой стяжными элементами, и тoкoвe Qш yю спираль с изменяющейся геометрией, последняя выполнена из никельбериллиевого или меднобериллиевого сплава.
Изложенная сущность технического решения поясняется чертежом, где показано положение индуктора, установки и тонкостенной, трубчатой заготовки после первого и перед началом второго (последующего) перехода процесса деформирования кольцевого рифта цо разъемной матрице.
Техническое решение для деформирования трубчатых заготовок энергией импульсного магнитного поля содержит разъемную матррщу 1, индуктор, включающий полый корпус 2 из эластичного материала, в частности из Зфетанового  типа термопласт, с торцевыми крьппками 3 из нетокопроводного материала и токоведущую спрфаль 4 из материала обладающего высокими упругими и электротермомеханическими свойствами, например, никельбериллиевого или меднобериллиевого сплава.
волнистого токопровода формоизмененного по образующей индуктора, расположенного в стенке индуктора 2 смонтированного в форме винтовой спирали. Витки токопроводной спирали 4 индуктора 2 электроизолированы эластичным, неэлектропроводным, обладающим высокими упругими и термомеханическими свойствами материалом, например, уретановым  типа термопласт.
Полость корпуса индуктора 2 заполнена жидкостью 5 для передачи давления,
например индустриальным маслом, марки И-12А, подаваемым по гидромагистрали 6, закрепленной в одной из торцевых крыщек 3 из нетокопроводного материала. Крышки между собой скреплены стяжными элементами 7. Токоведущая спираль 4 индуктора 2 подсоединена к генератору импульсных токов 8 и коммутирующему устройству 9.
Предлагаемое техническое рещение работает следующим образом.
В разъемную матрицу 1 устанавливают трубчатую заготовку 10 с размещенным в ее полости индуктором 2, Затем, в полость корпуса индуктора 2, подают жидкость 5 по гидромагистрали 6. При создании статического давления в жидкости 5 обеспечивается увеличение диаметра витков упругой спирали 4, за счет упругой деформации волнистых участков спирали 4, в радиальном направлении. Обеспечивается постоянное плотное прилегание стенки индзтстора 4 к трубчатой заготовке 10 на каждом переходе деформирования импульсами магнитного поля.
При этом осуществляется возможность деформирования различного типа и размеров кольцевых рифтов на поверхности трубчатой заготовки с высокой эффективностью и качеством.
В момент достижения заданного статического давления на эластичные стенки корпуса индуктора 2 и токопроводную спрфаль 4, последняя упруго изменяет свою форму и геометрические размеры под действием давления жидкости 5, увеличивает свой диаметр, устраняя технологический (установочный) зазор между витками 4 индуктора 2 и заготовкой 10. магнитного ноля, более чем на 40% от их величины нри отсутствии зазора 5.
Давление жидкости 5 обеспечивает постоянное, плотное прилегание стенки индуктора 2 и витков упругой спирали 4 к заготовке 10, в процессе ее многопереходного формообразования. При этом обеспечивается возможность деформирования различного типа и размеров кольцевых рифтов на поверхности трубчатой заготовки 10.
При прохождении импульсного тока по упругой токопроводной спирали 4 возникают электромагнитные силы, которые деформируют заготовку 10 по матрице 1 до образования кольцевого рифта на первом переходе деформирования. Одновременно под действием давления, создаваемого в жидкости 5, эластичный корпус индуктора 2 совместно со спирагаью 4 принимает форму
формоизменившейся заготовки 10, плотно прилегая к ее внутренней поверхности.
Далее давление в жидкости 5 увеличивают с заданным шагом, к спирали 4 индуктора 2 подают очередной импульс от генератора импульсных токов 8, ос тцествляется следующий переход деформирования кольцевого рифта на поверхности трубчатой заготовки.
После окончания процесса деформирования трубчатой оболочки, давление в жидкости 5 доводят до нуля. При этом эластичный корпус индуктора 2 и расположенная в стенке упругая, электропроводная спираль 4, упруго деформируясь., принимают исходную форму, проводят смену трубчатой заготовки и цикл повторяется.
Использование предлагаемого технического решения позволяет значительно повысить эффективность процесса деформирования трубчатой заготовки, КПД индуктора и установки, производительность, долговечность индуктора, расширить технологические возможности процесса формообразования трубчатой заготовки.
Кроме этого, на каждом переходе деформирования происходят качественные изменения в микроструктуре материала, из которого изготовлена заготовка. Эти изменения приводят к повышению в 2 - 4 раза прочностных характеристик изделия и ресурс работы детали.
,
4
1.Патент ФРГ № 1279619. Устройство для электромагнитной формовки.: кл. 7 с 26/14: М.кл. В 21 D, заявл. 31.03.65, опубл. 4.04.69.
2.Патент ФРГ № 1303528. Устройство для электромагшпной формовки.: кл. 7 с 26/14: М.КЛ. В 21 D, заявл. 10.06.64, опубл. 14.12.72.
3.1. Патент США № 3108325, кл. 18-16,5, с 26/14: М.кп. В 21 D опубл. 29.10.63. Устройство для электромагнитной формовки.
4.Свидетельство на полезную модель № 1448 МКИ4В2Ш 26/14. Устройство для деформирования трубчатой заготовки энергией импульсного магнитного поля. В.М. Хаустов, Е.М. Хаустов (Россия). Заявлено 29.11.93. Онубл. 16.01.96 Бюл. № 1 - прототип.
5.Мун Ф., Чатопадхайя С. Волны напряжения, возбуждаемые магнитным полем в проводящем теле. Теория и эксперимент. - Механика.- №8, - Новое в зарубежной науке.- Пер. с англ.- Сб. статей.- Изд.- Мир, М. 1976 г. С. 97-115.
ILVW/U t f ff .
5 Источники информации (