Устройство для магнитно-импульсной обработки металлов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(71) Научно в исследовательск институт технологии машиностроения (72) 11,А.Карандашев, Р.Л.Новобратский, М.А,Лубнин и А,10.Ларионов (56) Белый И,В., Фераик С.М Хименко Л.Т, Справочник по магнитно-им,пульсной обработке металлов, Харьков "Вища школа", 1977,с, 100-101, рис. 54 а.(57) Использование: при обработке металлов с помощью магнитных полей в судостроении, автомобилестроениии в " Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к обработке металлов с помощью магнитных полей, и может быть использовано в судостроении, автомобилестроении и в производстве летательных ап аратов.11 звестйы конструкции индукторов сцилипдрическими и плоскими спиралями, геометрия которых приближена к форме обрабатываемой зоны заготовки. Витки спиралей таких индукторов расположены в один слой и каждый виток взаимодействует с соответствующим участком заготовки. Для лучшего взаимодействия индуктора с заготовкой стремятся к обеспечению минимального зазора между заготовкой и Индуктором, так как в противном случае увеличивается рассеивание магнитного потока 5 О 1761343 А 1 производстве летательных аппаратов, Сущность изобретения: устройство содержит однослойную спираль и сменный промежуточньи; элемент, индуктивно связанный со спиралью и заготовкой и выполняемый, например, в виде кольца, имеющего сквозную щель вдоль образующей. При этом, промежуточный элемент имеет две равноудаленные друг от друга равнотолщинные стенки, имеющие одинаковую ширину и электрически соединенные в зоне щелИ, а кон- цы промежуточного элемента в зоне щели имеют прямоугольные выступы 5 и пазы 6, выполненные таким образом, чтобы выступы одного конца соответствовали пазам другого. 7 ил . и, как следствие этого, снижение КПД установки и уменьшается давление на заготовку. Многовитковые индукторы многократного использования сложны в изготовлении ипоэтому изготовлейие специализированного индуктора для каждого диаметра заготовки невыгодно, Особенно сложно применение таких индукторов для заготовок со ступенчатой поверхностью (например, трубы с кольцевыми ребристыми выступами). В этом случае дпя одной заготовки требуется как минимум два индуктора.Прототипом предлагаемого решения является многоступенчатая индуктор-. ная система, в которой деформироваяие заготовки осуществляют через промежуточный элемент, индуктивно связанный с рабочей обмоткой. Этот ,промежуточный элемент называетсяконцентратором магнитного поля ипредставляет собой массивную металлическую болванку со сквозным металлическим отверстием и сквозной радиаль 5ной целью на боковой. поверхности.Одна цилиндрическая поверхностьвзаимодействует со спиралью индуктора, а другая - с обрабатываемой поверхностью заготовки. При прохождении разрядного тока по спирали индуктора на поверхности концентратора наводится ток самоиндукции, которыйпо поверхности щели перетекает наповерхность, прилегающую к заготовке.6При этом направление тока на этои поверхности совпадает с направлениемтока в спирали индуктора. Таким образом, концентратор как бы смещаетполе индуктора в сторону заготовки. 20Такие концентраторы нередко применяют как сменные .вкладыши индуктора,позволяющие использовать их для заготовок различного диаметра, в томчисле и для заготовок со ступенчатой 25поверхностью. У таких концентраторовповерхность, прилегающая к спиралииндуктора, выполняется гладкой. Сменные концентраторы имеют простую конструкцию и их изготовление значительно проще, чем спирального индуктора, что расширяет возможности маг-нитно-импульсной штамповки,Однако, таким концентраторам присущ целый ряд недостатков;концентраторы представляют собой толстостенную монолитную втулку сложной конфигурации. Несмотря на наличие щели поверхность, которая взаимодействует со спиралью индуктора, и поверхность, взаимодействующая с заготовкой, электрически соединены между собой по всему периметру, что приводит к сложному распределению на- . веденного тока и спрямлению тока в зоне щели. Это вызывает рассеивание магнитного поля, возникновением неравномерности давления магнитного поля в зоне, щели.ЖТакие концентраторы имеют. ограниченную область применения: они наиболее эффективны дпя обжима трубных заготовок реже используются для плос-155 ких заготовок и практически не применяются для раздачи трубных заготовок из-за крайне неблагоприятного распределения наведенного тока; на изготовление концентратора расходуется много металла и довольно большой процент его уходит в стружку;обработка заготовок со ступенчатой поверхностью таким концентратором возможна только с одной стороны кольцевого ребра.Целью изобретения является расширение технологических возможностей и уменьшение металлоемкости,Поставленная цель достигается тем что в устройстве для магнитно-имЭпульсной обработки металлов, содержащем однослойную спираль и сменный промежуточный элемент, смонтированный коаксиально спирали и выполненный в виде кольца со сквозной щелью вдоль образующей, этот элемент выполнен в виде двух равноудаленных от второй стенок с одинаковой шириной и толщиной, при этом одна из стенок размещена со стороны спирали, а стенки выполнены в контакте одна с второй в зоне щели.На фиг.1 показан промежуточный элемент для цилиндрических спиралей и заготовок; на.фиг,2 - то же, для плоской спирали и заготовки, на фиг,3 - устройство для магнитно-импульсной обработки цилиндрической заготовки по схеме "обжим", на фиг.ч - примеры использования промежуточных элементов для обработки заготовок. со ступенчатой поверхностью (имеющих кольцевые ребра) при обработке по схемам: раздача, обжим и плоская штамповка, на фиг.7 - конструктивное выполнение концов промежуточного элемента для выравнивания магнитного поля в зоне щели, где стрелками показаны пути токов в стенке, ближайшей к заготовке.Принцип работы предлагаемого устройства аналогичен указанному в прототипе. При прохождении импульсного тока по спирали индуктора 1 в промежуточном элементе 2 на стенке, ближайшей к спирали индуктора, наводится ток самоиндукции, который через перемычку в зоне щели 3 перетекает на стенку, прилегающую к заготовке 4. Таким образом, по поверхности, прилегающей к заготовке, ток проходит того же направления, что и ток в спирали индуктора, Промежуточный элемент выполняется из листового материала с толщиной, равной или близкой глубине проникновения магнитного поля н мате 517613 риал листа. Глагодаря тому, что стенки имеют электрический контакт только в зоне щели, весь ток, наведенный на поверхности прилегающей к спираУ5 ли индуктора, полностью перетекает на поверхность, прилегающую к заготовке,В отличие от прототипа в данном решении непосредственно с заготовкой помимо проиежуточного элемента может взаимодействовать и часть спирали индуктора, Это особенно выгодно при об - работке заготовок, имеющих ступенчатую поверхность. В этом случае промежуточный элемент располагается по одной из сторон выступа. При необходимости обработки заготовки по другой стороне выступа, туда устанавливается еще один промежуточный элемент. Этот 20 вариант представлен на фиг.4 - 6. Такое конструктивное решение позволяет легко собирать и разбирать технологическую схему для выполнения фор иовочной операции. 25В случае необходимости получения более однородного поля используют .промежуточный элемент, концы которого в зоне щели имеют чередующиеся выступы 5 и впадины б. Это одновре- ЗО менно позволяет расширить диапазон применения промежуточного элемента, т.к. в пределах глубины паза (высоты выступа) можно менять периметр промежуточного элемента, а со 35 ответственно, и диаметрПредлагаемая конструкция промежуг точного элемента обеспечивает:требуемую конфигурацию тока, одинаковую эффективность для любой схеиы обработки: обжим, раздача, плоская штамповка, уменьшение неравномерности магнитного поля в зоне щели, возможность обработки заготовок со ступенчатой поверхностью, При этом обеспечивается обработка кольцевого ребра (выступа) и цилиндрических поверхностей по обе стороны вытупа, более высокую универсальность при использовании его дпя обработки цилиндрических заготовок; один и тот же промежуточный элемент может быть использован и. в спирали индуктора на обжФ и в спирали индуктора для раздачи и соответственно для двух диаметров заготовок.Возможность изменения диаметра промежуточного элемента дополнитель" но позволяет расширить диапазон обрабатываемых диаметров заготовки,Формула изобретенияУстройство для магнитно-импульс,ной обработки металлов, содержащее ;однослойную спираль и сменный промежуточный элемент, смонтированный ко" аксиально спирали и выполненный в виде кольца со сквозной щелью вдоль образующей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей и уменьшения металлоемкости, промежуточный элемент выполнен в виде двух равноудаленных оцна от второй стенок с одинаковой шириной и толщиной, при этом одна из стенок размещена со стороны спирали, а стенки выполнены в контакте одна со второйв зоне сквозной щели,зводствснио-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 Заказ 3213 ТиражВИЙИПИ Государственного комитета по изо113035, Москва, Ж, Р Подписное етениям и открытиям при ГЕНТ ССС 1ушская наб., д. 4/5