Устройство для магнитно-импульсной штамповки полых заготовок Советский патент 1992 года по МПК B21D26/14 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением импульсного магнитного поля и может быть использовано при изготовлении цилиндрических, конических, ступенчатых переходников из полых заготовок в различных отраслях машиностроения.

Известно устройство для магнитно-импульсной штамповки, включающее емкостной накопитель и подключенный к нему многосекционный индуктор для обработки полых заготовок, рабочие обмотки которых расположены осесимметрично и последовательно друг к другу, т е одна за другой (1).

Недостатком данной конструкции является ограниченные технологические возможности в связи с тем, что обмотки можно переключать только после полного разряда емкостных накопиталей.

Известна, взятая за прототип, установка для магнитно-импульсной обработки, содержащая емкостной накопитель и последовательно соединенные с им первый разрядник и рабочую обмотку индуктора, второй разрядник и малоиндуктивный шунт, включенные параллельно рабочей обмотке, а также блок управления запуском разрядников и штамповую оснастку (2).

Этой установке присущи следующие недостатки: низкий КПД за счет значительных потерь энергии в шунтирующей обмотке и малая производительность.

4J

сл ю сл о

Jb

Целью изобретения является повышение коэффициента полезного действия и производительности.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для магнитноимпульсной штамповки полых заготовок, содержащем емкостной накопитель и последовательно соединенные с ним первый разрядник и рабочую обмотку индуктора, второй разрядник и малоиндуктивный шунт, включенные параллельно рабочей обмотке, а также блок управления запуском разрядников и штам- повую оснастку, малоиндуктивный шунт выполнен в виде дополнительной обмотки индуктора, установленной за торцем штам- повой оснастки у ее рабочей поверхности, эквидистантно ей.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена схема рабочего органа устройства.

Предлагаемое устройство состоит из емкостного накопителя 1, к которому через первый разрядник 2 подключена рабочая обмотка 3 индуктора. Параллельно рабочей обмотке 3 подключены второй разрядник 4 и малоиндуктивная дополнительная обмотка 5, которая установлена за торцем штам- повой оснастки (матрицы) б, эквидистантно ей. Управление запуском разрядников 2 и 4 и зарядкой накопителя 1 осуществляется с блока управления 7, Формообразование заготовки 8 производится по штамповой оснастке (матрице) 6

Устройство работает следующим образом. После заряда емкостного накопителя 1 доопределенного ранее уровня энергии, по сигналу с блока управления 7 подается в первый разрядник 2 высоковольтный поджигающий импульс, который ионизирует пространство между электродами разрядника и вызывает электрический пробой воздушного промежутка между ними, При пробое разрядника запасенная в конденсаторах энергия в виде импульса тока проходит чере рабочую обмотку индуктора 3, создает вокруг нее мощное переменное магнитное поле, индуктирующее в электропроводной заготовке 8 вихревые токи. Взаимодействие токов индуктора с токами в заготовке вызывает возникновение импульсных электромеханических сил отталкивания. Эти силы направлены по нормали к поверхности заготовки и производят штамповку заготовки 8 по оснастке (матрице) 6.

Как показывают теоретические и экспериментальные исследования, время деформирования заготовок, в зависимости от частоты разрядного тока и степени деформации заготовок, составляет 0,5...1,5 периода разрядного тока. С завершением этого

времени и до момента полного разряда емкостного накопителя 1 по сигналу с блока управления 7 подается во второй разрядник 4 высоковольтный поджигающий импульс,

который вызывает пробой второго разрядника. С этого момента разряд оставшейся энергии в емкостном накопителе 1 будет осуществляться практически только через дополнительную обмотку 5, в связи с тем,

0 что она является малоиндуктивной, По дополнительной оёмотке потечет импульс тока, который создает вокруг нее переменное магнитное поле, индуктирующее в торцевой части электропроводной заготовки 8 вихре5 вые токи. В результате взаимодействия импульсного тока в шунтирующей обмотке 5 с вихревыми токами в заготовке возникают электромеханические силы отталкивания Рт, которые воздействуя на торец уже от0 формованной заготовки сообщают ей некоторую скорость V. В этот момент действие давления магнитного поля на заготовку со стороны рабочей обмотки 3 практически не осуществляется. Т.о. давление магнитного

5 поля на заготовку, которое прижимало бы ее к матрице 6 в это время отсутствует.

Таким образом, за счет исключения остатков энергии в накопителе, которые в реальном процессе расходуются только на

0 нагрев заготовки, осуществляется автоматическое удаление отформованной заготовки из рабочей зоны индуктора

Необходимую скорость V заготовки при заданной энергии разряда емкостного нако5 пителя можно обеспечить, выбрав соответствующий момент запуска второго разрядника 4 после момента завершения формовки заготовки, исходя из величины энергии первоначально запасенной в нако0 пителе.

Предполагаемое устройство, по сравнению с прототипом, позволяет за счет более полного использования энергии разряда емкостного накопителя обеспечить как

5 штамповку полых цилиндрических, конических и ступенчатых заготовок, так и их удаление из рабочей зоны, что позволяет повысить производительность работы устройства и более полно использовать энер0 гию.запасенную в емкостных накопителях. Формула изобретения Устройство для магнитно-импульсной штамповки полых заготовок, содержащее емкостный накопитель и последовательно

5 соединенные с ним первый разрядник и рабочую обмотку индуктора, второй разрядник и малоиндуктивный шунт, включенные параллельно рабочей обмотке, а также блок управления запуском разрядников и штам- повую оснастку, отличающееся тем,

что, с целью повышения КПД и производи- индуктора, установленной за торцом штам- тельности, малоиндуктивный шунт выпол- повой оснастки у ее рабочей поверхности нен в виде дополнительной обмотки эквидистантно ей,

Использование: в обработке металлов давлением импульсного магнитного поля. при изготовлении цилиндрических конических, ступенчатых переходников. Сущность изобретения: устройство состоит из емкост - ного накопителя 1, к котооому через первый разрядник 2 подключена рабочая обмотка 3 индуктора. Параллельно рабочей обмотке подключены второй разрядник 4 и малоиндуктивная дополнительная обмотка 5. Дополнительная обмотка установлена за торцем штамповой оснастки б, эквидистантно ей. Для управления запуском разрядников 2 и 4 и зарядкой накопителя 1 служит блок 7 управления. Формообразование заготовки осуществляется рабочей обмоткой 3 индуктора. Дополнительной обмоткой 5 осуществляется автоматическое удаление отформованной заготовки из оснастки, Устройство обеспечивает высокую производительность и более полное использование энергии, запасенной в емкостном накопи - теле. 1 ил. сл с

J РТ