Способ формовки полых трубчатых заготовок

)5 В 21 0 26/1 ТНЕННЫЙ КОМИТЕТЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМССР ГОСУДАРСПО ИЗОБПРИ ПЮ АНИЕ ИЗОБРЕТЕН СПИ а- Кстич -ал кени арьков.фиг.24. УБЧАТЬ метал- итного севого растягивающе двумя обстоятельств(71) Институт проблем сверхпланости металлов АН СССР(56) Белый И,В., чертик С,М.,ко Л.Т. Справочник по магнитнопульсной обработке металлов, ХХГУ, Вища школа, 1977, с. 48,(54) СПОСОБ ФОРМОВКИ ПОЛЬЗХ ТРЗАГОТОВОК(57) Использование: обработкалов давлением импульсного маги Изобретение относится к машино,строению и может быть использовано при изготовлении деталей из трубча-: тых заготовок, а конкретно .при осуществлении различных формовочных операций.Известен способ формовки полых трубчатых заготовок, включающий операцию обжима детали на конусообразную оправку, при котором в процессе обжима к детали со стороны, противоположной обжимаемой, прикладывают усилие растяжения.Известен также способ формовки полых трубчатых заготовок, выбранный в качестве прототипа, при котором операцию обжима осуществляют посредством радиальных усилий, обусловленных.:. действием импульсного магнитного поля, создаваемого икдуктором. Симметричное относительно индуктора осевое . растягивающее усилие создается с по;ощью мехаической оснастки 50 1761344 поля, Сущность изобретения; трубч тую заготовку устанавливают в инду тор дпя обжима. По обе стороны от индуктора концентрично заготовке устанавливают соленоиды. Между соленоидами и заготовкой размещают изолиные разрезные металлические ки. Направление тока в соленоидах противоположно направлению тока ийдуктора, а время действия достаточно для проникновения магнитного поля, наводимого токами соленоидов сквозь заготовку. Ток, наводимый в заготовке индуктором, притягивается к токам соленоидов, 1 з,п, ф-лы, 3 ил. Приложение о го усилия вызвано ами.В отсутствие растягивающего усилия в процессе обжима происходит неравномерное утолщение ,стенок. трубы пропорционально корню квадратному из отношения диаметров заготовки до и после деформации. Для устраненияуказанного утолщения, наиболее силь,но выраженного ьа узкой части горловины, необходима механическая обработка детали после обжима. Осевоерастягивающее усилие противодействует утолщению стенок трубы.Осевое растягивающее усилие препятствует возможной потере устойчивости заготовки, приводящей к нарушению ее формы в поперечном сечении. Однако недостатком известных спо бов является то, что для созлания стягивающего усилия необходимо ис3 176пользование достаточно сложных поконструкции оправок и механическойоснастки, обеспечивающей плотный контакт между поверхностями оправки инедеформируемой части трубы. УстрОйства данной конструкции требуют переналадки механической оснастки приизменении длины заготовки.Кроме того, дпя эффективного устранения неравномерного утолщения стенок трубы в процессе обжима следовалобы приложить наибольшее осевое усилие там, где это утолщение имеет наибольшее значение, а именно на узкойчасти горловины. Однако в известныхспособах осевое усилие распределеноравномерно вдоль горловины.Целью изобретения является повышение качества деталей, расширение,технологических возможностей и упрощение используемой оснастки,Поскольку направления токов в индукторе и соленоидах выбираются противоположными (например, ток в индукторе направлен по часовой стрелке,а токи в соленоидах направлены против часовой стрелки), то направлениетока, наведенного в заготовке индуктором, совпадает с направлением тока в соленоидах. Поэтому согласнозакону Ампера возникают силы притяжения между. одинаково направленнымитоками, которые создают необходимоеосевое растягивающее усилие в заго-.товке.Для ослабления токов, наводимыхсоленоидами в заготовке, и сведенияк минимуму усилия отталкивания этихтоков от токов, наведенных в заготовке индуктором, используются кольцевые проставки, размещенные междусоленоидами и заготовкой. При этомпроставки имеют осевой разрез, ввиду чего суммарный азимутальный токв этих проставках равен нулю, т.е.отсутствует силовое воздействие состороны указанных кольцевых проставок на заготовку.Для того чтобы понизить радиальное деформирующее усилие, обусловленное соленоидами, до уровня, непревышающего предел упругости заготовки, время импульса в соленоидахвыбирается таким, что создаваемоеполе проникает через стенки заготовки. Например при отношении толщиныоболочки трубы к ее рдикгу йЯ0,05, для уменьшения радиального 1344давления магнитного ноля на заготовку по сравнению с максимальновозможным значением в 10 раз необходимо обеспечить отношение /й =5- 10, где Л = с /Р,/б - расчетнаяС гфвеличина глубины проникновения поляпри данном времени импульса. Таким образом, время импульсавыби 10 рается из соотношения 1 /брб)10(Р где б, И - проводимость имагнитная проницаемость материала заготовки (при д/К = 0,25 такое жеуменьшение давления достигается при15 Ь/й = 3).Для увеличения части энергии магнитного поля, поглощаемой проставками за счет джоулевой диссипации, иэффективного ослабления им магнитногополя и наводимых токов, проставки изготавливают из металла с относительнонизкой электропроводностью (например,из стали),Дпя создания максимальных по величине осевых усилий необходимо, чтобы максимальные значения токов в индукторе и соленоидах совпали по времени. С этой целью в индуктор подают импульс тока с определенным запаз 30 дыванием по отношению к более продолжительному импульсу тока в соленоидах.Расстояние между соленоидами ииндуктором выбирается равньм миниЗ 5 мальной величине, допустимой с точки зрения электрической изоляции между ними На фиг,1 представлена схема пред лагаемого устройства на фг.2 - временные эпюры тока в индукторе и соленоидах на фиг.3 - картина распределения осевых напряжений по длине деформируемого участка заготовки.4 На фиг,1 изображена схема устройства дпя осуществления предлагаемого способа, Индуктор 1 и соленоиды 2 соосно размещены на плите 3 и прочно закреплены на ней с помощью упоров 4.50 Внутри соленоидов соосно с ними размещены кольцевые проставки с осевыми разрезами 5. Индуктор и соленоиды служат нагрузкой не показанного на чертеже источника питания со схемой 55 управнения, позволяющего разрядитьна индуктор и соленоиды два накопительных устройства, входящих в состав источника питания. Обрабатываемая заготовка 6 продевается с одного из1761.З 4 Ь 55 концов через индуктор и два соленоида и располагается на двух поддерживающих штангах 7.Способ осуществляется следующим образом В некоторый момент времени ток в соленоидах начинает возрастать (кривая а на фиг.2). Через некоторое время инициируется импульс тока в индукторе 1 (кривая б), при чем величина времени запаздывания выбирается равной половине разности времен импульсов тока в индукторе и соленоиде, с тем, чтобы максимумы тока в индукторе и соленоидах совпадали по времени, Во время действия этого импульса в заготовке наводится ток, взаимодействие которого с током в индукторе приводит к появлению ра - диальных обжимающих усилий, а взаи модействие его с токами в соленоидах - к осевым растягивающим усилиям. На фиг.З представлена качественная картина распределения возникающего осевого растягивающего напряжения 25 по длине деформируемого участка заготовки, Поскольку усилия, действующие на части заготовки, расположенные слева и справа от середины индуктора, имеют разные направления, З 0 то максимальное усилие приходится на часть заготовки, подвергшуюся наибольней деформации. Посольку осевые усилия препятствуют утолщению, вызванному радиальным сжатием трубы, то данный эффект благоприятствует обеспечению равномерной толщины стенок изделия.И р и и е р (конкретное .выполнение). Предлагаемый способ и устройст во использовались для образования конусообразных торцов на концах трубчатых заготовок диаметром 10 см с толщиной стенок 2,5 мм, изготовленных из сплава О 1 г 5. Между соленоидами и заготовкой располагались проставки из конструкционной стали толщиной 4 мм. Одна из конденсаторных батарей источника питания разряжалась на соленоиды за время 10с, а вторая - спустя примерно 0,510с разряжа- лась на индуктор за время 10 фс. Глубина проникновения поля для материала заготовки составляла для ука-эанных времен соответственно 8,7 и 0,87 мм. Диаметр узкой части полученных конусов равнялась 6 см, неравномерность толщины конусной части иэделий не превышала 57. Неустойчивости йормы поперечного сечения иэделия в процессе деформации не наблюдалось.Предлагаемый способ и устройство позволяют без перенастройки техноло- :3)гической оснастки редуцировать трубчатые заготовки разной протяжен ности, в том числе длинномерные, и повысить качество деталей за счет обеспечения более равномерной толщи" ны стенок изделия. Формула изобретения 1. Способ формовки полых трубчатых заготовок, включающий обжимтрубчатых заготовок действием импульсного магнитного поля, создаваемого индуктором, при одновременномвоздействии осевых растягивающих усилий, прикладываемых к заготовкесимметрично относительно индуктора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения технологическихвозможностей и упрощения технологической оснастки, растягивающие усилия создают посредством притяжениямежду током, наведенным в заготовке индуктором для обжима и дополнительными кольцевыми токами соленои"дов, установленных концентрично за"готовке по обе стороны от индуктора,при этом между соленоидами и загс"товкой размещают металлические изолированные проставки в виде разрезных втулок, время действия кольцевыхтоков соленоидов выбирают достаточным для проникновения магнитного поля, наводимого ими, сквозь заготовку, а направление кольцевых токовсоленоидов создают противоположнымнаправлению тока индуктора,2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что ток в индукторевключают в момент времени., обеспечивающий одновременное достижениетоком индуктора и дополнительнымитоками максимальных значений.1761344 Фьг 5 Составитель З.Камаловедактор Н.Сильнягина Техред И.Моргентап Корректор В.Петра роизводстнецно-издательский комбинат Патент", г,Ужгород, ул. Гагарина,Заказ 3213 Тираж ВНИИПО Государственного комитета по 113035, Москва, Ж-ЗПодписноебретенкям и открытиям при ГКНТ СССаушская наб., д, 4/5