Магнитоимпульсное формообразование.

Магнитоимпульсное формообразование относится к электрофизическим способам обработки давлением. Сила, вызывающая деформацию, создается за счет электрических эффектов конкретно в самой заготовке, выполненной из электропроводного материала.

В этом случае никаких промежных рабочих сред для передачи механических усилий на заготовку не требуется. Схема способа показана на рис. 5.29.

Рис. 5.29. Схема магнитоимпульсного формообразования

1 – выпрямитель; 4 – обмотка возбудителя; 2 – батарея конденсаторов Магнитоимпульсное формообразование.; 5 – заготовка; 3 – переключающее устройство; 6 – матрица.

От выпрямителя 1 заряжается батарея конденсаторов 2, в электронном поле которых к началу обработки скапливается энергия:

где: С – емкость батареи конденсаторов, Ф;

Uc – напряжение на обкладках конденсаторной батареи, кВ.

Емкость батареи добивается 100 мкФ, Uc – 10-ов киловольт.

При помощи переключающего устройства 3 заряженная батарея конденсаторов подсоединяется к обмотке Магнитоимпульсное формообразование. 4 возбудителя, созданного для сотворения магнитного поля определенной пространственной конфигурации.

Конденсаторы в течение очень недлинного времени разряжаются на обмотку возбудителя, наибольшая сила разрядного тока I добивается сотен и тыщ килоампер.

В округи возбудителя, где установлена заготовка 5, создается быстроизменяющееся магнитное поле, которое приводит к появлению электрической силы . Эта сила вызывает деформацию листовой Магнитоимпульсное формообразование. заготовки, которая воспринимает форму матрицы 6.

Таким макаром, в данном процессе энергия электронного поля конденсаторов преобразуется в энергию магнитного поля возбудителя, а потом в работу деформации заготовки и отчасти в теплоту.

Формообразование протекает очень стремительно. Время операции определяется в главном продолжительностью зарядки конденсаторов и вспомогательным временем на смену Магнитоимпульсное формообразование. заготовок.

Установка для магнитоимпульсной обработки (МИО) во время деформации заготовки не ведет взаимодействие с наружной средой, время обработки продолжается 100 мкс.

МИО применяется для производства деталей шириной наименее 3 мм из листовых заготовок из стали, латуни, алюминия, меди и даже из сплавов с малой пластичностью.

Плюсы магнитоимпульсного формообразования:

— простота оборудования Магнитоимпульсное формообразование.;

— отсутствие инструмента;

— возможность получения деталей сложной конфигурации;

— отсутствие передвигающихся узлов;

— простота автоматизации процесса;

— отсутствие рабочей среды;

— нет необходимости герметизировать рабочее место;

— формообразование можно проводить через непроводящую оболочку.

Но требуется тщательное обоснование внедрения данного способа, так как силы, вызывающие деформацию, значительно зависят от физико-химических и геометрических параметров заготовки.

Магнито-импульсное формообразование осуществляется Магнитоимпульсное формообразование. 2-мя методами:

— электродинамическим – при содействии токов в возбудителе и заготовке, включенной в цепь разряда конденсаторов;

— индукционным – при содействии импульсного магнитного поля, которое создается возбудителем, с токами, наведенными в заготовке самим же полем; при всем этом заготовку не включают в электронную цепь.

1) Электродинамический метод основан на электромеханическом содействии проводников Магнитоимпульсное формообразование., в каких протекают токи.

Рис. 5.30. Схема электромеханического взаимодействия проводников

Как понятно из электротехники, параллельные провода с идиентично направленными токами и притягиваются, а с обратно направленными – отталкиваются.

Сила притяжения (либо отталкивания) прямо пропорциональна произведению сил токов , длине проводов и назад пропорциональна расстоянию меж проводами а:

где КF – коэффициент пропорциональности.

Рис. 5.31. Схема электродинамического Магнитоимпульсное формообразование. метода формообразования

1 – заготовка; 3 – кольцевая перемычка; 2 – возбудитель; 4 – матрица.

В этом случае цилиндрическая заготовка 1 и возбудитель 2 соединены поочередно при помощи электропроводной кольцевой перемычки 3 и подключены к конденсаторной батарее.

Током І разряда в возбудителе 2 создается магнитное поле с индукцией В, которое, взаимодействуя с током І той же силы в заготовке 1, делает в Магнитоимпульсное формообразование. ней сжимающие силы Fэ. Заготовка опрессовывает матрицу 4.

Так как токи в заготовке и возбудителе подходящим образом распределены по их объемам, то общие соотношения для расчета электромагитных сил Fэ оказываются достаточно сложными.

Рис. 5.32. Схема индукционного метода формообразования

1 – батарея конденсаторов; 3 – заготовка;

2 – возбудитель; 4 – матрица.

Эти силы вырастают с повышением силы токов и уменьшением Магнитоимпульсное формообразование. расстояния меж возбудителем и заготовкой.

Недочетом электродинамического метода является необходимость включения в разрядную цепь деформируемой заготовки, что не всегда может быть.

2) Индукционный метод более всераспространен. Заготовку не включают ни в какие электронные цепи.

К примеру, снутри возбудителя 2 установлена трубчатая заготовка 3, которая под действием электрических сил Fэ опрессовывает форму (матрицу Магнитоимпульсное формообразование.) 4.

Из физики понятно, что плотность энергии магнитного поля равна .

Где: В – магнитная индукция, Вб;

Н – напряженность магнитного поля, А/м.

Для воздуха:

где – магнитная неизменная, Гн/м.

Сначала разряда конденсатора 1 (в течение 10-ов мкс) поблизости обмотки 2 на наружной стороне заготовки 3 напряженность магнитного поля велика, а на внутренней стороне напряженность мала.

Рис. 5.33. Индукционный Магнитоимпульсное формообразование. метод МИО

В единичном объеме места наружной части заготовки плотность магнитной энергии равна:

то же во внутренней части:

где – значения магнитной индукции соответственно на наружной и внутренней сторонах заготовки.

Размерность плотности энергии такая же, как и у давления. Потому плотностям энергии по обе стороны заготовки соответствуют разные Магнитоимпульсное формообразование. магнитные давления и .

Плотностью fэ электрических сил на участке заготовки 1 именуется разность магнитных давлений с наружной и внутренней сторон.

Эти магнитные давления перпендикулярны вектору и численно равны местным плотностям магнитной энергии.

Поверхностная плотность электрических сил будет равна:

Вектор fэ ориентирован в ту сторону, где магнитное поле слабее.

Чтоб вышло магнитоимпульсное формообразование, нужно Магнитоимпульсное формообразование. чтоб напряженности магнитного поля по обеим сторонам листовой заготовки значительно отличались друг от друга.

Напряженность магнитного поля снутри заготовки ослабляется за счет тока , наведенного изменяющимся магнитным полем тока I в электропроводной заготовке.

По правилу Ленца наведенный ток имеет такое направление, что его магнитное поле встречно тому Магнитоимпульсное формообразование., которое создается возбудителем 2 снутри контура, где появляется наведенный ток.

Заготовка, а поточнее цепь наведенного тока, обладает определенной инерционностью, характеризуемой в простом случае неизменной времени .

Чем больше в сопоставлении с продолжительностью протекания разрядного тока, тем посильнее выражена электрическая инерционность электропроводной заготовки и тем слабее сначала разряда магнитное поле, характеризующееся величинами и Магнитоимпульсное формообразование. на ее внутренней стороне.

Отсюда вывод: время разряда конденсаторной батареи – другими словами время нарастания магнитного поля, должно быть как можно наименьшим.

Время от времени электрические силы Fэ делают стремительно падающим магнитным полем, получаемым разрывом цепи (к примеру, при помощи плавкого предохранителя).

На нагрев заготовки тратится до 20% энергии, скопленной конденсатором.

Потому Магнитоимпульсное формообразование. что магнитное давление действует перпендикулярно вектору магнитной индукции, то последний должен быть ориентирован параллельно начальной поверхности заготовки. Для этого подбирают подобающую конфигурацию возбудителя. К примеру, для трубчатой заготовки индукция магнитного поля должна быть ориентирована повдоль боковой поверхности заготовки. Для листовой заготовки – магнитное поле должно быть параллельно плоскости листа.

Чтоб прирастить Магнитоимпульсное формообразование. местную деформацию заготовки, магнитное поле в определенной области сосредотачивают насадками из электропроводных материалов.

Рис. 5.34. Схема сосредоточения магнитного поля насадком

1 – насадок; 3 – заготовка;

2 – возбудитель; 4 – матрица.

Из электротехники понятно, благодаря поверхностному эффекту стремительно изменяющийся магнитный поток не просачивается вглубь проводника. Потому полосы магнитного поля вроде бы обтекают поверхность насадка, принимая Магнитоимпульсное формообразование. в округи заготовки нужную конфигурацию.

Известны и другие методы передачи механических сил заготовке:

— для заготовок из материалов с низкой удельной проводимостью меж заготовкой и возбудителем устанавливают тонкие электропроводные (дюралевые) прокладки (спутники);

— также используют жидкость, которая сжимается деформируемой прокладкой.

Контрольные вопросы к главе 5


makroekonomicheskie-modeli-zakritaya-i-otkritaya-ekonomika.html
makroekonomicheskie-pokazateli-i-ih-vidi.html
makroekonomicheskie-pokazateli-sistemi-nacionalnih-schetov-sns-razlichiya-mezhdu-nimi.html