/
Текст
ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБРАЗОВАНИЕ
I. С. Ракошиц
ЭЛЕКТРО-
ИМПУЛЬСНАЯ
ШТАМПОВКА
Г. С. РАКОШИЦ
ЭЛЕНТРО-
ИМПУЛЬСНАЯ
ШТАМПОВНА
Одобрено Ученым советом
Государственного комитета СССР
по профессионально-техническому
образованию
в качестве учебного пособия
для технических училищ
МОСКВА «ВЫСШАЯ ШКОЛА» 1984
ББК 34.623
Р19
УДК 621.7.04.4
Рецензенты:
канд. техн, наук В К. Настасий (ЭНИМС),
канд. техн, наук С. М. Колесников (МВТУ им. Баумана)
Ракошиц Г. С.
Р19 Электроимпульсная штамповка: Учеб, пособие
для техн, училищ.— М.: Высш, шк., 1984.— 192 с.,
ил.— (Профтехобразование).
25 к.
Изложены Теоретические основы электроимпульсной штамповки,
опнсаиы устройство и принцип действия отечественного оборудования,
конструкция инструмента и технологические процессы электрогидравли-
ческой и магнитно-импульсной штамповки. Содержатся сведения о
других методах высокоскоростной штамповки, исходных материалах,
безопасности труда.
2704050000—456
Р-------------- 57-84
052(01)—84
ББК 34.623
6П4.2
© Издательство «Высшая школа», 1984
2
ВВЕДЕНИЕ
I IHli’H hlU' Л1нД|| I IHIJII.IIIIIM >IITy 111ПЗМ0М трудятся
nil iii \ uh i i и >ii iiih'M iii n>|iii4i,( Kii\ решений XXVI съез-
in Ml< i M.iOihuiii и inim<>|>i>i'k<и।> (1982 г.) и июньско-
iii (I'ihi । ) II и ву мин ЦК KI К < Для реализации этих
|е пи пни rm ii.iiior iii.i'iriine iimcci широкое внедрение
iiiiiiuii irMini и и ii'xiKuiui ни. Одним из прогрессивных на-
iipiiu и iiiiii lexiKunn пческо!о прогресса является приме-
iii inir высоко шергетпческпх импульсных методов обра-
Гпнкп МГ1.1ЛЛО11.
В каких отраслях промышленности, как авиастрое-
ние, судостроение, химическое машиностроение и др.,
мши не листовые детали не могут быть рационально из-
। |)||>11Л< ны обычными методами листовой штамповки,
Ч1о обьясняется сложностью формы таких деталей, вы-
шними требованиями к допускам, механическими свой-
< iii.iMii некоторых .металлов и сплавов. Традиционные
Mi |пды также не эффективны при штамповке крупнога-
Гшрп।пых листовых деталей из коррозионно-стойких и
ж ipoiipii'inbix сталей. Поэтому получили распростране-
ПИС нысокоэпергетические импульсные методы обработ-
। и металлов давлением — штамповка взрывом1 с исполь-
iiiiiaiineM энергии порохов, бризантных взрывчатых
in пнч hi, газовзрывных смесей и сжиженных газов, элек-
।pm идранлическая и магнитно-импульсная штамповка.
Особенностью импульсных методов штамповки явля-
। и и превращение с высокой скоростью одного вида
ипгргпп в другой, благодаря чему создается большая
Минник ть. Импульсные методы, каждый из которых име-
। । ною область применения, дополняют традиционные
мгнты листовой штамповки и значительно расширяют
I. НИ 1МОЖП0СТИ.
Ill । амповка взрывом применяется в основном для из-
।||||||1лен|1я деталей особо большого габарита, поскольку
Ирин пицц । во подобных деталей в штампах практически
н< пи imu/kiio пли экономически невыгодно.
Процесс элсктрогидравлической штамповки, исполь-
мый при изготовлении деталей среднего габарита,
3
не зависит от электрических характеристик материала
заготовки и поддается автоматизации и регулированию.
Наиболее рационально применение методов электро-
импульсной листовой штамповки в мелкосерийном про-
изводстве (для которого характерны большая номен-
клатура и частая сменяемость изготовляемых деталей),
что объясняется их универсальностью, простотой и низ-
кой стоимостью используемой оснастки, малогабарит-
ностью технологического оборудования.
Благодаря указанным преимуществам электроим-
пульсные методы повсеместно заменяют традиционные
статические методы листовой штамповки, а в даль-
нейшем использование этих высокоэнергетических про-
цессов значительно расширится и они будут применяться
в серийном, крупносерийном' и даже массовом производ-
стве, например в автомобильной промышленности.
Уже сегодня внедрение электрогидравлической штам-
повки в экспериментальное и инструментальное произ-
водство позволило в 5—6 раз ускорить процесс отра-
ботки новых конструкций автомобильных кузовов.
Электромагнитная штамповка, используемая при из-
готовлений мелких деталей, не требует применения во-
ды в технологическом процессе, что является преимуще-
ством по сравнению с эдектрогидравлическим способом.
Однако зависимость электромагнитного процесса от
электропроводности обрабатываемого материала не по-
зволяет получить достаточно большой мощности.
В создание и развитие высокоскоростных методов
импульсной штамповки большой вклад внесли совет-
ские ученые Р. Пихтовников (под его руководством
впервые в мировой технике были проведены исследова-
ния штамповки взрывом), Л. Юткин (он впервые
предложил использовать импульсный разряд в жидкости
для обработки материалов), П. Капица (который еще
в 1924 г. сумел создать мощное импульсное поле, ис-
пользуя в качестве источника энергии специальную ба-
тарею аккумуляторов).
Важной составной частью одиннадцатого пятилетне-
го плана являются программы научно-технического про-
гресса, связанные с созданием и внедрением в произ-
водство принципиально новых видов техники, в число
которых входят высокоэффективные установки для
электроимпульсной штамповки.
ГЛАВА I
ЛИСТОВАЯ ШТАМПОВКА МЕТАЛЛОВ
>i 1. Сущность процесса и область применения
Ли» юная штамповка — один из наиболее прогрессив-
। ых высокопроизводительных и малотрудоемких видов
• ><>pn6oiкН металлов давлением, основанной на пласти-
। юн) деформации металла (без снятия стружки) при
п<> 1 и (н ।пни механических усилий. Это определение не
I н н|»« ip.iioicicH па разделительные операции, при ко-
i'i|>i.i пн I воздействием напряжений сдвига металл за-
IHIOIIIJ1 ра |рушается по всему сечению. Деформацией
и । ibiii.ic । гм изменение формы и размеров заготовки от-
|ц ни н.по исходных формы и размеров.
Н\ |гм листовой штамповки, обеспечивающей высо-
। ш ирон июни । слышен» и качество обработки, изготов-
>||П| п< ылп .пномобнлсн (60—75 °/о), тракторов (35—
HI i) приборов (70 75 %). Этот метод широко при-
чин и и и • iMojiciix троении, а также в производстве
'1' ipoii iiiiipohoio moреб,пения.
'Ini iiio tn hi i и м tn ши ,i. основанная па использовании
> i 11ч11<it > и пор i0 11 i.iiutcMhix .материалов и их упроч-
н >'* > и*'Инин । in'iiioi и, и стабильность размеров
о i>ii*i* iin'Mi.1 hi.hhiI, чп> является основным услови-
14 и1 и । iiiMu ымгпягмос।и При ном достигаются до-
iiii'iii.hi причине।в в минимальная масса деталей, бла-
io iupii чему снижается масса отдельных конструкций и
. (>1>роч||.,|\ сппннц (узлов) машин. Указанные достоин-
> >тш a ыкжс шлокпй коэффициент использования ме-
। । hi п 1услош1лн широкое применение листовой штам-
ц| hi в к.in и массовом, так и в мелкосерийном произ-
ii'ii inc Дальнейшее развитие листовой штамповки свя-
|‘|ц> < непрерывным ростом производства изделий во
•ниц в >нраслях промышленности, расширением номен-
|ц\ры и иотопляемых деталей, а также со специали-
HIIII й ирон шодстна.
При ЛПС10П0П штамповке заготовка поочередно под-
|" |п <с|гя различным операциям, различающимся по
। । iri'H нпю п характеру деформирования. Основными
>1 пн пин laioix операций являются разделительные, при
.... материал заготовки доводится до разрушения,
в формоизменяющие, при которых изменяются форма и
р ымгры I'll OIOBKII.
5
Технологическим процессом штамповки называется
совокупность действий, непосредственно ' связанных
с изменением формы и размеров исходного материала,
его свойств и состояния, а также с транспортированием и
контролем' этого материала от момента его поступления
в обработку до получения штампованной заготовки или
детали. >
Технологическая операция — часть технологического
процесса штамповки, охватывающая все последователь-
ные операции над данной заготовкой, осуществляемые
за одну установку в одном штампе, прессе или автома-
тической линии.
Переход — часть операции, при которой заготовка,
инструмент и обрабатываемый участок заготовки оста-
ются постоянными.
Позиция — фиксированное положение обрабатывае-
мой заготовки относительно неподвижной части инстру-
мента при выполнении операции или перехода.
Заготовка — полученный из исходного материала по-
луфабрикат, предназначенный для последующей обра-
ботки листовой штамповкой.
Штампованная заготовка — полученный в результа-
те технологического процесса штамповки полуфабрикат,
предназначенный для последующей обработки другими
методами,-
Штампованная деталь — фабрикат, не подвергаю-
гцийся дальнейшей обработке.
Заготовка' обрабатывается с помощью инструмента —
штампа, главными рабочими частями которого являют-
ся пуансон, охватываемый заготовкой, и матрица, охва-
тывающая штампуемую поверхность.
Характер технологического процесса, а также связан-
ные с ним типаж применяемого оборудования и конст-
рукции штампов зависят от объема производства дета-
лей. При небольшом объеме производства используются
следующие виды листовой штамповки: по элементам;
с применением жесткой и эластичной оснастки; импульс-
ную.
§ 2. Исходные материалы
Материал для изготовления штампованной детали
выбирается в зависимости от ее назначения, требуемой
точности, напряжений (испытываемых деталью при экс-
6
i । .iiitiii и и и>i11>n.п-111111), условий работы (темпера-
. । in ' iiik , ( pi in и др ) Важное значение для выбо-
ра « pniifl iiMiioi i.hokc физические и химические
। mi мин риз it ini in и )лскгропроводность, маг-
(inilliMi llpulllllllli Mill III, iKIlplil IDHKOl Tl>, плотность и т. д.
। н| HIII4IIIH и.ними япляинся материалы, сохра-
iuiiie < iii.iiiiiii< и । и iya।анионные характеристики
ii'i.iiii' । uni панно нргмгпп Однако при этом1 сле-
. । ihii.ii ин и < iiiiiMiii ii. мин риала, коюрая зависит
, I l|i| II 1111'11 Прок ни (холодный или горячий) и
I, pi ,• । ( uni пн ни и, 'и iii.i, рулон). Оптимальным
яинк iipiiMi и»пт i i iii i ip i ni.ix профилей и марок
Mtttpi iii । .Hi) i.h iiii'iii ie.)ii,no дешевле специаль-
на*
I । Hinn i pi in>n,iиii , предьявляемое к материалам
i<. in. iihiiiU iniBMiiunhii, малое сопротивление холод-
..... . i> ipnpMiipiiiHiiiiiiii ii высокая способность к дефор-
п uiiin н. । p । ipbina ,
Illi । in мт ii., i e способность листового металла
и., ii" pi in п и io инн! iniлмнопке при условии получе-
ii" । ii.>iii.ii Hiiiirli, i.huh in nr следующих факторов:
u« iiui'i in mulirin, химического состава; структуры
н pi...p i < pi и ii.iiip.iii ii iiioi подокон; степени упроч-
H*<i*i . л ркнен । ной iifip.iTiiHпн и K.iHccina поверхности
IN '
II. iiii.imii мпH pii.i i.imii для iiHioiioii штамповки
i пн,,. । । ii., Mr ii, ii it । планы, илю,мнпин н его дефор-
। р мн. । и П1ПЫ, никель и си» сплавы, свинец и др.
lb. нынче кому спсгаиу стали подразделяются на
ни и poiih |ые, yi |ерод||стыс, углеродистые качест-
н,ц|1Ы н т.п ококачес гпепные, коррозионно-стойкие и
। । • ина II.ЦЫ'
II инпшн ipoeiiiin широко применяют углероди-
I I, и in 1НН11ПО шикоуглеродистые стали марок 08кп,
10 ПИ н, ‘‘О, как более дешевые и обладающие доста-
IIHIII,. ирпшеп ш гамиуемостыо. В самолетостроении
in hi них марок применяют в случаях, когда изготов-
|,|. "ы. и la hi подвергаются значительной пластиче-
.... и фирмашш. 11нзкоуглеродистые стали марок
1'»1 Л и I *1 2Л применяются для изготовления загото-
шрпыч jieiaacii. Из высокопрочных легированных
Mani) "AMA, ЗОХМА, 25ХГСА, ЗОХГСА, ЗОХГСНА
н ipyiiis и НО1ОВЛЯЮГ ответственные детали, причем хо-
i.iiiiin IHI IMIIOHKC эти стали подвергаются только
1
в отожженном состоянии. В особо сложных случаях
штамповки применяют нагрев заготовок или межопсра
ционный отжиг.
Нагрев предотвращает образование трещин, а при
штамповке деталей из толстого листа позволяет сни
зить усилия штамповки и повысить точность обработки
Жаропрочные хромоникелевые стали 1Х18Н9Т,
1Х18Н10Т, Х18Н9Т и другие характеризуются высокой
прочностью и пластичностью.
Для изготовления деталей, эксплуатирующихся при
температуре, превышающей 700 °C, применяются специ-
альные стали CH-2, CH-3, CH-4, ВНС2, ВНС5 и др.
которые штампуются или с предварительным нагревом,
или высокоэПсргстичсскими импульсными методами.
Алюминий и его деформируемые сплавы наиболее
широко используются в промышленности благодаря оп-
тимальному сочетанию физических и механических
свойств: малая плотность; сравнительно высокая проч-
ность; высокие электро- и теплопроводность и коррози-
онная стойкость; немагнитность и невоспламеняемость;
хорошая штампуемость. Это позволяет получать из алю-
миния детали сложной конфигурации.
Для изготовления деталей, работающих при темпера-
туре не выше 200—250 °C, применяются сплавы Д16,
АМц, АМгб, В95, ВА-2, ВАЛ-5, АБМ1, АК4-1, а также
сплавы САП-1, САП-3, спекаемые из порошков, содер-
жащих 6—9 % А12О3, и поставляемые в виде листов или
прессованных заготовок.
Магниевые сплавы (из которых наиболее часто при-
меняется сплав МА8) обладают малой плотностью, вы-
сокой прочностью, низкой коррозионной стойкостью и
перед штамповкой .требуют нагрева до температуры
240—270 °C.
Де'тали из титана и титановых сплавов ВТ1, ВТЗ-1,
ВТ6-С, ВТ8, ВТ-9, ВТ10, ВТ14, ВТ15, ВТ16, ОТ4 штам-
пуются с предварительным нагревом до температуры
350—500 °C, а иногда до 700 °C. При нагреве в обычной
атмосфере до температуры свыше 400 °C эти сплавы
становятся хрупкими, поэтому их необходимо нагревать
в вакууме или в среде нейтральных газов. При исполь-
зовании импульсных методов титановые сплавы можно
штамповать без нагрева.
'i 1. Основные технологические операции
I. «и . нипчеекнй процесс листовой штамповки вклю-
•» в < он iii.i'iiiic.'ii.пос число разнообразных опера-
н<.и iiipiji* по характеру деформации делятся на раз-
г к. 11 п.111.1> и формоизменяющие. Большинство листо-
Mi им и и in । линуется с применением разделительных
ini ,(hii । с iiyieM отделения одной части материала
I Д|. | Н по ымкпуюму пли незамкнутому контуру.
I । ' ши п,ним операциям относятся отрезка, вы-
р. । iipni'iiiih,!, обрезка и др.
О|||пни полное отделение одной части заготовки
«о л по ш шмкнутому контуру. Применяется
I >и ш>Н1ОЦ11 и '11,11.1)1 операция для получения полос или
о . iii 1П< iniioiо металла для последующей штам-
SWBDil
11|П1 1н.1|ц()|и ц пробнике происходит полное отделе-
t>H HI" pill 1| По iiimkiiv юму контуру, причем при вы-
М* iii. oii'Miiii 'iihii. м.нернала является деталью
ЦЙ Iflin........al । in ini' 'iei|\uulu ii обработки, а при npo-
. ui.,«« ."4 Нырубну и'in пробнику осуществляют в
ЦВф, I.... I . II IHIKM liyillli <111,1 II м.ирпцы iiponcxo-
<•*>>" »• 1'* "i
iip " с» •• hi ip , fiiui iipixiiiiinii показаны на
I I П .............и i । । ши / I,и onHiK.i под действием
<>' 'l i no npni iu> к и h, i (.нем ii стадии II (у ca-
wl 'i'" " ion । ру л< и । а) npoiii ходи । пластическое смя-
fM« .<•)« . 4)111111011 При 1ИЛЫ1СН-
«>. . ....... iihii yi и inn pa iniiiiaercH
Н1Й> । " ( ' i" i> <|«|рм линя, и результа-
• *a>l"p.iu Mi in i i iniaiiaiiiiaeicH в от-
BMihi 'in।piini-i 11 конце стадии II
ii oip" ........ кромок пуансона дости-
|m ii . iiM.i iiaioii нелпчнпы, которая
«.. •и . in .и । iniiioiiiiijieiiiiio металла
о II hi uni III образуются скалы-
||^ <11111 lit ipi niiiiii.i, которые, быстро
......... цы ii.iii.iiot отделение выру-
*4< и 1 н in hi При дальнейшем дви-
п\Hilton про|алкпвает выруб-
я»"".....1.1 и. через рабочее отвер-
I III ' ' 4 plllll.l
11 I.IB пырубкн пробивки Р =
► । к А' 1,25-=-1,3—- коэффи-
Рис. 1.1. Стадии
процесса вырубки-
пробивки
9
Рис. 1.3. Схема процесса вытяжки:
Р — усилие вытяжки; Рпр — усилие прижима
циент, учитывающий неравномерность толщины и меха-
нических характеристик материала; L — периметр среза;
s — толщина листа; oCp=>(0,5-j-0,8)oB — предел прочное
ти материала при срезе; ов — предел прочности (времен-
ное сопротивление материала).
Гибка — одна из наиболее распространенных формо-
изменяющих операций, с помощью которой из заготов
ки (полученной из листа, трубы, проволоки, прутка и
др.) получают разнообразные детали. Гибка осущест-
вляется путем поворота одной части заготовки относи-
тельно другой вокруг так называемой линии гиба. При
этом обеспечивается заданное расположение частей за-
готовки в двух плоскостях и более под определенными
углами и с закруглениями по дуге окружности или дру-
гой кривой. При гибке в материале возникают упругие
10
и
в)
полученные при
6)
Гн I . Схема процесса отбортовки (а)
этом детали (б)
Рнс. 1.4. Детали прямоугольной
(а) и цилиндрической (б и в)
формы, получаемые рельефной
формовкой:
1 — заготовка; 2 — деталь
по знаку (плюс и
Пл " । п'к гкнс деформации, разные
; I и । различных сторонах изгибаемой заготовки.
II iinie н1бки материал упрочняется, причем тем
пп чем дальше от нейтрального слоя расположены
। ч.1 1пбкн показаны на рис. 1.2. При наиболее
!•< [ч । ищи! свободной гибке (рис. 1.2, а) заготовка
nipyri с инструментом только в трех точках, не
। ' । к поверхности пуансона и матрицы. Требуе-
toiin мhi пппба обеспечивается регулированием' хода
И.....Hi 1.поговка при свободной гибке значительно
шумlinn। При одноугловой гибке с правкой детали
k h mi* ко hi (рис. 1.2,6) обеспечивается большая точ-
Ь| I. 1 пум лопая гибка с прижимом металла показана
гибки
И де-
|И1 I и Размер исходной заготовки для
1« исходя из равенства длин заготовки
н in'll । |i<ijii.iioii (средней) линии,
Hi ин nt ни операция, посредством которой из
I inioioiihii получают полое изделие. Вытяжкой
плос-
явля-
11
стся и последующее формоизменение полого изделия,
при котором увеличивается его высота путем уменьшения
диаметра. Схема процесса вытяжки приведена на
рис. 1.3. Под действием пуансона 1 плоская (рис. 1.3, а)
или полая (рис. 1.3,6) заготовка диаметром D протал-
кивается через отверстие в матрице 2 и принимает форму
цилиндрического стакана (рис. 1.3, в).
Величиной, количественно определяющей деформа-
цию металла при вытяжке, является степень вытяжки
/г„ = D/d, где D и d — диаметр исходной заготовки и де-
тали соответственно. На практике используют более
удобный для .расчетов коэффициент вытяжки т — d/D.
Поскольку вытяжку производят, как правило, за не-
сколько этапов, значения d и D, а следовательно, и ко-
эффициента т соответственно изменяются на каждом
Этапе. Чем меньше т, тем большей деформации под-
вергается исходная заготовка. Изделия из тонкого лис-
та вытягивают в холодном состоянии, а из листа толщи-
ной более 10 мм или из малопластичного материала —
в нагретом состоянии.
С помощью рельефной формовки в листовых деталях
путем местного растяжения и утонения материала по-
лучают выпуклости, углубления, рифты, ребра жестко-
сти и рельефы под контактную сварку (рис. 1.4) на плос-
ких, криволинейных и наклонных поверхностях заготов-
ки. Рельефную штамповку производят в профиловочных
штампах и зигмашинах.
Отбортовка (рис. 1.5)—изменение формы краевых
поверхностей заготовки, в результате чего по наруж-
ному или внутреннему контуру детали образуются кром-
ки (борта) цилиндрической или другой формы, высота
которых //^(84-10) s, где s — толщина листа.
При отбортовке в отличие от гибки металл растяги-
вается в осевом, радиальном и тангенциальном направ-
лениях.
Отбортовка .применяется для сокращения числа опе-
раций (например, взамен вытяжки с отрезкой дна), для
обеспечения параллельности торца и дна вытянутой де-
тали, для образования у трубчатой детали фланца и
придания ему жесткости (для создания выступов под
резьбу). Кроме того, с помощью отбортовки производят
соединение деталей.
В мелкосерийном производстве отбортовку осущест-
вляют на оправках ручным молотком,, на зигмашинах,
12
Рис. 1.6 Схема процесса об-
жима (а) и полученные прн
этом детали (б)
Рис. 1.7. Схема процесса
раздачи (а) и полученные
при этом детали (б)-.
Р — усилие раздачи; d и dp —
диаметр заготовки до и после
раздачи соответственно
давильных станках, дисковых ножницах (при установке
соответствующих роликов), на универсальных отборто-
вочных и осадочно-растяжных станках, а в крупносерий-
ном и массовом производстве — с помощью штампов.
Отбортовка сопровождается растяжением материала,
в результате которого происходит его утонение на краях
борта, зависящее от свойств и толщины материала, угла
и высоты И отбортовки.
Обжим — уменьшение поперечного сечения полых за-
готовок, с помощью которого сужают диаметр заготов-
ки (получая на конце детали меньший- диаметр и кони-
ческую переходную часть)' и выполняют плоское или
сферическое дно у полых заготовок. Путем обжима из-
1ОЮВЛЯЮТ детали ступенчатой или фасонной формы из
полов цилиндрической заготовки или трубы. При обжи-
ме усилие прикладывается к торцу заготовки, установ-
ленной в матрице (рис. 1.6).
Обжим, при котором псобжимаемая часть заготовки
in ограничивается матрицей, называется свободным.
Предельные деформации при свободном обжиме опреде-
ляются в основном" началом местной потери устойчиво-
<|ц — складкообразованием. В зависимости от отноше-
ния s/D (см. рис. 1.6, а) и степени деформации потеря
у< и>йчпвости может произойти в осевом или тангенцй-
.11).ком направлении.
13
Ди n/HiOtcu
— ’’’’^Поверхность
должна быть
плоской
fluent: правки
Рис.
Правка
1.8.
Раздача — местное или
общее увеличение диамет-
ральных размеров полой за-
готовки, в результате чего
получают ступенчатые и фа-
сонные детали (раструбы,
воронки, переходники, ку-
хонную посуду и т. д.) из
предварительно вытянутой
трубной или сварной заго
гонки (рис. 1.7). Изготовление с помощью раздачи дета-
лей из сварной заготовки взамен многопозиционной вы-
1яжки значительно сокращает технологический цикл и
расход металла. Раздача производится с помощью жест-
кого или разжимного пуансона с применением эластич-
ной среды (резины, полиуретана, жидкости), а также на
.шгмашинах. Наиболее широко применяется раздача
концов труб при изготовлении ниппельных соединений
гидропроводов.
Допустимое увеличение диаметра за одну операцию
при раздаче жестким пуансоном ограничивается пре-
дельной степенью деформации, при которой начинается
местное утонение, а затем — разрушение. Други,м1 огра-
ничением увеличения диаметра является потеря устойчи-
вости недеформированной части заготовки.
Правка — отделочная операция, посредством кото-
рой устраняют искривления деталей, возникшие после
вырубки, обрезки, гибки и других операций, и придают
детали требуемую чертежом конфигурацию (рис. 1.8).
С помощью правки исправляют дефекты детали, связан-
ные с несовершенством технологического процесса, пло-
хим состоянием штампов и др.
Причинами, вызывающими необходимость правки де-
талей, являются следующие: повышенная жесткость ис-
ходного материала; искривление заготовки; нетехноло-
гичность изделия (недостаточная жесткость, завышен-
ная точность изготовления, сложность конфигурации);
резка заготовок и вырубка деталей притупленными но-
жами; неправильная последовательность операций штам-
повки при изготовлении сложных деталей; неудачная
конструкция штампов; коробление деталей при терми-
ческой обработке. При правке листовых деталей имеют
место все виды деформаций — сжатие, растяжение, из-
гиб и кручение.
14
Рис. 1.9. Гильотинные ножницы:
I 1>1||>|>11»и НЛИтп; 2 —иижиий нож; 3 — верхний нож; 4 — упоры; 5 — при-
о _ рами, 7 —буфер; 8 — ползун; 9 — прижим; 10 — стол; 11 — станина;
12 — механизм включения
§ 4. Оборудование и инструмент
В ыгогопптсльно-штамповочном производстве примё-
iitiricH разнообразное оборудование, предназначенное
пни различных видов заготовительных и листоштампо-
ППЧ1П.1Х работ.
111.111.()ти|1ные ножницы разнообразны по конструк-
111111П*му оформлению и размерам. Основными характе-
ра HIIGIMII гильотинных ножниц являются длина реза,
н(|11()111|1.111.1я толщина разрезаемого материала при за-
/|<|||цых пределе его прочности и числе ходов ножа
и минуiy. Основные сборочные единицы ножниц с на-
15
Рис. 1.10. Двухдисковые ножницы:
а — схема резания с осями ножей (дисков), параллельными плоскости заго-
товки; б — то же, с наклонным нижним ножом; в — то же, с двумя наклон-
ными ножами; г'—общий вид ножниц; D — диаметр диска; S — толщина
листа; Z — зазор между ножами.
клонными ножами показаны на рис. 1.9. На рабочей
поверхности стола выполнены пазы для крепления боко-
вых упоров и различных вспомогательных приспособле-
ний. К столу крепят нижний нож, режущая кромка ко-
торого устанавливается на уровне плоскости стола. Воз-
вратно-поступательное движение ножевой балки, к ко-
торой крепится верхний нож, осуществляется кривошип-
но-шатунным механизмом.
Двухдисковые ножницы (рис. 1.10) оснащены ножа-
ми-дисками, при вращении которых разрезается нахо-
дящийся между ними материал. На этих" ножницах вы-
16
Рис. 1.11. Вибрационные ножницы:
а — общий вид; О~— схема резания
|и шип п пк'мн- i.шпонки с криволинейным контуром
II III lifi|ir liilni llll 'HJC Д1Ч .1Л11 после ВЫТЯЖКИ.
lit < iiiipiiiioli iKrci кип eiaiiiinc 2 (рис. 1.10, г) смон-
1111><и।<111 ii к11иiи1111iioyt. I, сообщающий вращение но-
им I и <7 11 iMciiriniii in Kip.i (горизонтального и верти-
i .гн.uniii) между ножами осуществляются перемещением
। о iiiiihii верхнего ножа и двух направлениях рукоят-
1Ч1П / и шипом 5.
Для возможности перемещения головки 6 верхний
нож / приводится во вращение карданным' валом 8.
Вибрационные ножницы (рис. 1.11) имеют С-образ-
нУ1п форму станины. Большое расстояние (вылет) от но-
। ей до сгонки станины позволяет вырезать отверстия
и |.рунногабаритпых деталях. В верхней части станины
ни ходи гея вал 3, приводимый во вращение от электро-
шппиеля 4. Па валу 3 смонтирован эксцентрик, сооб-
III.нищий ползуну 2 и укрепленному на нем верхнему ho-
ч. у по inpariio-поступатсльное движение со скоростью
о ’ДНИ) ходов в минуту. Нижний нож укреплен испод-
ни кип на головке 1. Ножницы предназначены для выре-
। mini по наружному и внутреннему контурам заготовок
и /К1.1ЛСЙ (из листа толщиной до 6 мм) криволинейной
формы
17
ll;i поверхности среза, получаемого на вибрационных
ножницах, остаются заусенцы и зарубины, удаляемые
h'l'IIICIKOH.
Прессы для листовой штамповки в зависимости от
привода ползуна подразделяются на кривошипные, вин-
гоные, гидравлические, пневматические и ручные.
Кривошипные прессы бывают простого и двойного
действия, чеканочные, многопозиционные и т. д. Прес-
сы простого действия имеют один ползун и применяются
для вырубки, гибки, формовки, неглубокой вытяжки и
других операций. Прессы двойного действия имеют два
ползуна —- наружный (для зажима заготовки) и внут-
ренний (для вытяжки).
Прессы могут оснащаться специальными устройства-
ми •— пневматическими или гидропневматическими по-
душками (для зажима заготовки при вытяжке и вытал-
кивания отштампованной детали из нижней части
штампа), жесткими выталкивателями в ползуне (для
удаления детали из верхней части штампа) и т. д.
Гидравлические прессы отличаются друг от друга си-
стемой гидропривода, схемой питания цилиндров рабо-
чей жидкостью и управлением этим питанием, числом
и назначением рабочих цилиндров, типом станины и ос-
нащенностью специальными устройствами. Важнейшие
параметры прессов — номинальное усилие, ход ползуна,
число ходов ползуна в минуту, расстояние между сто-
лом и ползуном при крайнем нижнем положении ползу-
на, величина регулирования положения ползуна, габа-
рит плиты стола и ползуна.
Оборудование и инструмент для производства опре-
деленной детали выбираются в зависимости от объема
производства (главный фактор), формы и габарита де-
тали, необходимого рабочего.усилия.
В механических прессах номинальное рабочее уси-
лие должно соответствовать моменту, когда ползун на-
ходится на определенном' расстоянии от своего крайнего
нижнего положения. Это расстояние зависит от кон-
струкции пресса и определяется в линейных (для пол-
зуна) или в угловых (для кривошипа) величинах. Важ-
нейшей технической характеристикой гидравлического
пресса является номинальное усилие, которое должно
превышать максимальное усилие штамповки.
При горячей листовой штамповке важнейшим факто-
ром является скорость охлаждения заготовки и поэтому
18
быстродействие пресса должно быть достаточным для
того, чтобы материал, нагретый до температуры штам-
повки, не успел остыть в процессе обработки.
Габарит пресса определяется его номинальным уси-
лием или дополнительным' параметром, предусмотрен-
ным технической характеристикой для более точного
определения габарита пресса.
Номинальное усилие пресса —- макси-
мальная расчетная нагрузка на ползуне, допустимая
при определенном положении кривошипа (эксцентрика)
до момента окончания рабочего хода. Рабочий
ход — расстояние ползуна от своего крайнего нижнего
положения, в пределах которого достигается номиналь-
ное усилие пресса. Интенсивность работы
и р е с с а — максимальная работа по деформированию
ин отопки при полном использовании энергии маховика.
I’а се го ян не между столом и ползуном —
ио расстояние между рабочими поверхностями стола
и ползуна р его кранном нижнем положении. Ход пол-
туна расстояние между его крайним верхним и
крайним нижним положениями. Число ходов пол-
। у н а равно числу непрерывно повторяемых в течение
<ии\ । ы х<п|оц пол iyria
Um ipyMriiioM дли листовой штамповки являются
HllllMlll.l KiHICI рукпин которых Ы1Н1СПГ В ОСНОВНОМ' от
। ii lyiiHHiix фак троп формы, габарита п требуемой
Иннин in onp.iooihii дшалп; iсхнологнческого процесса;
Пида (лис!, полоса) п юлншнм исходного материала;
обьсма произволета. Конструкции штампов и их дета-
лгй многообразны пуансоны и матрицы могут быть
иг'ii.iii.imii и составными; съемники — подвижными и не-
поаиижными и т. д.
IHiaMii для вырубки показан па рис. 1.12. Заготов-
ку (в пиле полосы) размещают на матрице 4 и продвига-
но до упора. Затем за каждый ход пресса вырубают де-
। । in 6, которые через окно в матрице 4 и нижней плите 5
понадают па стол пресса и удаляются через паз, выпол-
ненный в плите 5. Для удаления полосы с пуансона слу-
ги । неподвижный съемник 2. Верхняя часть 3 штампа
и» рсмещастся относительно нижней по направляющим
колонкам 1-
Гибку деталей в большинстве случаев ведут с прав-
кой детали в конце хода пресса, что сопряжено с дина-
мическими нагрузками. Поэтому у гибочных штампов
19
fz-l—j 1
Рис. 1.13. Штамп для одноугловой гибки
Рис. 1.14. Штамп для вытяжки
них имя ii.Miii.i должна быть прочной и жесткой. Штамп
он оиноуглиной гибки показан на рис. 1.13. Точность
р । ан рои и ни nyioii детали обеспечивается тем, что за-
питку у 1 । । ii.iH.iioi it фиксатор 3 и па матрицу 4 по
. • пр м II прлиггсс гибки {.тготопка зажата между
1 . .... / и шин о.кой 6, приводимой от пневматиче-
......цф'РН ЧерГ! П1.1111ЛКИ11ЛГСЛ11 .5.
Illi IMIH.I mi цы।iizKkii на прессе простого действия
1.п inn Гн । прижима агогонки (рис. 1.14, а) и с при-
жимом <л|ого|1ки (рис. 1.14,о). Прижим заготовки и
। ы м О1П11Л.МНОПЛ11110Й детали с пуансона осуществляет-
(Н буферным устройством пресса или штампа. Заготов-
। । прижим.и г* и кольцом 6 (см. рис. 1.14,6). Усилие
ври Кима nt буфера пресса передается на кольцо че-
р> 1 шпильку 5. При обратном ходе ползуна пресса коль-
цо а служит I ьемником детали с пуансона 4. Если де-
I I и не выходит из матрицы 1, то ее удаляют выталки-
। in 1см 2, который взаимодействует с выталкивающим
ipuiieiiioM пресса через шпильку 3.
§ 5. Высокоскоростные методы штамповки
Одним из методов высокоскоростной штамповки яв-
ив и и пиамповка взрывом, характеризуемая высоким
шил шем, прилагаемым к заготовке в течение тысяч-
21
пых долей секунды. Штамповка взрывом применяется
для вытяжки, отбортовки, раздачи и обжима труб, фор-
мовки рсбер жесткости, калибровки, правки, вырубки и
других операций.
При взрывной штамповке заряд размещается либо
на поверхности заготовки (при этом взрывная волна не-
посредственно воздействует на заготовку), либо на не-
котором расстоянии от поверхности заготовки (в этом
случае энергия взрыва передается через промежуточ-
ную среду — газ, жидкость, песок и т. д.).
Основными достоинствами взрывной штамповки яв-
ляются низкая стоимость оснастки и небольшие капи-
тальные затраты, сокращение числа технологических
переходов, высокая точность обработки детали, возмож-
ность изготовления деталей сложной формы из трудно-
деформируемых и хрупких сплавов. К недостаткам это-
го метода относятся неэкономичность штамповки дета-
лей при большом объеме производства, трудность
управления процессом, опасность и неудобство работы
со взрывчатым веществом. Поэтому штампов'ка взры-
вом применяется только при изготовлении опытных или
единичных образцов, а также в тех случаях, когда нель-
зя применить штамповку на
чения тонкостенных деталей
Рис. 1.15. Схема штамповки
взрывом:
1 — бассейн; 2 — матрица; 3 — заготов-
ка; 4 — прижимное кольцо; 5 — взрыв-
ной заряд; 6 — промежуточная среда
прессе, например для полу-
(особенно деталей большо-
го габарита).
Схема штамповки
взрывом показана на
рис. 1.15. Заготовка по
этой схеме деформи-
руется ударной вол-
ной полусферического
фронта. Заготовку 3
укладывают на матри-
цу 2 и прижимают к
зеркалу матрицы при-
жимом 4, чтобы умень-
шить возможность
складкообразования.
Пространство, заклю-
ченное между матри-
цей 2 и заготовкой 3,
должно быть разрежен-
ным, поэтому воздух из
матриц выкачивается
22
вакуум-насосом. Над заготовкой 3 помещают заряд
и (рынчатых веществ (ВВ) 5 и установку заливают водой
и бассейне 1.
При взрыве заряда образуются газы. Возникший га-
ишый шар под высоким давлением возбуждает в воде
ударную волну, давление которой через слой воды пе-
редастся на поверхность заготовки. Часть энергии удар-
ной полны расходуется на ускорение заготовки, часть —
и.। пластическую деформацию. Масса заряда определя-
1-1 ся с учетом расстояния до заготовки, вида ВВ, диа-
мора п толщины заготовки, ее материала, а также глу-
бины штамповки заготовки.
Расширение выделившихся при взрыве газов тормо-
шlea инерционными силами частиц воды. При этом
। mil воды, окружающий газовый шар, получает им-
нульс. возбуждающий первичную ударную волну, во
|||р|>шс Koiopoii существует очень высокое давление.
II ударную волну переходит до 40 % энергии взрыва.
I о им обра <ом, inepi ня сконцентрирована в тонком слое
ио ни 1>о||.1и.1я часп. iiicpriiii взрыва остается в газовом
и цн , । шорый niioiii. расширяется (но не менее интен-
<11>11||>| HOI ir fin 11П1КНОНГ11НЯ первичной ударной волны.
Пр и о и н i n кс, -по la.ioiiuii шар пульсирует,
। । । и 1лшн и р.п шприск я Ilpu его повторных рас-
||>пр> тин пи min и< i и inpii'iiiaH ударная полна, однако
Мин ни I) iiirpi in и В копие процесса газы поднимают-
н । ihmi р hoi । и поды
ГЛАВА II
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
ЭЛ1КТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ШТАМПОВКИ
$ 6. Высоковольтный разряд в жидкости
Пргобр.11ованне электрической энергии в мехапиче-
г1 io в жидкой среде, совершаемое без промежуточных
Hinn.in, пи 1ыпаегся электрогидравлическим
Ф ф с к । о м (ЭГЭ), а устройства и процессы с исполь-
•i.hiiiiih m >ГЭ — э л е к т р о г и д р а в л и ч е с ки м и.
'I » о< нон.in па механическом действии расширяющего-
> и I ПН.1Л.1 и весьма кратковременного высоковольтного
|<мн\ ii.iiioio разряда на окружающую жидкую среду,
> |" i.iioinyio эчо действие на обрабатываемое изделие.
•I > сопок г в том, что при осуществлении внутри
‘'О»<| Ми жидкости, находящейся в сосуде, высоковольт-
23
ною импульсного разряда в зоне его действия возника-
|<>г импульсные сверхвысокие гидравлические давления.
Э1П давления проявляются в механических перемещени-
ях жидкости, сопровождающихся разрушением неме
iаллических и пластическими деформациями ’ металли-
ческих объектов, помещенных вблизи зоны разряда.
Физическая сущность ЭГЭ заключается в том, что
практически несжимаемая жидкость с огромной скоро-
стыо раздвигается во все стороны от линии разряда,
создавая полость кавитации и первый — основной гид-
равлический удар. Затем полость смыкается, создавая
второй — кавитационный удар. На этом цикл заканчи-
вается, повторяясь с частотой чередования импульсов.
На процесс возникновения высоковольтного разряда
существенное влияние оказывает проводимость жидко-
сти. Средой, в которой осуществляются пробой проме-
жутка и образование канала разряда в электрогидрав-
лических устройствах, обычно является техническая или
водопроводная вода. Удельная электрическая проводи-
мость водопроводной воды около 106 См/м (сименс на
метр). В тех случаях, когда электрическая проводимость
водопроводной воды слишком высока, применяют ди-
стиллированную или деионизированную воду.
Однако неоднократное использование одной и той
же воды для нескольких разрядов приводит к пониже-
нию ее формующей способности. Обычно воду из камер
сливают и заменяют после нескольких разрядов, осо-
бенно если камеры невелики по объему. Чем больше объ-
ем камеры, тем больше допускается разрядов без заме-
ны воды.При использовании дистиллированной воды,
которая характеризуется высоким удельным электричес-
ким сопротивлением (8X106 Ом/см), при прочих рав-
ных условиях -происходит наименьшая деформация. При
передающей среды масла с
небольшой плотностью де-
формация имеет наиболь-
шую величину.
Принципиальная схема
установки для осуществле-
ния высоковольтных разря-
дов в жидкости показана на
рис. 2.1. Установка вклю-
чает в себя: источник 1 пи-
тания; трансформатор 2 с
в качестве
Рис. 2.1. Принципиальная
схема установки для осуще-
ствления высоковольтного
разряда в жидкости
24
ныпрямительными устройствами; конденсаторную бата-
рею 3, являющуюся накопителем энергии; шаровой раз-
рядник 4\ рабочие электроды 5; технологический
блок 6. . __
Необходимым условием правильного хода процесса
является строго определенная полярность электродов:
острый электрод — положительный (+), плоский — от-
рицательный (—). При изменении полярности разряд
не сопровождается электрогидравлическим эффектом.
1 (оложительный электрод заостряют для создания наи-
большей напряженности поля. При длительной работе
адектрод изнашивается и его заостренная часть приоб-
ретает форму полусферы.
При пуске установки происходит _ зарядка конденса-
торной батареи. Провода от конденсатора через шаро-
вой разрядник присоединяются к двум электродам, по-
। ружейным в воду. При подаче высокого напряжения
на разрядный промежуток в виде двух электродов про-
исходит пробой промежутка. В результате пробоя меж-
).иектродного промежутка в жидкости образуется токо-
проводящий канал разряда, частично заполненный
ионизированным газом. Появление канала начинается
с образования нескольких или целой серии растущих
лидеров. Лидер — это ионизированный ярко светящийся
канал диаметром 0,1—2 ,мм. Лидерная стадия развития
разряда возникает после того, как плотность тока до-
ел нгпет величины, достаточной для повышения темпера-
>уры в канале до нескольких тысяч градусов. Лидеры
образуют потоки электронных лавин, срывающихся с от-
рицательного электрода, выполненного в виде плоскости,
и устремляющихся к положительному электроду в виде
<>< । рия.
Если концы обоих электродов заострены, то лидеры
p.i питаются одновременно с обоих электродов. Для
осуществления пробоя воды прилагаемое к электродам
напряжение должно достигнуть нескольких десятков
। июнодьт. Когда один или несколько лидеров, сливших-
н, как правило, в один канал, достигнут противополож-
но! и ми’ктрода, лидерная стадия разряда заканчивается
и начинается вторая основная стадия разряда. Посколь-
। форма канала разряда определяется формой лидера,
н1М1.1к;пощсго электроды, канал почти всегда искри-
Н |с||
25
1 la второй стадии происходит выделение в канале
рл(ряда большей части запасенной конденсатором энер-
iiiii В результате быстрого нарастания мощности тем-
пература в канале разряда достигает нескольких десят-
ков тысяч градусов. Под действием' протекающего тока
разряда большой плотности (благодаря испарению жид-
кости и приведению некоторой ее части в состояние
плазмы) в канале разряда образуется газопаровая по-
лость. Температура пЛазмы в канале разряда достигает
15 000—20 ООО ПС
Интенсивный разогрев плазмы разрядным током при-
водит к повышению давления и расширению канала
разряда. Через 0,1—0,3 мкс с момента своего образова-
ния диаметр канала увеличивается до 1—3 ммг со ско-
ростью около 104 м/с. Затем скорость расширения ка-
пала снижается до уровня, определяемого начальной
крутизной тока. Скорость расширения канала до наступ-
ления максимального тока остается постоянной. В на-
чальный момент плотность тока в канале разряда пре-
вышает 1,8-106 А/см2.
С увеличением объема канала плотность тока сни-
жается, а сила тока растет. Благодаря малой сжимае-
мости жидкости давление внутри газопаровой полости
достигает нескольких десятков килобар. Создание вы-
сокого давления и внезапное увеличение объема канала
разряда вызывают в окружающей жидкости ударную
волну (в виде сферы), распространяющуюся к стенкам
заготовки со скоростью более 1500 м/с.
Скорость распространения ударной волны значитель-
но превышает скорость расширения канала разряда.
Поэтому фронт ударной волны, вначале неотделимый от
канала, через 0,5—1,5 мкс отрывается от него. Эта вол-
на распространяется со сверхзвуковой скоростью, при-
чем скорость распространения волны постоянна на про-
тяжении времени существования канала разряда. Ско-
рость фронта ударной волны постоянна потому, что
энергия от канала разряда передается к фронту по-
средством малых возмущений и слабых ударных волн,
которые возникают на поверхности канала.
Причиной появления слабых ударных волн и малых
возмущений является перемешивание горячих внутрен-
них слоев газа, находящихся в канале разряда, с внеш-
ними холодными слоями. Ударная волна создает пер-
вый— основной гидравлический удар. Расширение при
26
лом канала разряда приводит в движение окружающую
канал жидкость, создавая так называемый запаздыва-
ющий поток. Этот поток способствует развитию газовой
полости. И если на небольшом расстоянии от канала
поставить преграду, например заготовку, то при своем
распространении ударная волна встретит ее и сообщит
ей ускорение в направлении движения, вплоть до со-
прикосновения ее с матрицей.
По мере расширения газовой полости давление в ней
надает. Когда давление внутри полости становится мень-
ше давления окружающей полость жидкости, полость
начинает сжиматься. По мере сжатия полости давление
внутри нее повышается и, когда полость приблизится
к своему наименьшему объему, достигает наибольшей
величины. Когда полость смыкается, создается вто-
рой — кавитационный удар. Ударная волна часть своей
щергии передает заготовке, деформируя ее; остальная
•пергия теряется на нагрев, световое излучение и иони-
зацию.
Время пробоя тпр — тд + тл, где тд — время доли-
дгрпой стадии (время запаздывания); тл — время нор-
мального развития лидера.
Время запаздывания пробоя — это время от момента
приложения напряжения к межэлектродному проме-
жугку до момента образования канала разряда. Фор-
мирование пробоя в воде происходит с некоторым
кшаздыванием даже в тех случаях, когда подводимое
напряжение значительно превосходит минимальное на-
пряжение пробоя. Время долидерной стадии зависит от
к'лыюго электрического сопротивления воды.
§ 7. Сущность процессов
Существует два метода преобразования электриче-
। коп энергии в механическую: разряд конденсатора че-
рс । зазор в жидкости и разряд конденсатора через про-
ш «.почку.
11а рис. 2.2 показаны схемы электрогидравлической
in । амиовки. Технологические установки выполняются
. открытой (рис. 2.2, а) и закрытой (рис. 2.2,6, в) ка-
мерой (емкостью).
Лиг юную заготовку 2 укладывают на .матрицу 1 и
। помощью устройства 3 прижимают к матрице. Ем-
27
кость 5 заполняют передающей средой (водопроводной
подой) 6. В воде на определенном расстоянии от заго-
гоики 2 размещают рабочие электроды 4 и 7 (положи-
тельный и отрицательный), соединенные с генератором
импульсов тока электрогидравлической установки.
При высоковольтном электрическом разряде между
электродами 4 и 7 возникает токопроводящий искровой
капал. Расширение канала разряда приводит к возник-
новению в жидкости ударной волны. Под действием
ударной волны, давления, образующегося при расшире-
нии парогазовой полости, и сопутствующего гидропото-
ка, сопровождаемого кавитацией, происходит деформи-
рование заготовки 2 по матрице 1.
Коэффициент полезного действия (КПД) электро-
гидравлической штамповки 5—20 %- Наибольший КПД
достигается в установках с замкнутым объемом жидко-
сти. На рис. 2.2, б показано размещение рабочих элек-
тродов 4 и 7 в закрытой камере 8. На схеме 2.2, в элек-
троды 4 и 7 установлены внутри трубчатой заготовки 2,
помещенной в закрытую камеру, образуемую матрицей
1 и крышками 9 и 10.
Главным фактором, определяющим фронт ударной
волны при разряде через зазор в жидкости, является
форма электродов и рефлекторов (отражателей).
Форма фронта ударной волны зависит от расстояния
между электродами (рис. 2.3). При незначительном рас-
стоянии между электродами в результате разряда обра-
зуется волна со сферическим фронтом, при достаточно
большом расстоянии (несколько сантиметров) — волна
с цилиндрическим фронтом.
Рис. 2.2. Схемы электрогидравлической штамповки деталей из плос-
кой заготовки в открытой (а) и закрытой (б) камере и из трубчатой
заготовки в закрытой камере (а):
/ — матрица; 2 — заготовка; 3 — прижим; 4,7 — электроды; Б — камера; 6 —
вода; 8 — закрытая камера; 9. 10 — верхняя и нижняя крышки
28
Рис. 2.3. Схемы формирования фронта ударной волны — сферическо-
го (а), цилиндрического (6) и плоского (в):
t - разрядный промежуток; 2 — фронт ударной волны; 3 — электрод; 4 —
мпгрица; 5 — заготовка; 6 — взрывающаяся проволочка; 7 — проволочная сет-
ка
Разряд через зазор в жидкости характеризуется не-
устойчивостью, а выходную мощность трудно регулиро-
п.иь. Не всегда удается повлиять на форму ударной
иплиы путем изменения электродов и формы отража-
U Ml eft.
Чтобы облегчить управление формой и амплитудой
к псрируемых волн давления и повысить КПД искрового
промежутка, электроды закорачивают между собой про-
III* щпками в виде перемычки (мостика). Перемычку вы-
। олпяют из тонкой проволочки в виде спирали или из
i|iiijiiirH. Благодаря этому путь электрического разряда
может быть предопределен по направлению и форме.
< о<'1.Ш1ЯЯ электроды проволочкой, удается поставить
и чраметры ударной волны в зависимость от формы раз-
ри i i между электродами.
Наличие проволочки позволяет увеличить длину раз-
1>н i.i при одинаковых мощности установки и рабочей
। ред.е При разрядке конденсатора через проволочку
превращение энергии более эффективно, так как свобод-
ный разряд и испарение жидкости заменяется «удар-
ным» испарением проволочки. Это явление называется
iii г р ячеек им взрывом проводника. При-
М‘ пение взрывающейся проволочки дает возможность
• чижаи. рабочие напряжения, так как с ее помощью
...... го же напряжение перекроет большее межэлек-
29
тродпое расстояние. Это преимущество полностью ком-
пенсирует недостаток метода, заключающийся в необхо-
димости заменять проволочку после каждого разряда
при многоразрядной штамповке деталей.
При обработке трубных заготовок проволочку ис-
пользуют для создания цилиндрической ударной волны.
Применение разряда через проволочку не приводит к за-
метному увеличению деформации прй одинаковых пара-
метрах (запасенной энергии и емкости конденсаторов),
однако в этом случае можно увеличить зазор между
электродами и, как следствие, увеличить равномерность
раздачи трубы.
Применение взрывающейся проволочки позволяет
увеличить расстояние между электродами до 300 мм и
более, при этом влияние проводимости жидкости на воз-
никновение разряда значительно уменьшается. Разряд
через проволочку имеет еще одно достоинство: в состоя-
ние плазмы переходит не только рабочая среда, находи-
вшаяся в зоне разряда, но и сама проволочка, Установки,
в которых концы электродов соединены проволокой,
имеют большую энергию, чем установки с разрядом че-
рез жидкость.
Для получения стабильных и управляемых по форме
волн давления используют систему проволочек, соеди-
ненных в виде плоских или объемных решеток различ-
ной формы, или изгибают проволочки по форме рабоче-
го ручья матрицы. Для получения плоской волны
давления кольцевой электрод, расположенный вдоль
стенки внутри резервуара с водой, соединяют шестью,
восемью, или десятью проволочками (с одинаковыми гео-
метрическими размерами и индуктивностью) с централь-
ным электродом. Возникающие в результате испарения
проволочек отдельные цилиндрические волны сливают-
ся в одну почти плоскую волну. На рис. 2.4 показана
схема электрогидравлической штамповки с помощью
инициирующей проволочки.
Электрический взрыв проволочки проходит несколь-
ко стадий. На первой стадии при прохождении
электрического тока проволочка нагревается до темпе-
ратуры плавления. Благодаря магнитным силам и силам
инерции форма проволочки сохраняется, а в результате
дальнейшего поступления энергии ее температура повы-
шается и становится больше температуры испарения
металла. В момент испарения проволочки ее объем
30
6
Рис. 2.4. Схемы электрогидравлической штамповки с применением
инициирующей проволочки:
fi — трубчатая заготовка: б — плоская заготовка; 1 — повышающий трансфор-
матор с высоковольтным выпрямителем; 2 — конденсатор; 3— разрядник;
4 центральный проводник; Б — внешний проводник; 6 — коаксиальный ка-
бель. 7 — разрядная камера; 8 — изолятор электрода; 9 — электрод; 10 — раз-
рядный промежуток; 11 — матрица; 12 — отражатель; 13 — заготовка
п цшвообразно за 7—12 мкс увеличивается в 104—105раз
и металл разделяется на отдельные «шайбы». Первая
< (алия заканчивается'переходом проволочки в непрово-
ипцее состояние.
Вторая стадия процесса электрического взры-
п.। проволочки — это пауза тока, которая длится до тех
imp, пока плотность газа в расширяющемся после взры-
н.| проволочки канале разряда не упадет настолько, что
окажется возможным пробой газа под действием остав-
ии гося па конденсаторах напряжения. Разряд по газо-
вому каналу — это третья стадия процесса.
Длительность Второй стадии зависит от материала
прополочки. При применении вольфрамовых проволочек
ii.iv in тока мала или даже отсутствует. С помощью
|ю ц.фрамовых проволочек можно инициировать .разря-
i'.i г рабочим напряжением в несколько киловольт при
। ионом канале большой длины и малой задержке его
пбрлюпапня относительно момента включения напря-
< сипи.
31
Канал разряда, инициированного с помощью взры-
пл1О11И'11ся проволочки, имеет геометрически правильную
форму в виде прямого цилиндра со сферическими тор-
цами. Начальный диметр капала определяется диамет-
ром проволочки.
О г площади сечения (диаметра d) инициирующей
проволочки зависит процесс превращения запасенной
в конденсаторе электрической энергии в механическую.
1 ели выбрать проволочку большого диаметра, то ее со-
противление уменьшится и как следствие, уменьшится
тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании прово-
лочки в воде. Если диаметр d проволочки мал, то тепло-
вая энергия также будет мала из-за малой массы про-
волочки.
При очень тонкой проволочке, соединяющей концы
электродов, возникает вторичная ударная волна. Она
вызывается неизрасходованной на взрыв проволочки
энергией, которая превращается в тепловую энергию га-
зов в образовавшемся канале разряда.
На величину деформации влияет площадь F и фор-
ма сечения проволочки. От площади сечения проволочки
зависит время от момента начала протекания тока до
взрыва, определяемое по формуле тв — kF(t//L)-2/3, где
k — постоянная величина, зависящая от материала про-
волочки (алюминий, сталь, медь и т. д.); U и L — соот-
ветственно начальное напряжение и индуктивность раз-
рядного контура.
Время полупериода тока разряда тп— nfLC, где
С — емкость конденсатора электрогидравлической уста-
новки. Проволочки с Тв<тп называются сверхтон-
кими, С Тв = (0,14-0,2)тп — тонкими, с тв = тп —
толстыми.
При электрогидравлической вытяжке с умгныпением
диаметра взрывающейся проволочки глубина вытяги-
ваемой детали увеличивается, поэтому применение про-
волочки в этом случае нецелесообразно, так как оно вы-
зывает утонение материала. При использовании сверх-
тонкой проволочки канал разряда может отклониться
от направления проволочки и устремиться к стенкам
трубы, причем это отклонение тем больше, чем мень-
ше d.
Иногда при очень небольших d происходит значи-
тельная раздача трубы, что объясняется разными усло-
32
пнями соединения электродов проволокой. Если прово-
i.ik.i натянута туго, то получают канал разряда наи-
|с|ц,1псй длины (при постоянном расстоянии между
н'кгродами) и максимальный разрядный ток. При
mi пылении натяжения проволоки канал разряда удли-
н не гея, напряжение между электродами и отдача энер-
iiiii промежуточной средой увеличиваются. Действитель-
но, па плавление и испарение сверхтонкой проволоки
1|>.|гится немного энергии, а процесс подобен искровому
|ш (ряду между электродами, поэтому в данном случае
\ ш лпчение длины проволоки между электродами ана-
Ю111ЧП0 увеличению длины искрового промежутка.
Наименьшая деформация заготовки происходит при
/I 0,1 мм. С увеличением d мощность электрического
p i >ряда растет, достигая оптимального значения, а за-
1гм убывает. Максимальные деформации труб с толщи-
ной стенки 0,8—1,6 мм наблюдаются при d = 0,7-г-
0.8 мм и напряжении 6—25 кВ.
Увеличение d до 1 мм производит такой же эффект,
। .п< п увеличение начального напряжения На конденса-
।орпой батарее.
При высоковольтном разряде в жидкости канал раз-
рнцл, содержащий парогазовую полость с высоким дав-
нпнем, является источником возникновения ударных
no'in и расходящегося гидропотока. Поэтому характер
и л гружения при электрогидравлической штамповке по
и хнологической схеме аналогичен гидровзрывной штам-
>юнке. Формообразование при электрогидравлической
in । .ниповке отличается от’гидровзрывной источником ис-
н.луемой энергии и конструкцией установок. Однако
iipiiin'cc электрогидравлической штамповки (по сравне-
нии! с электровзрывной) легче регулируется, так как
। помощью отражателей можно концентрировать и на-
п шлять импульс давления в определенную точку за-
>н>|1кп, причем с точки зрения регулирования процесса
"I" (почтительнее использовать инициирующую прово-
ii"iiiy, а не канал разряда в жидкости. В то же время
ipiiMciienne проволочки требует дополнительных экс-
|| ц и.щпонных расходов и дополнительного времени на
frtMcuy проволочки.
'bn шческие параметры канала разряда (давление
!• । пыле, распределение давления, скорость выделения
। uni п др..), влияющие на ударную волну и расходя-
33
mniicH гпдропоток, в значительной степени зависят от
характеристик разрядного контура.
Преимуществами высокоскоростной Штамповки (гид-
ровзрывпой, электрогидравлической) по сравнению с
традиционной являются следующие: более простая ос-
настка; отсутствие пуансона, благодаря чему исключа-
ется возможность повреждения заготовки; равномерное
нагружение заготовки; возможность изготовления дета-
ли сложной конфигурации из одной заготовки.
Преимуществами по сравнению с электровзрывной
являются: надежная воспроизводимость процесса от им-
пульса к импульсу; возможность автоматизации процес-
са; более безопасные условия эксплуатации оборудова-
ния, что позволяет размещать его в действующих цехах
и линиях в обычных производственных помещениях; воз-
можность точно установить (с помощью простых
средств) количество запасаемой и расходуемой энергии;
возможность осуществлять серию разрядов, следующих
один за другим, что весьма важно при штамповке дета-
лей из трудно деформируемых материалов.
При гидровзрывной и электрогидравлической штам-
повке наибольшее давление возникает в начале дефор-
мирования. Дальнейшее деформирование осуществляет-
ся в основном кинетической энергией, приобретенной
вначале. Поэтому при увеличенной энергии взрыва воз-
можны разрывы заготовки.
При электрогидравлической штамповке ряд взаимо-
связанных факторов влияет на КПД и силовые пара-
метры процесса. Электроэнергия, запасенная конденса-
торной батареей установки для электрогидравлической
штамповки, пропорциональна квадрату напряжения,
т. е. IF = СП2/2, где IF — энергия (в джоулях), С —
емкость (в фарадах), U — напряжение на конденсаторе
(в вольтах).
Запасенная в конденсаторе энергия разряжается че-
рез рабочий разрядный промежуток. Для электрогид-
равлической штамповки применяют малоиндуктивные
конденсаторы, пригодные для работы в импульсном ре-
жиме, имеющие высокую стойкость и небольшой габа-
рит. Обычно применяют конденсаторы с рабочим напря-
жением 20—80 кВ. Уменьшение индуктивности увеличи-
вает ток разряда, что повышает мощность процесса. За-
рядное устройство состоит из повышающего трансфор-
матора и выпрямителя.
34
Производительность установки должна обеспечить
ыдаиное время между последовательными разрядами,
I с. время цикла работы установки. Разрйд осуществля-
ги'я с помощью быстродействующего коммутирующего
ус тройства — разрядника. Разрядники выполняются ша-
ровыми, дисковыми, газонаполненными, вакуумными,
о । крытыми. Они должны быть высокостойкими, бесшум-
ными и обладать малой индуктивностью. Пробивное на-
пряжение разрядника зависит от расстояния между
чсктродами и давления в межэлектродном проме-
жутке.
Для инициирования разряда при напряжениях, мень-
ших, чем пробивное, применяют поджигающее устрой-
< ню. Индуктивность проводников, связывающих отдель-
ные сборочные единицы (узлы) этого устройства, долж-
н.| быть минимальной. Указанному требованию удовлет-
воряют высоковольтные коаксиальные кабели.
§ 8. Основные параметры
При электрогидравлической штамповке весьма высо-
кие силовые параметры. Электрический разряд давлени-
ем 100—1000 МПа придает деформируемой заготовке
ускорение 106—107 м/с2. Скорость деформирования заго-
1<>пки при этом достигает 100 м/с.
Скорость и давление ударной волны, образовавшей-
। при_электрическом разряде в жидкости, зависит от
••• пивных технологических параметров процесса. Ско-
рость и давление на фронте ударной волны уменьшают-
< я по мере удаления от центра разряда и при уменьше-
нии шергии разряда.
Основными факторами, влияющими на величину
1плспия и формообразования при электрогидравличе-
i iioi't штамповке, являются следующие: длина I разряд-
ши о промежутка (расстояние между электродами); на-
пряжение U и емкость С конденсаторной батареи; ин-
лук ппшость L контура; энергия W, выделяющаяся в
рп (рядном промежутке; форма и площадь Sn поверхно-
i in электродов; число и расположение электродов;
рп стояние г между разрядным каналом и заготов-
। ей,
Принципиальная схема электрогидравлической штам-
повки приведена на рис. 2.5.
35
Рис. 2.5. Принципиальная схема электрогидравличе-
ской штамповки:
1 — электроды; 2 — прижим; 3 — заготовка; 4 — матрица
Давление в жидкости на фронте ударной волны оп-
ределяется по формуле
_ 325[(1,2 + 0,5/C)Z7+ 4Z + 32]
Р г
Из формулы видно, что при постоянных С и I давление
возрастает с увеличением напряжения.
Оптимальная длина _ (мм) разрядного промежутка,
обеспечивающая эффективную работу электрогидравли-
ческой установки, определяется по формуле
/опт = С-0’74^915 + 4,61/— 110,
1/
где <$п — площадь поверхности положительного электро-
да, контактирующего с водой.
Характер разряда в зависимости от длины I разряд-
ного промежутка может быть периодическим при /</Кр;
апериодическим при I = /Кр‘, кистевым при I /кр.
Здесь /Кр — критический разрядный промежуток.
Одним из основных энергетических показателей про-
цесса электрогидравлической штамповки является эф-
фективность разряда, определяемая отношением энер-
гии Гв, выделившейся в канале разряда, к энергии W,
запасенной в конденсаторной батарее: WB — Гср-|-Гр+
4- rpz+ Гост, где Гср — энергия, в среднем затрачивае-
мая на формирование канала разряда; Гр — энергия,
выделившаяся в главном канале разрядного промежут-
36
пи при первой пульсации периодического колебания
( шсргия апериодического колебания); IF/ — энергия,
пыдслившаяся при второй и последующих пульсациях
( шсргия периодического колебания); IF0CT — энергия,
и гавшаяся в электрическом и магнитном полях в мо-
|<1! г разрыва дуги-.
Наиболее полное выделение энергии в разрядном ка-
нале происходит при апериодическом разряде. Режим
апериодического разряда для конкретных условий рабо-
11.1 осуществляется путем подбора соответствующих па-
раметров электрической цепи. Энергия одного разряда
ныбирается из условий создания в заготовке напряже-
ний, превышающих предел текучести штампуемого ма-
i триала, и обеспечения пластического деформирования.
Число разрядов, необходимых для изготовления детали,
1.ПШСИТ от механических свойств штампуемого материа-
ла и геометрических параметров детали.
Эффективность работы установки в значительной
। гсисни зависит от площади поверхности неизолирован-
ной части положительного электрода, контактирующего
( подой (оптимальной является площадь, равная 3—
1 см2).
Значительное влияние на параметры процесса штам-
понки оказывают также форма концов электродов, их
размеры, вид и конструктивное исполнение. От располо-
жения электродов относительно заготовки зависит ка-
чество и точность штампуемых деталей. При штамповке
оболочек вода и электрод обычно размещаются внутри
«готовки, а отрицательным электродом, как правило,
чужит корпус или противостоящий электрод, соединен-
ный с ним. В установках для штамповки обечаек иногда
л качестве электрода используется дно заглушки.
При штамповке деталей из плоских заготовок рас-
( niHiine от электрода до заготовки г 21, так как при
нспьшолнении этого условия возможны такие отрица-
(гльиые явления, как нарушения в работе разряда и
прибой на заготовку. Учитывая, что энергия ударной
полны уменьшается пропорционально г3, не следует
чрезмерно увеличивать г, так как это снижает величину
Н1ЛСПИЯ и деформации. При невозможности выдержать
чинне г~^21 заготовку покрывают слоем диэлектрика
(рс ПП1Ы, капрона, полиэтилена и др.).
Число электродов зависит от геометрических разме-
рен обрабатываемой детали и ее механических свойств,
37
а также от величины энергии, необходимой для получе-
ния заданной деформации заготовки. Расположение
электродов и их число должны обеспечить равномерное
распределение напряжений и благоприятные условия
формообразования для каждой конкретной детали.
Число электродов определяют, исходя из следующих
условий: выделение энергии на одном электроде не
должно превышать 25—30 кДж; на один электрод долж-
но приходиться не более 0,25—0,30 м2 площади штампу-
емой детали при обработке плоских заготовок и не более
I м2 — при обработке деталей типа замкнутых обечаек.
Основные параметры электрогидравлической уста-
новки — U и С выбирают из расчета, чтобы величина
запасенной в конденсаторах энергии была достаточна
для выполнения работы формоизменения заготовки при
штамповке конкретной детали.
Приближенное уравнение баланса энергии при элек-
трогидравлической штамповке (без учета потерь энер-
гии в технологическом блоке установки) выражается
формулой = А, где т]э = l^p/U7 — электрический
КПД установки; А — работа по формоизменению заго-
товки.
При расчете электрогидравлических установок кро-
ме электрического КПД следует учитывать и механиче-
ский т]м, определяющий потери в рабочей камере при
преобразовании электрической энергии в Механическую.
Значения цэ и т)м определяются экспериментально и за-
висят от электрической схемы и конструкции отдельных
элементов установки, формы и размеров разрядных ка-
мер, передающей среды и других факторов
Максимальное давление на фронте ударной волны
определяется по формуле ртах = р(7?2/т2) (//2г) • 1,5, где
7? = 0,08т2W/1— радиус канала; р — плотность жидко-
сти (для воды р = 1); т — длительность импульса, прак-
тически совпадающая с длительностью разряда.
Для удобства работы имеются специальные таблицы
и графики для различных видов листовых деталей.
По этим таблицам для заданных значений ртах в зави-
симости от материала, формы и размеров штампуемой
детали определяют емкость С конденсаторной бата-
реи.
На рис. 2.6 представлена диаграмма, с помощью ко-
торой можно определить давление р на фронте ударной
волны в зависимости от запасенной энергии W установ-
38
। 'I и расстояния г от
m-nrpa разряда до заго-
кшки.
Величину W запа-
11 иной энергии установ-
ки регулируют, изменяя
гм кость и напряжение
ыряда конденсаторной
пл гарей. Поскольку W
прямо пропорциональ-
н.। квадрату напряже-
ния, наиболее эффек-
П1ВПО увеличивать
путем увеличения на-
пряжения U. Увеличе-
ние емкости С требует
унеличения числа кон-
ц| нсаторов, что приво-
дит к увеличению габа-
рита установки. Вели-
чина напряжения раз-
ряда ограничивается
। ребованиямп техники
безопасности и качест-
Рис. 2.6. Диаграмма для опреде-
ления р (см. цифры у кривых)
ударной волны в зависимости от
запасенной энергии W установки
и расстояния г от центра разряда
до заготовки
ним изоляции уста-
новки.
При недостаточной мощности установки или при глу-
бокой вытяжке деталей скорость деформирования сни-
кают и штамповку осуществляют за несколько перехо-
> >в. В этих случаях работу производят серией разря-
|ов, следующих один за другим.'
Разрядный промежуток I определяют после того, как
определены емкость и напряжение конденсаторной ба-
। арен.
Для каждой конкретной установки и для каждого
pi кнма работы существует своя оптимальная величина
p.i ।рядного промежутка.
Число конденсаторов в батарее и их мощность опре-
|яют величиной потребной энергии. Полезная рабо-
। I, совершенная при преобразовании электрической
iirpi ни в механическую, составляет 10—40 % выделен-
ной шергии. КПД преобразования электрической энер-
... и конденсаторах в энергию ударной волны и гидро-
1‘ггока зависит от сопротивления и индуктивности раз-
39
ря/inoii цени; величины разрядного промежутка (или
p<i ?меров проволочки) и положения его относительно де-
тали; геометрии электродов; свойств жидкой среды,
в которой осуществляется разряд.
Па КПД передачи энергии ударной волны гидропо-
ток<1 деформируемой заготовке основное влияние оказы-
вают расстояние от канала разряда до заготовки, тол-
щина, материал и форма заготовки, конструкция матри-
цы, усиление прижима и вид смазки, геометрия и объ-
ем разрядной камеры.
Одним из способов повышения КПД использования
выделенной при разряде энергии является разряд в пол-
ностью закрытом резервуаре. При штамповке плоской
металлической заготовки используется только та часть
энергии, которая распространяется в сторону заготовки,
а при деформировании трубчатой заготовки — только та
часть энергии, которая достигает стенок трубы.
§ 9. Выполняемые операции
ЭлектрогидравЛическая штамповка не является уни-
версальным способом изготовления листовых деталей,
хотя этим методом можно выполнять практически все
операции листовой штамповки. Наиболее целесообразно
применять электрогидравлическую штамповку для сле-
дующих операций: раздачи, вытяжки, гибки, зиговки,
вырубки, пробивки, а также для калибровки деталей,
изготовленных другими методами. Так как импульсный
характер приложения нагрузки позволяет деформиро-
вать малопластичные материалы и изготовлять за одну
установку детали сложной формы, электрогидравличе-
ская штамповка значительно расширяет технологиче-
ские возможности холодной листовой штамповки.
Одним из преимуществ электрогидравлической
штамповки по сравнению с другими высокоскоростными
методами является то, что большое количество энергии
может быть направлено локально, т. е. на отдельные
участки заготовки. Это преимущество используется при
изготовлении сложных по форме деталей с различными
конструктивными элементами — местными выштам-
повками, рифтами, ребрами, отверстиями и отбортов-
ками.
Электрогидравлической штамповкой наиболее рацио-
нально изготовлять листовые детали сложных геометри-
40
ич mix форм из материалов с пределом прочности ов —
-• 7004-800 МПа при толщине листа 2—5 мм.
Предельные размеры деталей, изготовляемых элек-
ipoi пдравлической штамповкой в зависимости от вида
нп.шповки и материала заготовки, приведены в
। абл. -2.1.
Таблица 2.1
Вид штамповки Материал заготовки
стали, тита- новые и высокопроч- ные сплавы 4 алюминиевые сплавы
Размеры д еталей, мм
длина (ши- рина) тол- щина длина (ши- рина) тол- щина
Формообразование из плоской заго- кшки с деформированием всего объема 1500 4 3000 5
Местное формообразование копструк- iiiiiiibix элементов плоских или предва- рительно отформованных заготовок 4000 3 4000 4
Формообразование и калибровка зам- । иутых обечаек 2500 5 2500 8
Развальцовка труб при сборке 100 2 150 4
Детали, изготовляемые электрогидравлической штам-
нопкой, по конструктивным особенностям, форме исход-
ной заготовки и виду осуществляемой операции делятся
и.। детали, получаемые из плоских заготовок, и детали,
получаемые из объемных заготовок (цилиндрических
или конусообразных).
Детали, изготовляемые электрогидравлической штам-
поикой, показаны на рис. 2.7.
Кроме листовых плоских и сварных, а также труб-
Ч.1Н.1Х заготовок используются плоские кольцевые заго-
1ОПКИ. Материал деталей — алюминиевые сплавы, медь,
। ппсгрукционные стали, сплавы титана, а также раз-
шчпыс высоколегированные, труднодеформируемые вы-
1окоирочные материалы.
При электрогидравлической штамповке разделитель-
ih.ic операции (пробивку и вырубку) выполняют как са-
мш тигельные (для получения отверстий разнообразной
41
Рис. 2.7. Детали, изготовляемые электрогидравлической штамповкой
конфигурации), так и совмещая их с другими операция-
ми (вытяжкой, калибровкой).
При электрогидравлической вырубке упрощается и
удешевляется оснастка, так как не нужно выполнять
подгонку матрицы и пуансона. При этом улучшается ка-
чество деталей и отпадает операция зачистки заусен-
цев.
Наиболее рационально применение электрогидравли-
ческой штамповки для пробивки в трубчатых деталях
некруглых отверстий сложной конфигурации, изготов-
ление которых другими способами трудоемко и дорого.
Широко применяется электрогидравлическая пробивка
для изготовления прокладок толщиной 0,01—0,3 мм,
а также для перфорации отверстий в Лентах. Примене-
ние электрогидравлической пробивки ограничивается
толщиной исходного материала — до 4 мм для низко-
углеродистых сталей и до 5 мм для цветных метал-
лов.
Разделительные операции могут осуществляться как
непосредственно жидкостью (рис. 2.8, а), таки с помощью
технологических эластичных прокладок из полиуретана
(рис. 2.8, б).
Электрогидравлическая вырубка-пробивка с примене-
нием полиуретановых прокладок повышает качество из-
делий, улучшает условия труда и повышает производи-
тельность. Повышение качества вырубаемых изделий
достигается путем создания небольшого предваритель-
ного давления полиуретановой прокладки на заготовку,
42
Q
Рис. 2.8. Схема электрогидравлической пробивки отверстий
жидкостью (а) и с помощью эластичной прокладки из по-
лиуретана (б):
Q — усилие прижима
н результате чего удаляется воздух, находящийся меж-
iy заготовкой и матрицей. Это обеспечивает хорошую
и iiicKocTHocTb деталей и исключает дефекты изделий,
образующиеся при вырубке-пробивке без полиуретана
(следы кавитации и отпечатки пузырьков воздуха). Тол-
пища полиуретановых прокладок зависит от толщины
материала детали. Например, для материала толщиной
(1,01—0,1 мм используют полиуретановые прокладки
мышиной 10—20 мм. Прокладки закрепляют в выход-
ном торце разрядной камеры (см. рис. 2.8,6).
Геометрия, точность и шероховатость поверхности
pr.ia при электрогидравлической пробивке отличаются
। аналогичных параметров отверстий при разделитель-
ных операциях^ выполняемых в инструментальных
штампах. При электрогидравлической пробивке поверх-
||<п'н> среза имеет значительную утяжину (завал), обра-
ипую в сторону жидкой или эластичной среды. Вели-
<|1ш.| утяжпны зависит от отношения d[s (рис. 2.9), где
</ - диаметр пробиваемого отверстия, s — толщина ис-
гтого материала. Во многих случаях, благодаря за-
< । iv кромок на отверстиях отпадает необходимость в
‘.лелочиых операциях, например в зачистке и зен-
111|1|И<
При электрогидравлической пробивке размеры от-
43
°)
Рис. 2.9. Форма поверхности среза при электрогидрав-
лической пробивке отверстии для d/s <Z20 (a), d./‘s=
=204-25 (б), c//s> 25 (в)
верстия отличаются от размеров матриц. Эту разницу,
зависящую от отношения dfs, учитывают при проектиро-
вании оснастки. При dfs < 20 размеры отверстий в де-
талях меньше, а при dfs > 25 больше, чем размеры
соответствующих отверстий в матрице.
Формоизменяющие операции электрогидравлической
штамповки. К ним относится образование криволиней-
ных поверхностей одинарной, а также небольшой двой-
ной кривизны, содержащих конструктивные элементы,
увеличивающие жесткость изделия (прямые или криво-
линейные рифты, ребра, выштамповки, зиговки и др.).
Формообразование этих элементов, относительная глу-
бина которых небольшая, осуществляется путем мест-
ного утонения материала.
Детали типа днищ, образующая поверхность кото-
рых может быть как гладкой, так и иметь ряд конструк-
тивных элементов (рифты, выштамповки, отбортовки и
др.), изготовляют вытяжкой.
Процесс электрогидравлической вытяжки существен-
но отличается от вытяжки на механических или гидрав-
лических» прессах. Глубина и качество деталей при
электрической вытяжке зависят от схемы вытяжки, чис-
ла разрядов и энергии, выделяемой в канале разряда.
Различают два технологических варианта электрогид-
равлической вытяжки: без перемещения фланца; с пере-
мещением фланца.
При вытяжке по первому варианту формоизменение
происходит только путем утонения материала. Таким
способом изготовляют детали с небольшим отношением
hfb, где h — наибольшая глубина вытяжки, а b — наи-
меньший размер детали в плане. При этом возможность
вытяжки деталей определяется допустимой для данно-
го, металла величиной утонения. Зависимость утонения
от отношения hfb, а также допустимые значения hfb и
44
наибольшее утонение для основных штампуемых мате-
риалов приведены ниже.
< //,...................0,05
Vгонение, °/о .... 3
П1т.1мпуемый материал
0,1 0,15
6 12
0,2
19
0,25 0,34
28 37
дур алю-
миний
алюми-
ний
стадь
20
h/b (допускаемое) ... до 0,22
||.1пбольшее утонение, % 23
до 0,28
33
до 0,26
26
коррози-
онно-
стойкая
сталь
до 0,34
37
Электрогидравлическая штамповка более глубоких
нннц с небольшим утонением осуществляется по второ-
му варианту, т. е. с перемещением фланца заготовки
и процессе вытяжки. Обычно процесс вытяжки с пере-
мещением фланца ведется с жестким прижимом, ана-
логичным прижиму при вытяжке в инструментальных
in гампах на прессах. Однако жесткий прижим при вы-
сокоскоростном формообразовании препятствует быст-
рому перемещению фланца заготовки, результатом чего
является значительное утонение стенки детали.
Применение прижима с фиксированным зазором ис-
ключает жесткое защемление фланца заготовки и пред-
отвращает гофрообразование. Такой прижим имеет ко-
нусообразную проточку, обращенную к заготовке.
Наличие прижима при электрогидравлической вы-
иркке не предотвращает
односторонней утяжки
фланца заготовки. Устра-
нить утяжку можно толь-
ко увеличением технологи-
ческого припуска на диа-
метр заготовки, удаляемо-
II» впоследствии обрезкой.
Процесс электрогидра-
1>чпиеской вытяжки интен-
(пфицируют путем приме-
н< пня реверсивной двух-
in реходной вытяжки (рис.
10). На первом перехо-
1с (рис. 2,10, а) в матри-
цу / устанавливают жест-
1 ни пли эластичный вкла-
11.1 III <?, С ПОМОЩЬЮ кото-
рого производят набор ме-
2
6)
Рис. 2.10. Схема двухпереходной
(а, б) реверсивной вытяжки:
1 — матрица; 2 — прижим; 3 — вкла-
дыш; 4 — заготовка
45
Рис. 2.12. Электровзрывные патроны разового действия
Закрепление концов труб в решетках осуществляется
путем образования натяга между наружной поверхно-
стью трубы и отверстием решетки. Сначала труба встав-
ляется в отверстие решетки с зазором. Затем к внутрен-
ней поверхности трубы прикладывается давление, под
действием которого конец трубы раздается на длине,
равной толщине решетки. По мере роста давления за-
зор между трубой и отверстием решетки уменьшается,
а затем полностью выбирается, после чего труба дефор-
мируется вместе с решеткой.
В производстве теплообменных аппаратов широко
используется метод электрогидравлической развальцов-
ки концов труб (диаметром 4,6—30 мм) в трубных ре-
шетках. Особенно большое применение электрогидрав-
лическая развальцовка имеет при комбинированном
способе закрепления труб, когда развальцовываются
трубы, предварительно приваренные к решетке.
Электрогидравлическая развальцовка характеризует-
ся высокой (до 250 м/с) скоростью деформирования ме-
талла. Такая скорость деформирования исключает уд-
линение трубы и ее поверхностное упрочнение, а также
образование микротрещин. При этом антикоррозионная
стойкость увеличивается в 5 раз по сравнению с механи-
ческой развальцовкой.
Закрепление труб в решетках электрогидроимпульс-
ным методом осуществляется с помощью специальных
электровзрывных патронов (ПЭВ).
С помощью ПЭВ многократного действия развальцо-
вывают трубы диаметром свыше 30 мм. Наиболее широ-
ко применяются патроны разового действия.
ПЭВ разового действия (рис. 2.12) состоит из гиль-
зы 2, юбки 1, наполнителя (передающей среды) 5,
48
изрывающегося проводника 3 с токоподводящим стерж-
нем 8. Корпус патрона изготовляется из полиэтиленовых
материалов, обладающих достаточными электроизоли-
рующими свойствами и способностью передать давление
взрыва проводника на стенки трубы. Рабочая часть кор-
пуса — гильза 2 представляет собой цилиндр (сплошной
пли полый). Патрон со сплошной гильзой и линейным
проводником 3 (рис. 2.12, а) применяют для развальцов-
ки труб диаметром до 6 мм. Патрон с полой гильзой,
оснащенной линейным проводником и наполнителем 5
(рис. 2.12,6), применяют для развальцовки труб диа-
метром 6—16 мм. Патрон с полой гильзой с наполните-
лем и спиральным проводником применяют для разваль-
цовки труб диаметром свыше 16 мм.
Наполнителем является малосжимаемая жидкость
(обычно дистиллированная вода). Жидкий наполнитель
। ерметизи'руется заглушкой 6 или пленкой вязколиней-
иого вещества 7. Для центрирования проволочки в гиль-
<е патрона используются заглушки (наружный диаметр
7,5—16 мм) с центральным отверстием.
Для уменьшения переходного сопротивления между
проволочкой и трубой торец гильзы покрывают слоем
ншопроводящей краски 4. Это увеличивает площадь
контактных поверхностей и предохраняет наполнитель от
усыхания. Гильза снаружи имеет посадочный поясок 9,
который надежно фиксирует патрон соосно с трубой.
Юбка 1 корпуса изолирует место подвода энергии от
1рубной решетки. Размеры юбки зависят от условий
обеспечения электрической прочности.
На установках с рабочим напряжением до 10 кВ
применяют патроны с длиной юбки не менее 15 мм,
। с рабочим напряжением до 50 кВ — не менее 36 мм.
Взрывающийся элемент выполняется в виде провод-
ника переменного сечения (см. рис. 2.12,6) и‘состоит из
юкопровода 8 и взрывающейся части 3. Через токо-
цровод 8 передается энергия генератора импульсных то-
|оп. Взрывающаяся проволочка изготовляется обычно
и । алюминия.
Форма взрывающейся части 3 зависит от наружного
па метра D гильзы патрона. При D 16 мм проволоч-
• I прямая (см. рис. 2.12, а, 6), при D > 16 мм прово-
шчка имеет спиральную форму (см. рис. 2.12, в).
При взрыве спиральной проволочки (благодаря уве-
П1ЧС1ШЮ ее длины) выделяется большая энергия и ока-
49
Рис. 2.13. Схема подключения электровзрывного патрона к генерато-
ру импульсов тока
зываются больше механические воздействия на внутрен-
нюю стенку трубы. Наружные диаметры гильзы выби-
раются по геометрическим характеристикам вальцуемо-
го соединения с учетом допусков на наружный диаметр
и толщину стенки трубы.
Схема подключения электровзрывного патрона к ге-
нератору импульсов тока показана на рис. 2.13. Патро-
ны 7 помещаются в концы труб 6, набранных в трубной
решетке 5. Энергия, необходимая для взрыва проволоч-
ки 8, накапливается в батарее конденсатора 3 генера-
тора 2 импульсов тока и выделяется в патроне 7 при
срабатывании воздушного разрядника 4, замыкающего
«плюс» батареи конденсаторов на взрывающуюся про-
волочку. «Минус» батареи конденсаторов электрически
соединен с трубной решеткой. Схема управления про-
цессом обеспечивает выделение энергии в момент на-
хождения положительного электрода у центра очеред-
ной закрепляемой трубы. Давление, создаваемое взры-
вающейся проволочкой, передается трубе наполнителем
1 патрона.
Для осуществления электроимпульсной развальцов-
ки используют ряд установок. Установка «Молния-1»
предназначена для крепления мельхиоровых и медных
труб диаметром 5—12 мм, а установка «М.олния-3» —
для крепления медных, латунных и стальных труб диа-
метром до 16 мм. При диаметре труб 16 мм и наиболь-
50
I
iik’i'i длине крепления 43 мм производительность прр-
шч са составляет 150—180 соединений в час.
Для крепления труб в плоских трубных решетках
гнлообменных аппаратов предназначена электрогид-
р.шлическая установка «Молния-5», обеспечивающая
। рспление труб из титана, меди и их сплавов, а также
и । различных сталей. При диаметре труб 22 мм и мак-
। имильной длине крепления производительность уста-
пинки до 200 соединений в час.
Установки «Молния-бу», «Молния-8» и Т0223 состо-
II из трех отдельных взаимосвязанных основных бло-
|.|ц> — энергетического, технологического и пульта управ-
|гП11я, Технологический блок установки служит для пе-
редачи электрической энергии от генератора к рабоче-.
чу инструменту, а управление всеми операциями уста-
iioiioK осуществляется дистанционно с пульта управле-
ния. Размещенные в нем элементы системы при работе
и автоматическом режиме обеспечивают перемещение
к'ктрода по рядам отверстий в трубной решетке и по-
мчу накопленной энергии на патрон. Технологические
блики обеспечивают горизонтальное перемещение поло-
* и гольного электрода энергетического блока вдоль ряда
скрепляемых труб.
Электрод перемещается на заданный шаг, после че-
1ч производится закрепление очередной трубы. Пере-
' । ройка системы установок «Молния-3», «Молния-4»,
• Молпия-5» по вертикали на очередной горизонтальный
(ид производится оператором вручную при отключен-
ном энергетическом блоке. Схема технологического блока
• 1.Н1ОВКИ «Молния-5» с пневматическим приводом вер-
1икзльного и горизонтального перемещения электрода
ihih.i.iana на рис. 2.14.
Технологические блоки установок «Молния-6» и
• Молпия-бу» обеспечивают непрерывное перемещение
пгкгрода. В этих установках применяется следящая
< и* н*ма, служащая для наблюдения за положением
h i грода и его перемещением в плоскости трубной ре-
'II гки. В качестве следящей системы используется
• |гмромеханическое устройство, дублирующее (в мас-
tiiiiiftc) перемещение электрода по планшету с изобра-
й пнем трубной решетки. В случае необходимости обес-
Яйчпвается автоматическая остановка электрода против
W« iii |i.i очередной закрепляемой трубы при горизонталь-
ном и вертикальном перемещении. В установке Т0223
51
Рис. 2.14. Схема технологического блока уста-
новки «Молния-5» для развальцовки труб:
/ — электрод; 2 — механизм вертикального переме-
щения; 3 — механизм горизонтального перемещения
следящая система заменена телевизионной установкой.
Электрогидравлическая установка «Молния-9» пред-
назначена для крепления труб развальцовкой и сваркой.
Она состоит из технологического блока установки «Мол-
ния-бу» и генератора с энергией в импульсе 40 кДж.
В целях предотвращения разлета продуктов взрыва
в момент разряда и загрязнения соседних соединений
электродная сборочная единица (узел) установки «Мол-
ния-9» оснащена предохранительным устройством.
При сборке теплообменных аппаратов производят
тщательный отбор труб для обеспечения зазора 0,1—
0,45 мм между трубой и отверстием трубной решетки.
Такой зазор позволяет получить стабильное качество
развальцовки. Затем теплообменный аппарат устанав
52
шнастся на кантователь-
и ытформу и подается на
чисток развальцовки
(рис. 2.15). Внутренние
полости труб очищаются
н различных загрязнений
(стружки, пыли) и проду-
ваются сухим сжатым
воздухом.
После очистки в концы
। руб, подлежащих раз-
вальцовке, вставляют па-
। роиы, устанавливаемые'
ни рядам труб в количест-
Рис. 2.15. Планировка участка
для развальцовки труб:
I — рабочее помещение; II — по-
мещение для пульта управления;
III — помещение для высоковольт-
ного оборудования; 1 — система
автоматического управления; 2 —
технологический узел; 3 — генера-
тор импульсов тока
не, предусмотренном кар-
нвраммой расположения отверстий в трубной решетке.
Зятем оператор с пульта управления включает установ-
ку и в автоматическом режиме производит развальцовку
концов труб горизонтального ряда теплообменника. Пос-
1с этого электрод переносится на следующий ряд, и опе-
рация повторяется. После развальцовки осуществляется
контроль полученных соединений.
Трубы, концы которых развальцованы на недоста-
। очную величину, развальцовывают дополнительно на
режиме с напряжением ниже рабочего на 10—20 %.
Раздача трубы должна превышать диаметральный на-
чальный зазор и обеспечить натяг между трубой и труб-
ной решеткой, соответствующий степени развальцовки
0,5—2,5 %. Степень развальцовки можно регулировать
|нмснением параметров разряда — ёмкости С и напря-
• |’1шя U конденсатора. Длина обработки конца трубы
а висит от длины патрона.
ГЛАВА III
УСТАНОВКИ И ИНСТРУМЕНТ
ДЛЯ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ШТАМПОВКИ
§ 11. Энергетический блок
Оборудование для электрогидравлической штампов-
• п состоит из двух основных частей — энергетического
и юхиологического блоков, связанных системой управ-
сния.
53
Энергетическим блоком установки является генера-
тор импульсов тока (ГИТ), который служит для преоб-
разования электрического тока промышленной частоты
в импульсы электрического тока большой амплитуды,
получаемые при разряде конденсаторов на рабочие ис-
кровые промежутки в воде.
Технологический блок — это пресс, в котором штам-
пуются детали благодаря энергии/ выделяемой в жид-
кости, заполняющей разрядную камеру. Блок предназ-
начен для преобразования энергии, выделяемой ГИТ,
в работу по деформации заготовки и выполнению ряда
вспомогательных операций технологического процесса.
К технологическому блоку помимо пресса относятся ра-
бочая емкость, оснастка, прижимные устройства, уст-
ройства для подачи заготовок и удаления готовых де-
талей и т. д.
Системы управления обеспечивают работу ГИТ, тех-
нологического блока и его систем, а также взаимосвязь
работы ГИТ и технологического блока.
Генераторы с конденсаторными накопителями энер-
гии, являющиеся источником высоковольтных импульс-
ных токов, нашли наиболее широкое применение в уста-
новках для электрогидравлической и магнитно-импульс-
ной обработки материалов. ГИТ должен вырабатывать
большие импульсные токи в короткие промежутки вре-
мени при достаточно точном дозировании энергии.
Основными элементами ГИТ (см. рис. 2.1) являют-
ся повышающий трансформатор, выпрямитель, батарея
конденсаторов, разрядник и рабочие электроды. Кроме
основных сборочных единиц (узлов) генератора, заряд-
ного устройства и устройства преобразования энергии
в его состав входят элементы управления, контроля и
защиты электрооборудования.
Принципиальные схемы прессов различаются спосо-
бом ограничения зарядного тока, числом синхронно
включаемых разрядных контуров, конструкцией комму-
тирующих устройств, схемой автоматизации выполнения
серии разрядов при напряжении зарядки, заданном ба-
тареей конденсаторов.
Батарея конденсаторов заряжается от блока пита-
'ния, размеры и производительность которого определя-
ют время заряда и, следовательно, темп работы уста-
новки. Индуктивность цепи должна быть минимальной,
чтобы обеспечить быстрый разряд.
54
Рис. 3.1. Принципиальная электри-
ческая схема электрогидравличе-
ской установки:
С7Н —.номинальное напряжение сети;
С — емкость батареи конденсаторов;
UG — напряжение на батарее конден-
саторов; /?L — сопротивление заряднох!
цепи; — внутреннее сопротивление;
£в — внутренняя индуктивность; —
внешнее сопротивление; £н — внешняя
ин ду ктивн ость
I la рис. 3.1 представ-
iii принципиальная
и кгрическая схема элек-
|р<н идравлической уста-
iiiiKii. Запасаемая в ба-
। !|>еях установки энергия
w Гм+Гп, где Гм-
вх.ншческая энергия,
и г/щая на формообразо-
Hifie заготовки; Й7п-=
U'i+W's+W's — энергия
И'Чгрь (IFi — потери
ц< |>гпи в электрической
пи установки; 1F2 — по-
ри энергии в камере с
и и.костью на кавитацию,
. । pi (образование и др.;
II потери энергии в
рииессе формообразования детали на трение и др.).
КПД установки ц — №ZM/IF; его повышение возмож-
ен главным образом путем снижения потерь IFi.
Электрическая энергия во внутренних и внешних
|л гях электрической цепи распределяется пропорцио-
II । п.по их индуктивности (с уменьшением индуктивности
। |ст величина тока). Для получения большей энер-
пн и разрядной (внешней) части цепи следует умень-
| | и. внутреннюю индуктивность. Скорость нарастания
< । । увеличивается с уменьшением индуктивности, а чем
|’ 1 । рее увеличивается ток, тем больше давление фрон-
। । полны. Однако чрезмерное уменьшение индуктивно-
п приводит к местному возрастанию плотности тока
• проводниках, что увеличивает опасность короткого
«.< 11.1 К Л ПИЯ.
Уменьшению потерь энергии способствуют повыше-
IM" качества изоляции и монтажа и применение специ-
। । кого заземления установки.
Устройство для зарядки конденсаторов обычно со-
ни i id трансформатора и выпрямителя (при зарядке
11 hi). На рис. 3.2 приведена структурная схема гене-
, iiupi электрогидравлических установок. Зарядку кон-
норной батареи до рабочего напряжения обеспечи-
। >арядное устройство, состоящее из токоограничи-
нинсго устройства (ТУ), повышающего устройства
if/1) и высоковольтного выпрямителя (ВВ).
55
Рис. 3.2. Структурная схема генератора электро-
гидравлической установки:
СУ — схема управления; ГУ — токоограннчивающее ус-
тройство- ПУ — повышающее устройство; ВВ — высоко-
вольтный выпрямителе; ПЭ — накопитель энергии; ВК —
высоковольтный коммутатор; И — электродная система
и нагрузка; БЗ блок защиты
Схемы зарядных устройств представлены на рис. 3.3.
Одним из важнейших показателей эффективности ГИТ
является КПД зарядного устройства. т]3 = ^с/(^с +
+ где Wc — энергия заряженного конденсатора;
WR— энергия, теряемая в активном, сопротивлении за-
рядного контура.
Наиболее высокий КПД имеют зарядные схемы с
индуктивным (рис. 3.3, а) и емкостным (рис. 3.3, б) то
неограниченней (т]з = 0,54-0,65). Зарядные устройства
с емкостным токоограничением применяют преимущест-
венно при длительном заряде (время заряда т3>10с).
Зарядные схемы с активным токоогранпчивающим
устройством (рис. 3.3, в) вследствие низкого КПД при-
меняют только в генераторах, мощность зарядных уст-
ройств которых не превышает нескольких киловатт. За-
рядные устройства генераторов, в которых стабилиза-
ция тока осуществляется индуктивно-емкостными пре-
образователями (рис. 3.3,г), имеют наиболее высокий
КПД (Цз = 0,74-0,85).
В качестве повышающего устройства (ПУ) генера-
торов используются трансформаторы. Для выпрямления
зарядного тока применяются высоковольтные выпрями-
тели. Селеновые выпрямители надежны в работе и спо-
собны выдерживать -кратковременные нагрузки, но име
ют большой габарит и требуют интенсивного охлаж-
дения. Кремниевые выпрямители, обладая высокой
надежностью, имеют меньшие габарит и массу. В заряд-
ном контуре предусматривают средства, предохраняю-
щие конденсаторы от перегрузок. Простейшим предо-
хранителем является разрядный искровой промежуток,
включенный параллельно конденсатору и пробираю-
56
Hiiiileji при превышении допустимого значения напряже-
чи па конденсаторе.
Устройство преобразования энергии служит для фор-
мирования импульса разрядного тока и преобразования
(при нагрузке) запасенной (накопительной емкостью)
ктрической энергии в механическую, тепловую и
пт не виды.
57
Устройство преобразования энергии состоит из на-
копителя энергии НЭ, высоковольтного коммутатора
В К, электродной системы и линии передачи энергии.
Нагрузкой Н генератора является искровой разряд в
жидкости.
В качестве НЭ генератора применяются импульсные
конденсаторы, рассчитанные на большие импульсные
токи. Для подключения батареи конденсаторов к на-
грузке (межэлектродному промежутку) используются
коммутирующие устройства — разрядники. В отечест-
венных электрогидравлических прессах широко ис-
пользуются воздушные разрядники с подвижными элек-
тродами или специальным устройством зажигания, ини-
циирующим электрическую дугу между электродами
разрядника.
ВК импульсных токов, являющиеся одним из важней-
ших элементов разрядного контура генератора, разъеди-
няют разрядную цепь в период зарядки конденсатора и
подключают конденсатор к нагрузке при достижении на
нем заданного напряжения.
В качестве ВК больших энергий в импульсной техни
ке используют различного типа разрядники — вакуум-
ные, высокого и атмосферного давления, с твердым
диэлектриком. Применение в разрядном контуре того
или иного типа разрядника зависит от условий работы.
Разрядники должны удовлетворять следующим ос-
новным требованиям: ч
выдерживать длительное время (без пробоя и пере-
крытий по цоверхности изоляции) рабочее напряжение
генератора;
иметь относительно малую индуктивность в сравне-
нии с индуктивностью соединительных шин;
обладать относительно малым сопротивлением на-
грузки;
выдерживать коммутацию необходимой энергии при
заданных максимальном разрядном токе и периоде его
колебаний;
обеспечивать заданную частоту импульсов тока;
обладать необходимой точностью срабатывания;
удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям,
предъявляемым к электрогидравлическим установкам;
иметь срок службы, обеспечивающий длительную и
надежную эксплуатацию .установки;
иметь небольшую стоимость;
58
быть удобными для монтажа и эксплуатации..
В большей степени этим требованиям удовлетворяют
поздушные искровые разрядники, получившие широкое
применение в электрических установках различного на-
шачения (механические разрядники не применяются из-
ы быстрого износа и большого времени включения, со-
ставляющего 10-1—10~3 с). Включение воздушного раз-
рядника происходит в результате ионизации межэлек-
। родного пространства, время включения 10-5—10-5 с.
11сдостатками воздушного разрядника являются быстрый
и шос электродов, изменение условий включения, боль-
шое сопротивление и увеличенное время разрядки.
Воздушные разрядники требуют постоянного ухода и
i издают высокочастотные шумы. Стабильность срабаты-
вания их невысокая и зависит от состояния поверхности
коммутирующих элементов (шаров, торов), величины
нмосферного давления, влажности и запыленности воз-
духа. В воздушном искровом зазоре образуются вредные
гм я человека оксиды азота и озон. Однако воздушны^
разрядники удобны в обслуживании, могут коммутиро-
вать довольно высокие энергии и при хорошем уходе
обеспечивать высокую надежность в работе и длитель-
ны ii срок службы.
В большинстве электрогидравлических установок, в
которых стабильность срабатываний разрядника не яв-
ив-гея определяющей, наиболее широко применяются
«»<> 1душные искровые разрядники.
Па различных электрогидравлических установках ра-
о тают закрытые воздушные искровые разрядники, рас-
||| тайные на рабочее напряжение 5—100 кВ, макси-
м.| н.пый разрядный ток 5—500 кА и коммутацию энергии
। нескольких десятков до нескольких сотен тысяч джоу-
il при длительности тока от нескольких десятков до
|ч() мкс и более
Выпускаемые промышленностью игнитронные и три-
। и ровные разрядники при работе в режиме чередую-
щихся одиночных импульсов имеют пока незначительный
pilh Службы.
Основное достоинство игнитронов по сравнению с
Ь"|'1ушными разрядниками — малое падение напряже-
inii в дуге и бесшумность работы. Игнитроны изготовля-
► |> я па токи до 30 кА, а иногда и до 100 кА. Они не
I гюг недостатков воздушных разрядников, но могут
I'pii разрядке пропускать ток в обратном направлении.
59
Рис. 3.4. Схемы
разрядного кон-
тура генератора
Вышедшие из строя игнитронные разрядники заменяют-
ся новыми.
Ионные вакуумные разрядники применяют для тока
до 200 кА. При коротком времени включения они не име-
ют недостатков перечисленных выше разрядников. Ва-
куумные разрядники имеют незначительную индуктив-
ность и малое активное сопротивление в сравнении с
воздушными. Они бесшумны, легко управляются и спо-
собны обеспечить коммутацию большой энергии. К их
недостаткам следует отнести ограниченность быстродей-
ствия и необходимость комплектовать генераторы ваку-
умным оборудованием для постоянной откачки продук-
тов эрозии.
В разрядниках с твердым диэлектриком достигаются
предельно низкие значения длины и индуктивности ис-
крового промежутка, однако разрядники такого типа
предназначены для разового действия, так как после
пробоя необходимо заменить вышедший из строя диэлек-
трик.
Наиболее простая и распространенная электрическая
схема разрядного контура показана на рис, 3.4, а (ос-
новные элементы этой схемы — конденсатор С, высо
60
Рис. 3^5. Управ-
ляемый воздуш-
ный разрядник
ковольтный коммутатор ВК и нагрузка
// — соединены последовательно).
На рис. 3.4, б приведена схема раз-
рядного контура, применяемого в уста-
новках, где необходимо осуществлять
одновременные разряды нескольких
6;i гарей конденсаторов, причем каждая
батарея разряжается на свою нагруз-
у. Схема представляет собой несколь-
ко одноэлектродных схем, соединенных
параллельно и подключенных к одному
in гочнику питания. При одновремен-
ном срабатывании ВД1 и ВК2 время
формирования пробоя в жидкости и время срабатывания
аждого из параллельных контуров может быть различ-
ном.- Поэтому в цепь разряда конденсаторов устанавли-
н.нот сопротивления R, уменьшающие долю энергии, пе-
реходящей во время разряда из одного контура в другой.
' опротивления применяются в основном в генераторах
числом параллельных контуров 2—4 и емкостью кон-
денсаторной батареи каждого контура 2—4 мкФ.
Увеличение доли энергии, перераспределяющейся
между контурами, может явиться причиной длительного
। фения дуги на воздушных искровых разрядниках. Для
исключения этого явления в схему включают в качестве
развязок высоковольтные диоды Д (рис. 3.4, в).
Неуправляемые воздушные искровые разрядники
применяются в установках, где не требуется высокая
шчность срабатывания, например для развальцовки
руб. С их помощью осуществляется включение при до-
гпжении напряжения на конденсаторной батарее 50 кВ.
Включение происходит в результате искрового пробоя
ндушного зазора между двумя электродами, один из
вторых соединен с конденсаторной батареей, а второй
- нагрузкой.
В электрогидравлических прессах, работающих на на-
пряжении 10—20 кВ, применяются управляемые воздуш-
•||.н- разрядники. Они обеспечивают коммутацию тока до
|0ОкА с частотой следования импульсов 0,2 Гц. На
|чк . 3.5 показан управляемый воздушный разрядник для
коммутации энергии (конденсаторной батареи) 10—
о кДж при напряжении 5—10 кВ.
Разрядник состоит из двух неподвижных электро-
l"n 1 (наружный) и 2 (внутренний), изолятора 3 и по-
61
дппжпого электрода 4. Разряд инициируется подвижным
электродом 4, который, перемещается в воздушном зазо-
ре между неподвижными электродами 1 и 2 с помощью
штока 5, соединенного с электромагнитным приводом.
Такая конструкция позволяет избежать сваривания
электродов при коммутации больших импульсных токов
п низком напряжении, а также самопроизвольного сра-
батывания. С этой целью воздушный зазор между ос-
новными электродами устанавливается на напряжение, в
2—5 раз превышающее напряжение конденсатора. Во
избежание сваривания подвижного инициирующего элек-
трода его выполняют из графита или меднографита.
Электроды воздушных разрядников подвержены зна-
чительному эрозионному износу, в результате которого
на их рабочих поверхностях образуется кратеры и на-
плывы металла, влияющие на электрическое поле между
электродами и изменяющие характеристики разрядника.
Для уменьшения износа разрядники изготовляют из эро-
зионностойрих металлокерамических материалов.
Применение звукоизолирующих стальных кожухов
толщиной 3—5 мм позволяет снизить уровень шума, воз-
никающего при срабатывании разрядника в два раза.
При коммутации больших энергий становится необ-
ходимым применение нескольких разрядников, разделя-
ющих разрядную цепь ГИТ на параллельные ветви (сек-
ции). В качестве секций применяются базовые ГИТ,
включаемые на электрод параллельно. Энергия конден-
саторной батареи передается к нагрузке И электродной
системой и линией передачи энергии, являющейся со-
ставной частью шинопровода генератора.
Элементы зарядного контура и схема управления
(СУ) генератора соединяются кабелями и проводами,
рассчитанными на заданное напряжение и величину про-
ходящего тока. При соединении элементов разрядного
контура генератора необходимо обеспечить следующие
требования, характерные для ГИТ:
индуктивность соединительных элементов, связующих
емкостный накопитель с нагрузкой, должна быть мини-
мальной;
изоляция соединительных элементов должна иметь
достаточную электрическую прочность при импульсных
напряжениях;
конструкция соединительных элементов должна ис-
62
ключйть возможность развития скользящих разрядов по
поверхности изоляции;
наружная изоляция отрицательного коаксиального
кабеля передачи энергии должна иметь достаточную
электрическую прочность по отношению к заземлителю
| не менее (0,44-0,5) Uo, где Uo — рабочее напряжение ге-
нератора] ;
сечение токопроводов соединительных элементов дол-
жно обеспечить прохождение больших импульсных токов
без теплового разрушения изоляции;
токопроводы, изоляция и элементы крепления линии
должны быть достаточно гибкими и противостоять удар-
ным электродинамическим нагрузкам;
срок службы соединительных элементов должен пре-
вышать срок службы конденсаторов и других элементов
разрядного контура (за исключением электродов).
Электроды электрогидравлических установок одно-
временно являются элементами разрядного контура ге-
нератора и технологического блока установки.
Число синхронно включаемых разрядных контуров в
основном определяется полной энергией разряда. При
•ш'ргйи разряда 25—45 кДж обычно используют один
разрядный контур, т. е. энергия разряда выделяется в од-
ном канале разряда. При большой энергии разряда чис-
ло синхронно включаемых разрядных контуров увеличи-
вается и иногда достигает 8—10.
В состав блока защиты (БЗ) входит специальное обо-
рудование, служащее для защиты энергетического элек-
|рооборудования при нарушении режима эксплуатации
i оператора, а также для обеспечения безопасности
• |.сплуатации. Основным элементом БЗ является систе-
ма электроблокировок для заземления конденсаторов
после отключения генератора от сети.
В генераторах импульсных токов в качестве изоляции
госдинительных элементов используют полиэтилен, вини-
irincr и вакуумную резину. В малоиндуктивных разряд-
ных контурах соединение элементов осуществляется с
Помощью малоиндуктивных и разночастотных кабелей
Юрок КПВ, РК и РКГ. В установках, где используются
•(книжные электроды, участок линии передачи энергии
о ра (рядника к электроду выполняют с помощью гибко-
• провода, помещенного в шланг.из вакуумной резины
। inициной стенки 10—20 мм.
63
РЗ
6Т
Р2
Рис. 3.6. Элементы защиты в раз-
рядном контуре генератора
&
0-
Во время разряда в
различных элементах ус-
тановки, в том числе и в
наружной оплетке коакси-
ального кабеля, может
возникать значительная
разность потенциалов по
отношению к заземлите-
лю (особенно в режиме
короткого замыкания на
межэлектродном проме-
жутке). Наружной изоляции кабеля иногда оказывается
недостаточно, из-за чего возможны ее пробои в местах
касания с генератором или установкой. Поэтому малоин-
дуктивные кабели крепят к панелям из изоляционного
материала или на изоляторах.
Генератор снабжается элементами защиты, обеспечи-
вающими безопасное его обслуживание и нормальную
работу его элементов.
Чтобы снять напряжения с конденсаторов после их
отключения, используют высоковольтные блокировки,
замыкающие разрядный контур накоротко. Для повыше-
ния надежности закорачивания выводов конденсаторов
обычно используют две параллельно подключенные бло-
кировки (рис. 3.6). Одна из них ЭБ1, замыкающаяся пер-
вой, подсоединена к разрядному контуру через резистор
R1, который обеспечивает разряд полностью заряженной
батареи конденсаторов за время, не превышающее 1 с.
В целях защиты электрооборудования от превышения
напряжения выше номинального параллельно блокиров
кам включается защитный искровой разрядник РЗ и рези-
стор R2. Разрядник РЗ калибруется на заданное напря-
жение и призван закоротить конденсаторы через резистор
R2, как только напряжение на нем превысит номиналь-
ное. Согласно требованиям техники безопасности генера
тор должен быть оснащен разрядной штангой.
Кроме электроблокировок генератор оснащается эле
ментами защиты от коротких замыканий на межэлек-
тродном промежутке (в воде) и другими элементами
защиты.
В схему управления СУ входят элементы управления,
контроля и сигнализации работы электрических цепей
генератора. Входящее в схему управления электрообору
дование размещается в щите и на пульте управления.
64
Основными параметрами генераторов, характеризую-
П1Х их возможности, являются рабочее напряжение U,
индуктивность L разрядного контура, энергия W импуль-
I, емкость С батареи конденсаторов, вид нагрузки и
ыксимальная частота следования импульсов.
Параметрами, по которым классифицируются генера-
шры импульсных токов электрогидравлических устано-
вок, являются следующие: энергия импульса — малая
। Hi 103 Дж); средняя (103—104 Дж), большая (свыше
10* Дж); число каналов — одноканальные и многокана-
п.ныс; длительность импульсов — наносекундные и мик-
х екундные; частота следования импульсов — низкочас-
кнные (до 10 Гц) и высокочастотные (свыше 10 Гц).
1п.тазон величин указанных параметров весьма широ-
( ни, особенно основных параметров '— энергии в импуль-
(5—150 кДж) и длительности импульса (100—
по мкс).
Па рис. 3.7 представлена схема ГИТ пресса мод. Т1220
•Li.ioh мощности (энергия в импульсе 10 кДж, рабочее
и шряжение — 10 кВ, частота следования импульсов —
1 ’ । имп/с).
I ИТ электрогидравлической установки работает сле-
цкнцим образом. При подключении генератора к пита-
ющей сети происходит повышение напряжения и выпрям-
ii iiiic зарядного тока накопителя. Через промежуток
)>< мени, определяемый мощностью конденсаторной ба-
рн п, мощностью и КПД зарядного устройства, конден-
I горная батарея заряжается до заданного рабочего на-
пряжения. При срабатывании высоковольтного коммута-
I । । накопительная емкость с помощью линии передачи
и1< ргни и электродной системы подсоединяется к на-
ше.
Высоковольтные импульсные конденсаторы, работаю-
ццц‘ в ГИТ, должны Обладать возможно большим запа-
t"M энергии в единице объема, малой внутренней ин-
ншностью, высокой прочностью всех контактных
гниений и небольшим габаритом. Конструкция кон-
вик агора должна обеспечивать удобное соединение
hi 'н нсаторов в батарею.
Конденсаторы должны иметь достаточную долговеч-
гь в режиме многократных разрядов, малые активные
и индуктивные сопротивления. Кроме того, конденсаторы
• 1жны допускать 5—10 % общего числа разрядов в
Киме короткого замыкания. При этом резко возраста-
>
65
ют потери энергии в самом ^конденсаторе и динамические
усилия, испытываемые его секциями и выводами.
Ряд импульсных конденсаторов (типов КЭМ, ИК,
ИКВГ и ИКГ), созданных на основе бумажно-масляных
диэлектриков, характеризуются небольшими габаритом
и массой и удобны при монтаже малогабаритных ГИТ.
От надежной работы ГИТ зависит работа всей элек-
трогидравлической установки, поэтому важное значение
имеет его обслуживание при регулировке, настройке и в
процессе эксплуатации. Перед вводом генератора в
эксплуатацию проводят необходимые проверки и регули-
66
ронки. После монтажа необходимо убедиться в отсутст-
HIHI повреждений изоляторов и корпуса ГИТ, а также
н:чн масла в местах уплотнений и сварки (в случае утеч-
ки масла необходимо устранить ее и долить недостающее
(йличество масла).
Затем проверяют параметры отдельных элементов
I I IT в такой последовательности: проверяют электричес-
кмо прочность масла высоковольтного выпрямителя;
и нчеряют сопротивление изоляции цепей высокого и низ-
|<>го напряжения относительно корпуса генератора (при
ним пробивной предохранитель, шунтирующие конден-
иоры и импульсные конденсаторы должны быть
чключены); проверяют исправность пробивного предо-
хранителя; протирают спиртом изоляторы импульсных
ннденсаторов, высоковольтного выпрямителя, коммута-
ционного разрядника, места разделки коаксиальных ка-
ИГЛСЙ.
Если при указанных проверках не будет обнаружено
шклонений от требований технической документации,
I 11Г можно подключать к питающей сети. В ГИТ с селе-
!«1ными выпрямителями, длительно (более шести меся-
н), находившемся в нерабочем состоянии, следует
ронести подформовку выпрямителей. Для этого необ-
। щмо: отключить импульсные конденсаторы от высоко-
> и.тного выпрямителя и закоротить их выводы; подклю-
||ц> ГИТ к сети через автотрансформатор на напряжение
0 1 Пн, где Un — номинальное напряжение генератора,
|и11ышая напряжение на 5 кВ (с выдержкой времени на
• влхдой ступени 3—5 мин), довести его до 0,5 Йн; подать
поминальное напряжение и выдержать 1—2 ч.
При отсутствии автотрансформатора (для подформов-
ui выпрямителя) допускается включение выпрямителя
। полное напряжение сети с выдержкой в течение 2 ч.
1пс.ле этого подсоединяют импульсные конденсаторы и
। почают ГИТ в сеть в соответствии с принципиальной
гч'мой установки. Перед пуском проверяют рабочий про-
М< жуток коммутационного разрядника, который должен
। кпиетствовать заданному рабочему напряжению.
11осле включения ГИТ в сеть проверяют частоту сле-
п.шия импульсов. В случае отклонения от заданной
шчины частоту регулируют путем настройки зарядной
п-мы генератора. При индуктивном токоограничении
I граивают дроссель, для чего в его магнитопроводе
меняют величину немагнитного зазора. При увеличе-
67
linn зазора частота следования импульсов растет, при
уменьшении — снижается. При активном токоограниче-
iiiiii тмс няют зарядное сопротивление.
Состояние и работоспособность электрооборудования
кон । |к>,пируют путем его ежемесячного осмотра, ежене-
Н'льпых профилактических работ, ежегодного текущего
и капитального ремонта с последующим испытанием
).'|ектрооборудования.
Ежедневный осмотр осуществляется (при полностью
<п ключенном генераторе) двумя дежурными оператора
мн сдающим и принимающим смену. При этом визу-
ально проверяют- исправность ограждений; целостность
запоров; отсутствие в высоковольтном помещении посто-
ронних предметов; отсутствие пыли, грязи и трещин на
изоляторах; отсутствие вспучивания стенок конденсате
ров и следов вытекания пропитывающей жидкости; це
лостность плавких вставок у предохранителей открытого
типа; исправность цепи разрядного контура; состояние
токоведущих и изоляционных частей рабочего электро-
да; исправность всех контактов в электрической схеме
генератора (токоведущие шины, заземлители, разъеди-
нители и др.); исправность блокировок безопасности; на-
личие и качество защитных средств и средств тушения
пожара.
Проверяют состояние пробивных предохранителей,
при обнаружении дефектов на изоляционных поверхнос
тях электродов их заменяют. Если длина выступающего
токоведущего стержня электрода менее 30 мм, его удли-
няют до 80 мм или заменяют электрод. Все обнаружен-
ные дефекты высоковольтного оборудования должны
быть тут же устранены.
Внеочередные осмотры высоковольтного оборудова
ния производятся при появлении разрядов (треска) в
конденсаторах и высоковольтном выпрямителе; повыше-
нии рабочего напряжения или температуры окружающе
го’ воздуха до значений, близких к предельно допусти
мым; при других явлениях, препятствующих нормальной
работе оборудования. Результаты осмотра должны был
зафиксированы в эксплуатационном журнале.
Ежегодный текущий или капитальный ремонт прово
дят в следующих случаях: силовые импульсные кондеи
саторы выработали свой ресурс; рабочие поверхности
68
коммутационного разрядника износились выше допусти-
мого предела; вышли из строя выпрямители и др. При
том заменяют вышедшие из строя элементы.
§12. Технологический блок
Технологический блок является основной частью прес-
са или установки. Главными элементами конструкции
технологического блока являются станина, универсаль-
ная разрядная камера с электродами и механизм сило-
вого замыкания оснастки. Кроме этого, в состав техно-
логического блока входят: гидроагрегат с системой мас-
I'nc 3.8. Конструкции технологических блоков электрогидравлических
прессов:
вертикальный пресс колонного типа с верхним расположением разрядной
»меры и нижним расположением силового гидроцилнндра; б — вертнкаль-
•'>(1 пресс с С-образной' станиной, нижним расположением разрядной камеры
•• верхним расположением силовых гидроцилиндров; в — вертикальный nj5ecc
loirnoro типа с подвижной разрядной камерой и верхним расположением
11иного гидроцилиндра; г — горизонтальный пресс со станиной рамного ти-
। » и клиновым механизмом для силдвого замыкания оснастки; д — горизон-
Ы1ЫЙ пресс колонного типа с клинорычажным механизмом для силового
замыкания оснастки
69
.кми.тбженпя; система водоснабжения с указателем уров-
ня поди; механизм перемещения оснастки й др.
Конструкции технологических блоков (рис. 3.8) отли-
чаются большим разнообразием и зависят от типа уста-
новки, степени ее автоматизации, формы и размеров
штампуемой детали.
Станина технологического (‘блока электрогидравличе-
скон установки по внешнему виду похожа на станину
традиционного кузнечно-штамповочного оборудования.
Злс'кгроимпульсные прессы выпускаются в основном в
вертикальном и реже в горизонтальном (для штамповки
деталей из трубчатых заготовок) исполнении. Станины
прессов, как правило, конного типа (неподвижные попе-
речины соединяются четырьмя колоннами). Станины
вертикальных прессов бывают рамного и С-образного
вида. Иногда прессы оснащаются выдвижными столами,
что значительно упрощает и облегчает смену оснастки и
делает более удобным установку заготовок и съем от-
штампованных деталей.
Технологический блок установок малых энергий (за-
пасаемая энергия до 45 Дж), показанный на рис. 3.9,
состоит из четырехколонного пресса, рабочей камеры, си-
стемы подачи воды, стола, одной подвижной и двух не-
подвижных траверс, механизма прижима и перемещения
оснастки, гидроагрегата, ме-
ханизма подъема стекла за-
щитного кожуха. Верхняя не-
подвижная траверса 3 (см
рис. 3.9), стол 9 и колонны 7
образуют жесткую раму, при-
нимающую на себя основную
рабочую нагрузку. С помощью
силового гидроцилиндра 1 и
клинорычажного механизма
(поз. 2 и 4) производят зажим
оснастки 8 и прижим заготов-
ки. Механизм прижима (ход
90—150 мм) оснащен фикси
рующим устройством. Для то
го чтобы раскрыть оснастку,
разрядную камеру поднимают
силовым гидроцилиндром 1
С помощью плиты 10, совер
шающей возвратно-поступа
Рис. 3.9. Схема технологиче-
ского блока установки ма-
лых энергий
70
(ельное движение, матрица с расположенной на ней за-
1()товкой выдвигается из рабочей зоны в зону обслужи-
вания и обратно.
Разрядная камера обычно располагается вверху.
Пресс оснащен специальными механизмами для подачи
(в рабочую зону) и перемещения (в зону обслуживания)
оснастки. Разрядная камера крепится к нижней подвиж-
ной траверсе 5, а матрица — к столу 9. Технологическая
оснастка, состоящая из матрицы и камеры, может иметь
различную высоту. В зависимости от высоты применяе-
мой оснастки полржение подвижной траверсы 5 регули-
руется с помощью винта 6, который получает вращение
о г гидромотора через червячную передачу. Последняя
оснащена также запасным ручным приводом. Внутри
пола 9 расположены гидроагрегат, который служит ис-
точником энергии всех гидроприводов технологического
блока, а также насос и водяная система, предназначен-
ные для заполнения водой разрядной камеры.
Рабочая зона пресса во время работы закрывается
ыщитным стальным кожухом, в который вмонтировано
<'текло. При подъеме разрядной камеры стекло также
поднимается в крайнее верхнее положение, при этом
пключение генератора исключается благодаря блоки-
ровке.
Рабочая емкость — основная часть технологического
блока, образуемая разрядной камерой, оснасткой и уста-
новленной в ней заготовкой.
В разрядной камере, заполненной водой, происходит
ыектрический высоковольтный разряд, совершающий
работу по деформированию заготовки. Эффективность
процессов электрогидравлической штамповки зависит от
формы и размеров камеры, а также от ее расположения
«нносительно заготовки.
Разрядные камеры (рис. 3.10) в зависимости от того,
н'рметизируются они при штамповке или нет, подразде-
яются на закрытые и открытые. Камеры открытого типа
(рис. 3.10, а) наиболее просты по конструкции и обычно
применяются для штамповки плоских и пространствен-
ных заготовок в единичном производстве, а также при
п ц отовлении крупногабаритных деталей (размером свы-
ше 1200—1500 мм). При штамповке в открытой камере
и । заготовку воздействует ударная волна, отраженная от
< iviioK камеры или специального отражателя.
71
a)
г)
Рис. 3.10, Разрядные камеры для штам-
повки деталей из плоских листовых за-
готовок:
а — закрытая двухэлектродная; б — закрытая
одноэлектродная с поперечным разрядом;
в — закрытая с неподвижным электродом и
автоматической подачей проволоки; г — от-
крытая с неподвижным электродом и авто-
матической подачей проволоки; 1 — стержень
электрода; 2 — изолятор электрода; 3 — мат-
рица; 4 — заготовка; 5 — взрывающаяся про-
волочка
Рис. 3.11. Закрытые разрядные камеры кля штамповки пространст-
венных деталей:
а — двухэлектродная с внутренним расположением электродов; б — одноэлек-
тродная с продольным разрядом; в — то же, с неподвижным электродом и
автоматической подачей проволоки; 1 — стержень электрода; 2 — изолятор
электрода; 3 — матрица; 4 — заготовка; 5 — отражатель; 6 — взрывающаяся
проволочка
В условиях серийного производства более эффектив-
но применение закрытых камер (рис. 3.10, а—в), кото-
рые имеют следующие преимущества по сравнению с от-
крытыми: только одна сторона заготовки контактирует с
водой; небольшой объем жидкости; уменьшаются потери
энергии.
Разряд в закрытой камере осуществляется: между
двумя электродами (рис. 3.10, а и 3.11, а)-, между одним
72
электродом и корпусом камеры
(рис. 3.11, б) или корпусом оснаст-
ки (рис. 3.10, б). Разряд может осу-
ществляться с помощью инициирую-
щей проволочки (рис. 3.10, в, г и
3.11, в).
В закрытой камере для раздачи
трубчатой заготовки, показанной на
рис. 3.12, электроды размещаются
пне заготовки. Возможна конструк-
ция камеры, в которой электроды
размещаются внутри заготовки, в
этом случае для возможности уда-
ления готовой детали из штампа
один из электродов должен переме-
Рнс. 3.12. Закрытая
камера для раздачи
трубчатой заготовки:
/ — матрица; 2 — травер-
са; 3 — заглушка; 4 —
заготовка; 5 — вода; 6 —
электрод; 7 — разрядная
камера
щаться вдоль оси заготовки, что
требует дополнительной операции «подвод — отвод элек-
трода из рабочего положения». С помощью подвижного
электрода зона разряда может приближаться к любой
заданной точке рабочего объема камеры, что позволяет
изготовлять детали больших размеров.
Конфигурация разрядной камеры определяется типом
н формой электродов, а также условиями наиболее эф-
фективной передачи энергии заготовке.
Для наиболее эффективного использования энергии,
выделяемой в канале разряда, разрядные камеры долж-
ны иметь такую конфигурацию, чтобы при штамповке
деталей из плоской заготовки получить в выходном сече-
нии камеры (в плоскости заготовки) максимальную энер-
гию ударной волны и гидропотока, а также максималь-
ное давление на фронте ударной волны. Эти пара-
метры должны быть одинаковы по всей площади
<.| готовки. г
Для получения в выходном сечении камеры макси-
мальной энергии необходимо, чтобы ударная волна до-
стигала заготовки после однократного отражения от
ггснок камеры. Если отраженные от стенок камеры вол-
ны одновременно подходят к выходному сечению, то
фронт отраженных волн будет плоским, т. е. создаются
наиболее благоприятные условия для штамповки плоских
ыготовок. Выполнение указанных требований возможно,
I ели конфигурация внутренней полости камеры пред-
ставляет собой параболоид вращения, а разряды произ-
водятся в его фокусе.
73
В многоэлектродных разрядных камерах с некруглым
выходным сечением не удается полностью обеспечить
о (повременный подход отраженных волн к заготовке.
Для получения максимальной энергии гидропотока в вы-
ходном сечении камеры ее конфигурация должна обеспе-
чить разгон жидкости в одном направлении, для чего по-
лость камеры необходимо выполнить в виде усеченного
конуса, а разряды производить у дна камеры.
Приближение канала разряда к выходному сечению
камеры допустимо до определенного предела. Увеличе-
ние амплитуды импульса прямой ударной волны на уча-
сток заготовки, находящейся вблизи от электродов, сни-
жает равномерность распределения давления по всей
площади заготовки.
Таким образом, к форме разрядных, камер и располо-
жению в ней электродов предъявляются разнообразные
требования. Поэтому желательно иметь разрядные каме-
ры для различных операций штамповки. Например, для
вытяжки нужна камера с максимальным использовани-
ем гидропотока, а для формовки мелких рельефов с ма-
лыми радиусами кривизны—камера с максимальной
амплитудой импульса давления в выходном сечении.
В крупносерийном производстве целесообразно для
изготовления каждой детали (или группы деталей) иметь
индивидуальную камеру, а в мелкосерийном производст-
ве применяют универсальные камеры с изменяющимся
расположением электродов для более полного использо-
вания энергии импульса.
Стенки разрядной камеры в процессе эксплуатации
испытывают значительные динамические нагрузки, вы-
зываемые интенсивными ударами рабочей жидкости. По-
этому срок службы камеры определяется состоянием ее
рабочей поверхности. В процессе изготовления детали на
поверхности стекол камеры появляются микро- и макро-
трещины, что может привести к разрушению камеры да-
же при относительно небольших нагрузках. Для повыше-
ния стойкости стенки камеры упрочняют путем поверх-
ностного пластического деформирования, термической и
термохимической обработки.
Минимальная толщина стенки зависит от внутренних
размеров камеры (диаметр, высота) и энергии импульса.
Камеры изготовляют из сталей 45, СтЗ; 35Л, твердость
рабочей поверхности HRC 32—45. При штамповке про
странственных деталей, когда камера является одновре-
74
мснно матрицей, камеру выполняют в соответствии с тре-
бованиями, предъявляемыми к матрицам.
В нижней части камеры имеется отверстие, через ко-
lopoe поступает вода, а в верхней — отверстие для выхо-
да воздуха. В плоскости разъема камеры (т. е. в месте ее
контакта с заготовкой) предусмотрены канавки для уп-
лотнения, которое должно быть надежным и предотвра-
щать утечку воды на протяжении всего времени работы.
.Эффективность использования энергии разряда зависит
от взаимного расположения разрядной камеры и матри-
цы технологического блока.
В промышленности обычно применяются прессы с
верхним (над заготовкой) и реже с нижним (под заго-
ювкой) расположением разрядных камер. Преимущест-
вами нижнего расположения камеры являются отсутст-
вье необходимости полностью сливать воду из камеры
после штамповки каждой детали, удобство обзора и об-
служивания электродов и камеры, улучшение условий
для укладки заготовки и удаленйя готового изделия, бо-
лее полное использование энергии газового пузыря, а к
ведостаткам относятся невозможность полностью уда-
шть воздух из камеры и сложность крепления ос-
настки.
11а рис. 3.13 показана схема закрытой штамповки де-
гали из плоской листовой заготовки с нижним и верхним
расположением разрядной камеры, а на рис. 3.14 — схе-
мы открытой штамповки трубчатых заготовок.
При раздаче трубчатых заготовок обычно применя-
кнся разъемные матрицы, причем разрядная камера
размещается внутри обрабатываемой детали. По схеме,
показанной на рис. 3.14, а, матрица устанавливается в
конусное гнездо контейнера, а по схеме, показанной на
рис. 3.14, б, труба размещается между полуматрицами,
приводимыми гидроцилиндрами.
Схемы открытой штамповки труб имеют следующие
недостатки: затруднены установка заготовки и съем го-
нкой детали (при съеме детали необходимо удалять, а
нрн установке заготовки — вновь ставить верхний элек-
|род), что снижает стабильность процесса; размер элек-
। родов зависит от формы и размеров трубчатой заготов-
। н, в результате чего при раздаче труб малого диаметра
• к’ктроды имеют малое сечение и, как следствие, малую
юнкость; при штамповке труб малого диаметра из-за
небольшого зазора между электродами и стеклами тру-
75
Pitc. 3.13. Схема закрытой штамповки детали из плоской листовой
заготовки с нижним (а) и верхним (б) расположением разрядной
камеры:
/—подвижная траверса; 2— матрица; 3 — заготовка; 4— электрод; 5 — вода;
6 — неподвижная траверса; 7 —разрядная камера
Рис. 3.14. Схема открытой штамповки трубчатых
заготовок:
1 — контейнер; 2 — матрица; 3 — траверса пресса; 4 — заглушка,
5 — заготовка; 6 — вода; 7 — разрядная камера; 8— электроды
бы возможен разряд между электродом и деталью, а не
между электродами, что приводит к дефектам на внут-
ренней поверхности детали.
На рис. 3.15 показаны схемы закрытой штамповки
(раздачи и калибровки) трубчатых заготовок, применя-
емых на машинах отечественного производства. Такие
машины позволяют уменьшить шум и повысить эффек-
тивность при работе. При расположении разрядной ка-
меры ниже заготовки (рис. 3.15, 6) качество обрабаты-
ваемых деталей улучшается.
Независимо от расположения камеры и матрицы воз-
дух между заготовкой и матрицей должен быть удален с
целью облегчить деформирование материала. Для этого
в матрице предусматриваются отверстия на установках
для штамповки крупногабаритных деталей — системы
вакуумирования (отсоса).
76
Рис. 3.15. Схемы закрытой штамповки трубчатых заго-
товок с расположением разрядной камеры внутри (и)
и ниже (б) заготовки:
1 — матрица; 2 — разрядная камера; Р — усилие прижима
Электрод — один из важнейших элементов раз-
рядного контура. Сочетание разнообразного расположе-
ния электродов в разрядной камере с различными мето-
ътми инициирования пробоя позволяет значительно рас-
ширить номенклатуру штампуемых работ.
Наиболее просты по конструкции электроды, работа-
ющие в условиях пробоя разрядного промежутка, однако
их применение приводит к большим потерям энергии
(до 20—60 %) при формировании пробоя. Кроме, того,
при пробое разрядного промежутка не всегда удается
обеспечить оптимальные условия выделения энергии в
к .шал разряда.
Использование электродов, в которых инициирование
разряда осуществляется с помощью взрывающейся про-
полочки, значительно снижает потери энергии в период
формирования пробоя. Однако такие электродные систе-
мы, оснащенные устройствами и механизмами для пе-
риодической подачи проволочки, более сложны.
Изоляция электродов должна обеспечивать герметич-
ность в местах ввода электродов в разрядные камеры.
< гержни электродов изготовляют обычно из стали СтЗ,
1 также из коррозибнно'-стойкой стали. Для изоляции ра-
бочей части электрода применяются полиэтилен, вакуум-
ная резина, полиуретан и стеклопластики.
11а рис. 3.16 показана электродная система с разряд-
ным промежутком, применяемая в закрытых разрядных
»л мерах прессов с малой энергией. Пробой разрядного
промежутка осуществляется между насадкой 5 токо-
проводящего стержня положительного электрода 1 и
77
Рис. 3.16. Электродная схе-
ма с разрядным промежут-
ком
элементом 6 рабочей камеры
Полиэтиленовая изоляция 4
токопровода 2 и токопроводя
щего стержня электрода 1 Име-
ет в нижней части зазор 3, за
полняемый водой, благодаря
чему исключается возможность
развития разряда по поверхно-
сти изоляции.Длина разрядно-
го промежутка 10—25 мм (в
зависимости от конкретных ус-
ловий штамповки и парамет-
ров разрядного контура), а рас-
стояние между открытыми ме-
таллическими частями токово-
да (электрода) и оснастки
(пресса) в 2—5 раз больше
В процессе разряда проис-
ходит эрозия (унос частиц металла) электрода. По мере
эрозионного износа диаметр насадки 5 (см. рис. 3.16)
уменьшается, а межэлектродное расстояние увеличивает-
ся, что приводит к нестабильности разрядов и, как след-
ствие, требует периодической замены насадки.
Стойкость электрода определяется его способностью
противостоять эрозии и длительное время испытывать
динамические (ударные) нагрузки, не разрушаясь и не
деформируясь. Возникающие при электрическом разряде
в жидкости ударные волны и гидропоток не только де-
формируют заготовку, но и воздействуют на все детали,
образующие замкнутое рабочее пространство. Сопутст-
вующие разряду высокая температура, магнитные и
электрические поля тоже воздействуют на детали рабо-
чей камеры. Периодическое действие комплекса этих на-
грузок приводит к выходу из строя деталей электрода
Стойкость электрода и технологической оснастки за-
висит от условия электрического разряда — пробоя жид-
кости или разряда с помощью инициатора. На стойкость
влияют также конструктивные характеристики оснастки
и электрода, параметры разрядного контура (напряже-
ние, индуктивность, емкость) и др. Стойкость электрода
обычно ниже стойкости технологической оснасгки. Вре-
мя, затрачиваемое на замену электродов, уменьшает
производительность Оборудования.
В рабочей камере, как правило, устанавливают не-
78
t колько пар электродов, а требуемую длину разрядного
промежутка получают путем регулирования расстояния
нжду электродами в каждой napte. В зависимости от
• онфигурации штампуемой детали и прочностных харак-
ирнстик материала заготовки требуемое число конден-
соров разряжают на одну или несколько пар электро-
юн. В ряде случаев электроды выполняют качающимися
и.< шарнирной опоре, что позволяет регулировать рас-
гпяние от канала разряда до заготовки.
1\ материалам для изготовления изоляторов предъяв-
1ЯЮТСЯ следующие требования: высокая электрическая
прочность, достаточная для изоляции электрода от дру-
|нх токоведущих частей и обеспечивающая минимальный
। .(барит электродного узла; высокая механическая проч-
ность и достаточная упругость при способности сохра-
нить эти свойства в течение длительной эксплуатации;
пысокая термическая стойкость; хорошая обрабатывае-
мость и низкая стоимость.
Полиэтиленовый изолятор в процессе работы теряет
пои упругопластические свойства и выходит из строя в
рг >ультате хрупкого разрушения. Стойкость применяе-
мой изоляции возрастает с увеличением оголенной части
юктрода. При этом также возрастает и энергия форми-
рования разряда, что приводит к уменьшению длины ис-
» рового промежутка и нестабильности выделения энер-
। пн Оптимальная площадь поверхности неизолированно-
Го электрода, контактирующей с водой, составляет 3—
I см2. Применение изолятора с водяным зазором у токо-
недущего стержня повышает стойкость изолятора в 8—
И) раз.
Механизм прижима служит ддя герметизации
p.i |рядной камеры и для предотвращения складкообразо-
шия на фланце заготовки при вытяжке. Усилие прижи-
м,1 при импульсной штамповке значительно больше, чем
мри традиционной.
Герметизацию разрядной камеры путем силового за-
икания оснастки осуществляют двумя способами —
। ндроцилиндром (одним или несколькими) или гидроци-
пндром (а также другим приводом) в сочетании с кли-
повыми или клинорычажными механизмами. Оба эти
। нособа широко применяются при штамповке деталей из
и юских и трубчатых заготовок. При использовании кли-
повых или клинорычажных механизмов изменяется габа-
piii оснастки, что требует регулировки межштампового
79
Рис. 3.17. Схема поворотного ме-
ханизма для перемещения
оснастки:
/ —- стол; 2«— ось; 3 — рычаг; 4 — гид-
роцилиндр; 5 — кронштейн; 6 — осна-
стка; 7 — стол
расстояния, осуществля
емой с помощью пары
винт — гайка, встроен
ной в пресс.
Механизм пере
м е щ е н й. я ’ оснастки
предназначен для облег
чения ее установки и пе
редвижения в рабочую
зону и зону обслужива
ния\
На рис. 3.17 показана
схема поворотного меха
низма для перемещения
оснастки, оснащенного
гидравлическим приво
дом (привод может быть
и электрический). С по
мощью этого механизма
оснастка массой до 200 кг
поворачивается на угол
до 70°.
На электрогидравлических прессах с малой энергией
используются механизмы перемещения с гидравличес-
ким приводом в сочетании с рычажным устройством, а
на прессах для штамповки крупногабаритных деталей —
механизмы с электроприводом в сочетании с канатным
приспособлением:
С помощью гидросистемы осуществляется пере
мещение всех исполнительных органов пресса: траверсы,
винта (для регулирования высоты рабочего пространст
ва), механизма силового замыкания, выталкивателя от-
штампованных деталей. Гидросистема представляет со-
бой комплекс гидрооборудования, включающий в себя
насосы, аппаратуру управления, трубопроводы, гидро-
двигатели, бак, фильтры, манометры, демпферы и др.
Система водоснабжения, обеспечивающая
заполнение разрядной камеры водой и удаление воды по-
сле выполнения работы, бывает проточной и с замкнутым
циклом. Проточная система, где вода непрерывно пода-
ется в оснастку, протекает через камеру с момента нача-
ла заполнения и до окончания рабочего процесса и ели
вается в канализацию, проста и надежна в работе, по
требует большого расхода воды.
80
При замкнутой сис-
еме вода может испо-
и..юваться многократ-
но. В процессе работы
у тельное сопротивление
поды может меняться,
шитому по мере необ-
i'Uimocth воду обнов-
i тот и очищают. При
шстаточпой емкости
Рис. 3.18. Принципиальная схема
вакуумирования полости матрицы
о.)ка изменением свойств воды иногда можно пренебречь.
Многократно использованную воду по мере загрязнения
окачивают в канализацию.
Система водоснабжения состоит из насосов, бака,
к ыпанов, кранов, манометров, устройства контроля на-
|П'1Пя воды, а также трубопроводов (всасывания, иагне-
ыния и слива).
Вакуумирование полости матрицы благоприят-
но влияет на процесс штамповки, особенно тонкостенных
(«готовок. Благодаря вакуумированию давление в нача-
к- процесса штамповки равномерно распределяется по
поверхности заготовки, а в конце процесса штампуемый
материал плотно прилегает («присасывается») к стен-
ком матрицы. Достаточная эффективность вакуумирова-
нии достигается при давлении, не превышающем
HI1 Па.
I [ринципиальная схема вакуумирования полости ма-
||>пцы приведена на рис. 3.18. Вакуум в полости матри-
цы 1 создается с помощью насоса 6. Контроль степени
। .и- уумирования определяют по вакуумметру 4. Чтобы не
«цвести насос из строя, система включает в себя влаго-
1Н (слитель 5, устройство 2 контроля наличия воды и
• нч< громагнитный клапан 5. Если из-за нарушения уп-
U1I пения или разрыва заготовки вода попадает в матри-
п, / и во влагоотделитель 5, то устройство 2 включает
цикуумный насос бис помощью клапана 5 защищает его
l попадания влаги. При этом клапан 5, отключая по-
L (пнчь матрицы от системы вакуумирования, сообщается
। и гмосферой. Через этот же клапан подают сжатый воз-
К 1 > к. для удаления из матрицы детали.
Ихнологический блок содержит механизм пере-
гщения электрода с приводом от гидроцилинд-
1|н1 Размещенный внутри высокой заготовки электрод
I ч/кег перемещаться по вертикали как во время нал ад-
81
ьи, гак и в процессе рабочего цикла. При этом специаль
пын указатель, гибко связанный с электродом, определи
ет его положение в любой момент перемещения.
§ 13. Технологическая оснастка
Технологическая оснастка для электрогидравлической
штамповки незначительно отличается от оснастки для
традиционной штамповки. Имеющиеся отличия опреде
ляются особенностями электрогидравлического процесса
п типом применяемой установки.
Объем газов, образующихся при испарении иницииру
юшей проволочки, неизмеримо мал по сравнению с объ
емом газов, образующихся при сгорании взрывчатых
веществ. Поэтому в отличие от оснастки для взрывной
штамповки технологическая оснастка для электрогид
равлической штамповки может быть закрытой. Кроме
того, при закрытой штамповке отраженные от оснастки
ударные волны создают дополнительную энергию.
Технологическая оснастка должна обеспечивать по
лучение качественной детали и обладать достаточной
стойкостью. При этом оснастка должна быть техноло-
гичной в изготовлении и ремонте. Материал матриц зави
сит от масштабов производства, размеров, формы и ма
териала штампуемой детали и вида выполняемой опера
ции..
Материал для изготовления матриц вы!бирают в пер
вую очередь в зависимости от серийности производства
Конфигурация и материал матрицы для штамповки по
лых деталей зависят от вида операции и числа шатмпуе
мых деталей.
Матрицы для штамповки деталей из листовых загото
вок изготовляют из углеродистой и конструкционной ста
ли, чугуна, сплава АЦ-13, железобетона, пластмассы и
дельта-древесины.
При небольшом числе (до 10) деталей в партии ма
трицы могут быть выполнены наборными (из фанеры и
эпоксидных смол), что значительно сокращает расходы
Если энергию электрического разряда можно дозировать,
то матрицу изготовляют из эпоксидных смол.
При штамповке деталей из листа толщиной до 1 мм
из мягкой стали и цветных металлов (при годовой про
грамме до 1000 деталей) матрицы изготовляют из сталей
45 и 50. Для матриц простой формы используют стали
82
\8и У8А. При штамповке твердых материалов матрицы
выполняют из сталей Х12Ф, 7X3 и т. и. Матрицы для вы-
П1ЖКИ крупногабаритных деталей из коррозионно-стой-
кой стали отливают из чугуна СЧ 32 и стали 35ЛШ.
Внутреннюю поверхность литых матриц обрабатывают
но форме штампуемой детали. Рабочую поверхность
. (альной матрицы покрывают эпоксидными смолами (до-
11.(точно прочными и износостойкими материалами).
Шероховатость рабочей поверхности матриц должна
быть не ниже 8-го класса, а при штамповке полированно-
Г'.) листа — на один класс выше шероховатости поверхно-
сгн заготовки; шероховатость опорной поверхности мат-
рицы должна соответствовать 4-му классу. Точность из-
пиовления матрицы на два квалитета выше точности
к иотовления детали.
При штамповке деталей из плоской заготовки матри-
цу выполняют цельной, а при штамповке пространствен-
ной (трубной) заготовки— из двух частей.
Крупногабаритные детали (типа днищ диаметром
1()()0—2000 мм) штампуют в одной универсальной матри-
।, в которую устанавливают вкладыши требуемых раз-
( ров. Внутренняя поверхность вкладышей по форме и
I । шерам соответствует меньшим деталям, а наруж-
•I.IH — большим деталям. Наружную поверхность вкла-
дышей обычно обклеивают мягкой резиной, чтобы не по-
вредить рабочую поверхность большего вкладыша.
Если изделие изготовляют за несколько операций с
промежуточным отжигом, то можно пользоваться одной
окончательной) матрицей для всех операций.
Для удаления воздуха из-под заготовки в матрице
|ч-дусматривают отверстия, число которых зависит от
кЛьсма полости. На матрицах простой формы отверстия
пополняют в нижней части полости, на матрицах слож-
K.iii формы — в местах, где металл прилегает к матрице
• последнюю очередь (внутренние углы и ребра). Диа-
в> ip отверстия (для удаления воздуха) должен быть
•ui.nie толщины штампуемого металла, а высота — не
нее 10 мм; затем диаметр увеличивают до 5—10 мм.
Гели в матрице предусмотрен канал, используемый
* nt выталкивания готового изделия, то этот канал слу-
хи и для удаления воздуха.
Гниовая оснастка для листовой штамповки показана
• ч рис. 3.19. Прижим 2 служит для предотвращения
«пщкообразования при вытяжке или формовке с уто-
83
Рис. 3.19. Типовая оснастка для листовой штамповки
Рис. 3.20. Оснастка для штамповки эллиптических
днищ
нением материала. С помощью прижима 2 создается yen
лие, необходимое для герметизации матрицы 1. Для ва
куумирования полости под заготовкой и предотвращения
попадания в нее воды предусмотрены система каналов /
и уплотнения 3, выполненные обычно из трубок вакуум
ной резины или круглых резиновых шнуров (концы тру
бок или шнуров обрезаются под углом 15—30° и склей
ваются).
На рис. 3.20 показана оснастка для штамповки эллин
тических днищ. В матрице 6 установлены вкладыши 5
Между вытяжным кольцом 3 вкладыша 5 и прижимно|'1
плитой 2 устанавливается и зажимается заготовка /
Иногда для обеспечения гарантированного зазора меж
ду матрицей и прижимной плитой устанавливают npoMi
жуточное кольцо 4.
После экспериментальной отработки формы и размс
ров заготовки кольцо 4 заменяют трафаретом соответп
вующей толщины и уточненной конфигурацией okii.i
Трафарет служит для фиксации заготовки в ее исходном
положении. Наиболее нагруженная часть матрицы — не
ретяжное ребро, через которое заготовка при деформир.г
84
uiiiii переходит в матри-
Перетяжное ребро
io выполняют в виде
тельного конструктив-
I । г> элемента — вытяж-
| к> кольца 3. Если ради-
перехода от фланца к
икс детали меньше pa-
ra, допустимого при
|шяжке, то применяют
иные вытяжные коль-
(' помощью первого
п>па производят вытяжку изделия, а с помощью вто-
н — калибровку. При калибровке радиус сопряжения
Ь >.нща со стенкой детали уменьшается в результате рас-
। । кения металла. Вытяжное кольцо изготовляют из вы-
-^качественного материала, обеспечивающего требуе-
•• износостойкость и прочность, а также отсутствие
шров, царапин и налипов металла заготовки.
Схема оснастки для вытяжки и листовой чеканки пу-
Ьи общего нагружения показана на рис. 3.21. Промежу-
нюе кольцо J — переходный элемент между универ-
п пой разрядной камерой и матрицей 3. Кольцо 1 ис-
п.зуется для изготовления группы деталей. Зафикси-
Ф шпая ограничительным кольцом 2 заготовка зажима-
h. -I между промежуточным кольцом 1 и матрицей 3.
Кеота кольца 2 на 10—20 % больше толщины заготов-
ил что создает гарантированный зазор и обеспечивает
пцение материала при вытяжке, но препятствует
Ь ьщкообразованию.
Цл i увеличения глубины вытяжки, а также для вы-
I к и деталей со сферическими и коническими стенками
грхность прижима иногда выполняют конусообразной
Ъ 15°).
Ini обеспечения свободного удаления готовой дета-
ii матрицу выполняют конусообразной. Технологическая
и - инка для вытяжки и листовой чеканки при использо-
• пи усилия прижима может использоваться для вы-
пп-ппя совмещенных операций (вырубка и вытяжка,
Кнжка и калибровка и т. д.).
< >< новная причина износа матриц — эрозия от воды,
кпипей между заготовкой и поверхностью матрицы.
-И.1 исключить возможность попадания воды при не-
Кбпкой вытяжке и чеканке, между промежуточным
§5
кольцом н заготовкой иногда устанавливают эластичную
диафрагму.
Применение эластичных диафрагм позволяет: расти
рнть технологические возможности электрогидравличс>
кой штамповки путем выполнения таких операций, как
вытяжка несимметричных деталей, гибка-формовка,
штамповка заготовок с предварительно пробитыми ш
шрстиями, вытяжка деталей, не имеющих фланца ни
всему контуру, вырубка и пробивка отверстий за ш
сколько разрядов и др.; исключить контакт заготовки i
водой и, как следствие, операции просушки заготовок и
удаления воды из матрицы; штамповать детали с нагрг
вом заготовки; исключить установку уплотнений в при
жимных плитах, предохраняющих от вытекания воды в i
разрядной камеры; перераспределить поле давления n.i
заготовку при использовании диафрагм переменной то i
щины.
Эластичные диафрагмы изготовляют из листовой pi
зины (средней твердости) толщиной 6—12 мм. Толщина
диафрагм определяется только прочностью резины. €)•
новные требования, предъявляемые к эластичным диаф
рагмам,— наибольшая стойкость и наименьшее снижешь
эффективности использования энергии разряда. Обычно
диафрагмы разрушаются из-за надрезов острыми кром
ками заготовок и деталей. Для предотвращения повреж ,
дений диафрагмы используются резиновые накладки
толщиной 2—3 мм, устанавливаемые на заготовках перс i
штамповкой. Кроме того, прокладки предохраняют диаф
рагму при вырубке или при разрыве заготовки в прощч
се штамповки.
На рис. 3.22 показана технологическая оснастка дли
штамповки трубчатых заготовок (переходников, патрун!
ков, сильфонов и др.).
Оснастка для формовки и калибровки деталей nJ
трубчатых заготовок может быть с вертикальным рай.
емом (рис. 3.22,а) и с несколькими разъемами
(рис. 3.22, б). Конструкция оснастки зависит от услошн||
процесса Штамповки (общее нагружение всей поверхни I
сти или местное нагружение). Заготовки типа стакан.1
уплотняют по внешней поверхности у открытого тори.в
(см. рис. 3.22, а), а трубчатые заготовки — по свободным!
торцам. В качестве уплотнения используют кольца nil
вакуумной или мягкой маслобензостойкой резины. Усп |
лием прижима, действующего на крышку 1 и донышко I
86
3.22. Технологическая оснастка для штамповки трубчатых за-
готовок:
(и । вертикальным разъемом; б —с разъемом и вкладышем (/ — крышка;
рижимное кольцо; 3 — уплотнительное кольцо; 4 — полуматрица; 5 —
донышко;-б — отражатель; 7 — вкладыш)
I м рис. 3.22), создается надежное соединение полумат-
lnit 4. Матрицы для формовки и калибровки деталей
|«|мсром свыше 300 мм выполняют с фланцами; при
№рке фланцы стягивают болтами.
Эффективность оснастки для штамповки трубчатых
»< шлей повышается благодаря установке отражателей
особенно параболической формы). Отражатель обеспе-
цилет направленное воздействие жидкости в зону наи-
I и.шей деформации. Воду в рабочую полость подают
»и-з каналы, выполненные в донышке 5 и отражате-
ч, а сливают через отверстия в крышке 1.
Высокоэффективна оснастка с подвижным контейне-
м, обеспечивающая одновременное воздействие на
циновку осевого сжатия и электрогидравлического уда-
ri (I >ис. 3.23). Матрица 7 неподвижно крепится к под-
ll им повой плите 8. При штамповке давление жидкос-
|'»> передается непосредственно на внутренние стенки
Ьоговки и одновременно действует на подвижный кон-
Шнер 3, установленный в полости матрицы между.раз-
мпфй камерой 1 и деформируемой заготовкой 6.
11пд действием давления жидкости 4 подвижный кон-
|pilin'р 3 перемещается вниз на величину h и формует
Готовку в осевом ..направлении (на рис. 3,23, а начало
рмоизменения показано штриховой линией). В зави-
87
Рис. 3.23. Оснастка с подвижным контейнером до разряда (л) i
после разряда (б):
I — разрязная камера; 2 — электрод; 3 — подвижный контейнер; 4 — и<» i.
5 — отверстие для выхода воздуха; 6 — заготовка; 7 — матрица; 8 — mi
штамповая плита; 9 — выталкиватель
симости от величины h меняется схема деформации деы
ли. Совмещение внутреннего радиального давления
осевого сжатия заготовки позволяет формовать детали и <
высокопрочных сталей и титановых сплавов, при эти i
толщина стенки заготовки почти не изменяется. Матрп
ца 7 выполняется разъемной. Плоскость разъема чащ
всего совпадает с диаметральной плоскостью детали, ш
создает удобство при извлечении детали с помощью вы
талкивателя 9.
Оснастка для пробивки отверстий бывает двух ш
дов — с непосредственным воздействием на заготовьv
жидкости (рис. 3.24) или диафрагмы (рис. 3.25) и но
действием на заготовку через пуансоны (рис. 3.26). 1 i<
посредственным воздействием жидкости производят вы
рубку и пробивку листовых заготовок толщиной I
0,8 мм, а с помощью пуансонов пробивают заготовки то .
щи ной до 4 мм.
При пробивке отверстий жидкостью цилиндрическач
заготовка 1 (рис. 3.24) зажимается между проставкой U
матрицей 4 и донышком 5. Форма отражателя 2 завис и
от конфигурации и числа отверстий. Отражатель yci.,1
навливают не только для концентрации энергии в ра
88
Рис. 3.24. Оснастка для пробивки
отверстий с непосредственным воз-
действием на заготовку жидкости
/2 3 4 5 6 7
Рис. 3.25. Оснастка для пробивки
отверстий с помощью диафрагмы
ft...НС полости, но и для
bi ш.шсния объема воды.
При пробивке отвер-
I) г. помощью диафраг-
ма (рис. 3.25) заготовка
I ( кпмается диафрагмой
I жду проставкой 1 и
И нрнцей 2. Заготовка
। < пруется направляю-
|ц, выполненными в
.пинке 5. Вырубка по
• чжпому контуру и про
Lkii.i отверстий произво-
||ц< я по матрице 2. Съем
мн с матрицы осуще-
млястся съемником 5
I । действием амортиза-
11 6. Отходы удаляют
!йцч паз в донышке 7.
и|>рагму изготовляют
I резины или полиурета-
При пробивке пуансо-
Mbmii (рис. 3. 26) заготов-
Н II) располагается меж-
ly матрицей 2 и кондукто-
Г 'М /. Прижим заготовки
I, шествляется через проставку 7, плиту 5 и донышко 1.
|<< тики 3 обеспечивают соосность кондуктора 4, матрицы
* । пуансонов 9. Заготовка 10 пробивается пуансонами 9,.
I к>рым давление жидкости передается диафрагмой 8 и
•-ршпем 6. Отходы собираются и удаляются лотком 11.
Качество поверхности среза при пробивке на электро-
p.-шлическом прессе выше, чем на механическом. Рас-
I <i.i на технологическую оснастку при электрогидравли-
11 <>п штамповке в пересчете на одну деталь в не-
* и,ко раз меньше, чем при традиционных методах
ft I 'М110ВКИ.
h Апологическая оснастка при электрогидравлической
( (циновке работает в условиях многократного воздей-
ни ударных волн. Стойкость (долговечность) оснаст-
| >го время ее работы на заданном режиме, обеспе-
>1о|,ио|цем получение качественных изделий (по форме,
.им рам и шереховатости поверхности). Стойкость ос-
89
Рис. 3.26. Оснастка для пробивки отверстий с по-
мощью пуансона
настки определяется числом импульсов до первого |><
монта любого из ее элементов. Все элементы оснастки к
процессе эксплуатации подвергаются многократным
импульсным нагружениям. В конце процесса деформирн)
вания воздействующие на заготовку ударные волш
передаются матрице. Многократное воздействие ударны I
волн приводит к появлению на рабочей поверхности м.п
рицы усталостных микротрещин. В результате последу к
щих нагружений, а также под действием смазки, попади
ющей в микротрещины, они увеличиваются, что приводи
матрицу в негодное состояние.
Рабочая поверхность вытяжных матриц в процесс^
эксплуатации изнашивается: изменяются геометрически
размеры, появляются задиры, царапины, а также налип!
металла заготовки, вызывающие задиры на штампуемы!
деталях. Причинами этих видов износа являются неудо»
летворительная смазка поверхностей трения заготовки |
матрицы, а также недостаточная твердость матриц '
Применение смазок на основе олеиновой кислоты, сп-л
рина и серы, а также матриц с конусообразным захоцд
(если твердость материала матрицы недостаточна) попы
шает стойкость матриц в 5—6 раз.
Для повышения стойкости матриц их рабочие пов( |>ч
ности подвергают гальваническому хромированию с ни
следующей термической обработкой. Азотирование м.н
риц предотвращает налипание частиц штампуемо) и
металла и увеличивает износостойкость рабочей пов<|>ч
90
«о in. Бандажирование, т. е. напрессовка на матрицу
• n.iiiiieii обоймы, создает в матрице напряжения, проти-
I шящие напряжениям, возникающим при нагрузке,
•в. предотвращает образование микротрещин.
§14. Оборудование и устройства
(явления, возникающие в жидкости при электричес-
I । импульсном разряде, используются в оборудовании
Ин штамповки металлов импульсным нагружением, при
Пиром роль пуансона выползет сама жидкость. Элек-
। । ндравличсские прессы по сравнению с другими ана-
нчными видами оборудования для штамповки обеспе-
гшиот более равномерное нагружение заготовки, что
Mv । возможность получать более высокие степени де-
I рмации. Использование воды и качестве рабочей среды
р.пцает расходы на технологическую оснастку и сро-
>11 подготовки производства. Существенными преимуще-
4Й1ЫМИ электрогидравлических прессов являются: отно-
Й" пято небольшие капитальные затраты; возможность
Ниш опмпульсного воздействия; точное регулирование
tu' рпчических параметров импульса в широких преде-
«, возможность обрабатывать давлением труднодефор-
руемые материалы.
’чектрогидравличёские прессы предназначены для
Ь мовки деталей сложной конфигурации из цилиндри-
»>«и\ и конусообразных заготовок, листовой чеканки,
*1 пубокой вытяжки, вырубки по контуру и пробивки
*гре гий.
1 .состоятельную группу составляет электрогидрав-
»«'1><кое оборудование для развальцовки труб теплооб-
0.11Ш.1Х аппаратов. Развальцовка труб на электрогидрав-
> ких установках характеризуется высокой скоростью
армирования, достигающей 250 м/с, и более равно-
*1 ним нагружением трубы по всему сечению.
Па рис. 3.27 показан электрогидравлический пресс
i<ip 12» (запасаемая энергия 10 кДж, напряжение
»В)
I Иекольку электрогидравлические прессы являются
•иннами импульсного действия, к ним не применима
»«' • 1 характеристика, как развиваемое прессом усилие,
а к способ приложения нагрузки и ее распределение
It и ок ктрогидравличсской штамповке в принципе отли-
Ь> ни от аналогичных параметров обычных прессов.
91
Рис. 3.27. Электрогидравлический пресс «Удар-12»:
/ — энергетический блок; 2 — технологический блок; 3 — блок управлепн
Главным энергетическим параметром электрогидрав.111
ческогй пресса является величина энергии в импульсе, <
технологические возможности пресса характеризую!сч
максимальными размерами штампуемых заготовок.
Основные технические данные электрогидравлши<
ких прессов малых энергий приведены ниже.
Модель пресса А СЧ А СЧ
а Г=[ >, OI сч сч СЧ сч 3
Наибольшая энергия в им- пульсе, кДж . 10 20 10 20 32 2Л
Наибольший диаметр плос- кой заготовки, мм . 400 500 400 650 400 40(1
Наибольшие размеры про- странственной заготовки, мм: диаметр 300 600 250 400 30(1
высота 275 500 275 450 250
92
(лектрогидравлические прессы, скомпонованные в од-
। м агрегате, устанавливаются в помещении цеха. Блоки
, i.ntoBOK для штамповки крупногабаритных деталей и
пыльцовки труб устанавливаются в отдельных поме-
пнях, двери и ворота этих помещений оборудуются
in кинической или электрической блокировкой, самоза-
|Г1рающиеся двери и ворота открываются наружу, с внут-
пней стороны помещения двери и ворота открываются
’г» । ключа.
Рабочее место штамповщика оснащается инструмен-
I для наладки, смазочно-обтирочными материалами, а
» ноке защитными средствами, предусмотренными пра-
• н ими эксплуатации электрогидравлических установок,
illымповщик во время работы должен наблюдать за по-
•।кгнием электродов, состоянием оснастки, пультом
Управления и т. д. Эти зоны должны быть хорошо осве-
ны.
При штамповке мелких деталей рабочее место осиа-
< кчея стандартной тарой (обычно тара для заготовок
полагается слева от штамповщика, а тара для дета-
пп справа), а при штамповке крупных деталей —
|ишжами (иногда вместо стеллажей предусматрива-
|>| площадки для материалов, детален и отходов).
Производительность труда штамповщика зависит от
। шильной организации рабочего места. Размеры рабо-
। юны электрогидравлической установки, расстояние
•*ДУ агрегатами, проходы, проезды должны обеспечи-
ли,'безопасное обслуживание установки, свободный до-
п для ремонта и эксплуатации. Свободный доступ
«" окей быть также к электрошкафам, насосным станци-
ям пусковой аппаратуре. Измерительные приборы дол-
uni быть хорошо освещены и видны с рабочего места
01|.1мповщика.
Рабочее место должно содержаться в образцовом по-
। ин-. Оно должно быть оснащено необходимым инвен-
pi'M, обеспечивающим безопасную работу: диэлектри-
I»' гимн резиновыми перчатками, ботами, ковриками,
ни ими.
На рабочем месте должен находиться журнал учета
*«йо|ы пресса (установки), описание и инструкция по
I нлуатации пресса, технологические карты.
При открывании любой двери, ведущей в высоко-
и, 1 ное помещение или помещение технологического
"I I, установка должна автоматически отключаться.
93
I la рабочем месте должна быть сигнализация вызова
мастера энергетика или механика цеха.
Штамповщик должен знать принцип работы установ
кп п правила ее эксплуатации, соблюдать технологичсс
кую дисциплину, осуществлять уход за установкой в со
ответствии с техническим описанием и инструкцией по ее
эксплуатации.
При эксплуатации электрогидравлических установок
штамповщик должен соблюдать следующие правила.
1. Ежедневно проводить осмотр установки (пресса)
При осмотре проверять исправность освещения, наличие
и состояние индивидуальных средств защиты, надеж
пость электрических соединении, исправность блокиро
вок и системы управления, отсутствие пыли на изолято
рах и конденсаторах, отсутствие течи масла или вспучп
вания стенок конденсаторов. Необходимо проверить рабо
ту всех элементов установки. Температура масла в гид
робаке проверяется периодически, она должна быть и
пределах 10—50 °C. При проверке особенно тщателык,
надо осмотреть состояние электродов. Рабочий стержень
электрода должен быть выдвинут на длину не более
50 мм. Наконечник электрода не должен иметь видимых
следов разрушения.
2. Один раз в неделю штамповщик должен проверн и
состояние контактных соединений. Проверяется отсуто
вие окисления контактов и прочность резьбовых соедипе
ний. Рабочие поверхности изоляторов электродов прош
ряются на отсутствие пыли, грязи, механических н
электрических повреждений. Поверхности конденсаторов,
изолятор и высоковольтный кабель, рабочие и внутрен-
ние поверхности разрядника, поверхность разрядной
штанги необходимо тщательно протирать ветошью, обн
льно смоченной этиловым гидролизным спиртом высшей
степени очистки. С электрооборудования пульта управль
ния и шкафов убирают пыль и грязь. Контролируют ка
чество подсоединения высоковольтного кабеля к элск
троду.
3. Необходимо в строгом соответствии с картой сма.1
ки своевременно производить смазку узлов и деталей
установки — подшипников, редукторов, электродвигате
лей и т. д.
4. Следует регулярно производить мелкие и средние
ремонты. При этом тщательно следить за правильностью
сборки и наладки.
94
ГЛАВА IV
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ШТАМПОВКИ ‘
§ 15. Сущность процесса
Электромагнитная (магнитно-импульсная) штамповка
применяется для выполнения таких операций листовой
ИН.1М1ЮВКИ, как раздача, обжим, отбортовка фланцев,
। < п.ефная формовка, чеканка, калибровка, вырубка,
пробивка, сборка неразъемных соединений.
Электромагнитная штамповка имеет следующие пре-
цмущества по сравнению с традиционными методами
шымповки: большая скорость формоизменения обраба-
ниаемого материала; повышенная производительность;
ро (можность более точно регулировать параметры про-
веса. Установки для магнитно-импульсной штамповки
(мт ко поддаются механизации и автоматизации и могут
1|>аиваться в автоматические линии.
Для электромагнитной штамповки требуется только
l.tini формоизменяющий инструмент (или пуансон, или
крица), поскольку роль второго инструмента выпол-
И'Н'г магнитное импульсное поле, а для большинства
порочных операций инструмент вообще нс нужен. Это
шииоляет изготовлять детали весьма сложных форм, по-
учение которых обычными методами невозможно или
>чень СЛОЖНО.
благодаря способности магнитного поля проникать
•и рез неэ'лектропроводные материалы можно нагревать
к реформировать заготовки внутри неметаллических со-
лон в вакууме или среде инертных газов.
Но сравнению с другими импульсными способами
н'ктромагнитная штамповка имеет следующие досто-
mi. гна: большая универсальность (одним рабочим ин-
•у к тором можно изготовлять детали различных разме-
рив и форм); простота о.снастки, отсутствие движущихся
•ысгей и более низкий уровень шума, чем при взрывной
мсктрогидравлической штамповке; возможность воз-
ЯгГн гвия на металлическую заготовку через изоляцион-
|г"’ покрытие, инертные среды, стенки вакуумной каме-
||.|4 (при эдом усилия деформирования не оказывают
I пишия на эти среды); возможность получения равно-
•п-рпых и больших (до 3000 МПа) давлений на значи-
|| 'п.иой площади; небольшая металлоемкость оснастки
95
благодаря кратковременному воздействию магнитного
импульсного поля.
К недостаткам электромагнитной штамповки отно
сятся: трудоемкость и сложность выполнения глубоком
вытяжки (для осуществления этой операции заготовку
последовательно обрабатывают несколькими индукто
рами, форма каждого из которых соответствует изме
ионной форме заготовки); ряд ограничений по форме
геометрическим размерам и материалу заготовок; низ
кая стойкость индукторов при штамповке стальных за
готовок.
Электромагнитной штамповкой обрабатывают листа
вые и трубчатые заготовки при толщине листа (стенки
трубы) до 5 мм. Листовая заготовка может быть плос
кой или с предварительно искривленной поверхностью, а
трубчатая заготовка может иметь круглое, овально!,
прямоугольное и другой формы сечение.
Во всех случаях необходимо, чтобы конфигурация
рабочей поверхности спирали индуктора или прилегаю
щая к заготовке поверхность концентратора повторял.)
конфигурацию обрабатываемой заготовки. Форму и ра <
меры заготовки для электромагнитной штамповки опрс
деляют так же, как и при традиционной листовой штам
повке. Эффективность электромагнитной штамповки
зависит от удельного сопротивления штампуемого метал
ла. Металлы с высокой электропроводностью (золок,,
серебро, медь, алюминий и их сплавы, а также мало^1
леродистые стали) обладают наилучшей штампус
мостью.
Кроме высокой электропроводности заготовка долж
на обладать геометрической формой, обеспечивающей
непрерывность протекания тока (например, цилиндр»
ческая заготовка, где ток течет по окружности). Прок
канию тока препятствует наличие в заготовке длинны,
прорезей, глубоких пазов и т. п. В то же время незначн
тельные отклонения от сплошности заготовки (перфо
рация на небольшой части заготовки, небольшие скосы
торцов трубы и т. д.) не препятствуют протеканию том
и не оказывают отрицательного влияния на процг<,
электромагнитной штамповки.
Заготовки из магния, титана и их сплавов, как и при
традиционных методах штамповки, предварительно и.)
гревают, в результате чего повышается удельное элн
трическое сопротивление материала заготовки и, к и
96
следствие, увеличивается
। лубина проникновения
нппитного поля.
Электромагнитная
намповка — высоко-
исргетический способ
‘.|»н котором накопленная
и конденсаторной батарее
Мсктрическая энергия при
Г.нряде преобразуется (с
помощью индуктора) в
лнргию магнитного им-
Пь.лясного поля, соверша-
Рис. 4.1. Принципиальная схе-
ма электромагнитной
штамповки:
1 — зарядное устройство; 2 —
коммутирующее устройство 3 —
индуктор; 4 — заготовка
|ццую механическую ра-
ину по деформированию заготовки.
Сущность деформирования заготовки из высокопро-
к|Ц11мого металла импульсным магнитным полем заклю-
ч 'с гся в следующем: конденсаторные батареи заряжа-
ния до требуемого уровня запаса энергии, а затем
‘лиовснно (примерно за 40 мкс) разряжаются на спи-
I । п.пую обмотку (индуктор). Во время этого разряда
(нс ниткам индуктора протекает импульс большого тока,
|Во сдающего вокруг витков индуктора импульсное маг-
ши ное поле. Если в зоне действия магнитного поля (на-
||рнмср, внутри индуктора) поместить металлическую
юговку так, чтобы она пересекала силовые линии
4.U кгромагпитного поля, то эта заготовка становится
• •>!><> гкозамкнутым вторичным одинарным витком, а раз-
V । шый индуктор — первичным витком.
При быстром разряде конденсатора ток, проходящий
♦••дч первичный виток, индуцирует напряжение в заго-
В*кс, в результате чего между индуктором и заготов-
»оП наводятся два противоположных по знаку магнит-
ю<х поля, что создает между индуктором и заготовкой
о « неявные силы, отталкивающие заготовку от индук-
|1п При этом действующие силы сжимают (если ин-
юр расположен вокруг заготовки) или раздают (если
уктор находится внутри заготовки) ее. При использо-
пнп индуктора с витками, расположенными в одной
|>< кости, получают однородное силовое поле, направ-
HIIOC от индуктора.
Принципиальная схема электромагнитной штампов-
...«азана на рис. 4.1. Конденсаторная батарея (ем-
п.ю С) заряжается от зарядного устройства (высоко-
97
нольтцого выпрямителя) 1 до напряжения U. При этом
н батарее запасается энергия W = CU2I2.
При включении коммутирующего устройства 2 ба
тарея замыкается на индуктор 3. При прохождении том
через индуктор 3 в каждой точке окружающего npoci
рапства возникает магнитное поле, напряженность кою
рого зависит от взаимного расположения индуктора 3 и
заготовки 4, величины и частоты тока. Возникшее но
круг индуктора магнитное поле индуцирует вихревые
токи в обрабатываемой заготовке, удерживающие эю
поле на ее поверхности. При взаимодействии магнитною
поля и вихревых токов возникают силы, направленные
перпендикулярно поверхности внутрь заготовки.
Заключенное между индуктором и заготовкой м<п
нитное поле оказывает давление как на заготовку, так
и на индуктор. При достаточной величине этого давле
ния заготовка, перемещаясь от индуктора, деформиру
ется. Требуемую форму заготовке придает размещенный
на пути ее перемещения инструмент — матрица или пу-
ансон.
Форма разряда зависит от электрического сопротпв
ления R, индуктивности L и емкости С. При R2 4L/C
разряд энергии неколебательный, т. е. ток достигай
максимального значения в начале разряда и затем умеш,
шается до нуля. При R2 <Z 4L/C разряд энергии колеб.1
тельный, т. е. ток изменяется по синусоидальному зако
ну, но с течением времени уменьшается до нуля.
Колебательный разряд используется для формообра
зовапня металлических изделий, за исключением тех
случаев, когда толщина или конфигурация заготовки
требует всей мощности установки, т. е. применения не
колебательного разряда.
Реальный материал заготовки, не являясь совершен
ным проводником, обладает некоторым активным сопро
тивлением, что приводит к проникновению магнитного
поля в заготовку и, как следствие, к потерям энергии ни
нагрев заготовки и на рассеяние. Глубина проникноне
ния магнитного поля в металл зависит от электропро
водности заготовки, а также от скорости нарастания и
длительности магнитного импульсного поля.
При больших скоростях нарастания напряженное!и
поля в течение короткого промежутка времени (частою
разрядов свыше 50 кГц) и при высокой электропровод
ности заготовки глубина проникновения магнитного по
98
I н металл ограничивается небольшим наружным по-
и рхностным слоем. При отсутствии поля на внутренней
кннгрхпости заготовки усилие, действующее на заготов-
UV, зависит от плотности энергии в магнитном поле у
•н>Г| поверхности. Давление (МПа), действующее на по-
в1р\ность заготовки, р — №/500, где Н— максимальная
»< шряженность магнитного поля в зазоре между индук-
inpoM’ и заготовкой, Гс.
При достаточно больших значениях Н давление ста-
tn iini гея достаточным для деформирования заготовки.
И i пример, при Н = 300 000 Гс давление, действующее
» к» заготовку, превышает 350 МПа.
Скорость деформации заготовки (м/с) ид—/7/4Улр,
I ie р — плотность материала заготовки, г/см3.
11ри электромагнитной формовке частота импульс-
»>н> разряда выбирается такой, чтобы глубина проник-
онепия магнитного поля в деформируемую заготовку
j.na меньше толщины заготовки. В противном случае,
ш деформирование заготовки происходит в металли-
1 кой матрице, между матрицей и заготовкой может
Возникнуть обратное давление, которое ще позволит за-
попке принять точную форму матрицы. Большая дли-
t> /п.ность импульса не выгодна и с энергетической точ-
к и зрения, так как при малой частоте импульса разви-
। потея малые давления и требуются мощные источники
.кз для создания необходимой напряженности магнит-
1311 о поля.
Возможность деформирования заготовки в значитель-
Цпй степени определяется скоростью vM проникновения
•пннитного поля в материал заготовки где
— электропроводность материала заготовки).
Глубина проникновения в металл переменного элек-
1|и)магннтного поля б == n~l 2, где т — время им-
* кулиса.
Для получения наибольших давлений необходимо
II м<41ьшать время импульса.
При больших скоростях нарастания напряженности
Mui нитного поля в течение короткого времени, харак-
||’||цых для высокочастотных разрядов (свыше 50 кГц)
I при высокой электропроводности металла, глубина б
проникновения магнитного поля в металл заготовки
<•
99
(гак называемый скин-слой) ограничивается небольшим
поверхностным слоем.
При электромагнитной штамповке необходимо, что
бы 6 < S, где S — толщина заготовки. При несоблюд!
нин этого условия снижается КПД процесса. При невы
сокой скорости нарастания напряженности и большом
длительности импульса магнитное поле может проник
путь за заготовку и вызвать противоположное давленш
Такое взаимодействие поля с заготовкой возникает при
штамповке магнитным полем невысокой частоты (mi
нее 20 кГц) заготовок из металлов с низкой электро
проводностью. Давление, действующее в этом случае ii.i
заготовку (МПа), р= (Н2—Н2 )/500, где Нь Н2 — на
пряженность магнитного поля перед и за заготовкои
соответственно.
Такое противодавление магнитного поля называется
магнитной подушкой. Чтобы не создавать Mai
нитной подушки, длительность импульса магнитного по
ля не должна превышать времени деформирования за
готовки. Например, время обжима трубчатой заготовки
на металлической оправке должно быть меньше времени
проникновения поля за стенку трубы (иначе между тру
бой и оправкой возникает магнитная подушка).
При обжиме трубчатой заготовки на неметаллическои
оправке допускается меньшая частота разрядов (в этом
случае значительное противодавление магнитного поля
развивается несколько позже).
На рис. 4.2 показано распределение магнитных сило
вых линий в зависимости от условий работы индуктор.)
Внутри индуктора 1 (рис. 4.2, а) помещен цилиндр 2 в i
диэлектрика. Силовые линии 3 характеризуют распредс
ление в индукторе магнитного потока. Малое расстоя
ние между линиями показывает на сильное, а большее
на более слабое магнитное поле. Поскольку э'нергия по
ля пропорциональна квадрату интенсивности поля, боль
шая часть энергии концентрируется на площади, занп
.маемой витком. Наличие цилиндра из диэлектрика не
влияет на характер распределения силовых линий поля,
так как они проходят внутри соленоида с относительно
одинаковой плотностью. Поле не воздействует на дп
электрик и энергия поля почти полностью возвращается
в конденсатор, переходя в теплоту.
Если внутрь индуктора поместить металлический цп
линдр 4 (рис. 4.2, б), то вихревые токи на поверхности
100
I'нс. 4.2. Распределение магнитных силовых линий в зависимости от
условий работы индуктора
цилиндра концентрируют поле в пространстве между
индуктором и цилиндром, в результате чего цилиндр де-
формируется. Энергия, необходимая для деформации,
определяется как сумма механической энергии, энергии
магнитного поля и энергии, расходуемой на выделяющу-
юся при этом Джоулеву теплоту. Так как при' рабочих
и-мпературах не существует металлов с идеальной про-
водимостью, магнитное давление не может поддерживать-
i я в течение долгого времени и магнитное поле проходит
'п роз металлический цилиндр со скоростью, определяе-
мой электрическим сопротивлением металла. Таким об-
p.ном, наружное давление поля уравновешивается внут-
ренним давлением', а усилие уменьшается до нуля. Для
,.<>ЛиШей эффективности применяют короткие импульсы
(продолжительностью 10—20 мкс), чтобы проникновение
о и иитного поля в заготовку ограничивалось тонким по-
верхностным слоем.
Энергию импульсного магнитного поля можно по жела-
нию распределить по площади заготовки 6 (рис. 4.2, в),
। онцентрируя поле на одном' участке заготовки и ослаб-
ни! его на другом. Для этого используют специальные
металлические концентраторы 5, которые могут иметь
p i нюобразную форму и в сочетании с различными по
фирме индукторами обеспечивать большое число техно-
<н нческих операций.
КПД электромагнитной штамповки зависит от мно-
|пк параметров (емкость конденсаторной батареи, на-
пряжение и частота тока) и в общем виде определяется
101
ио формуле Т]м = (^к + №д)/^и, где IFK — максималь-
ная кинетическая энергия, запасенная движущейся за-
юговкой; Гд — энергия деформирования; WH — полная
энергия емкостного накопителя. Часть накопленной в
конденсаторной батарее энергии при разряде превраща-
ется в полезную механическую работу по деформирова-
нию заготовки, а часть — теряется на нагрев цепи, индук-
тора, заготовки и др.
§16. Выполняемые операции
Технологические операции электромагнитной штам-
повки в зависимости от формы исходной заготовки и
применяемого типа индуктора выполняются по трем ос-
7 2 , новным схемам: обжима,
Рис. 4.3. Схемы технологи-
ческих операций электромаг-
нитной штамповки: обжима
(а), раздачи (б) и плоской
листовой формовки (в);
стрелками показано направ-
ление магнитных силовых
линий
раздачи и плоской листовой
формовки.
Схема обжима труб-
чатой заготовки приведена
на рис. 4.3, а. Цилиндриче-
ский спиральный индуктор
2 охватывает обрабатывае-
мый участок трубчатой за
готовки 1. Давление магнит-
ного поля стремится раздать
индуктор и сжать заготовку.
Технологические операции,
выполняемые по данной схе-
ме, по характеру деформа
ции обрабатываемой заго-
товки называют обжимом.
Схема раздачи труб
чатой заготовки приведена
на рис. 4.3, б. Цилиндричс
ский индуктор 2 расположен
внутри заготовки 1. Давлс
ние магнитного поля стре
мится сжать индуктор и ра з
дать заготовку. Технологиям
ские операции, выполняемым*
по этой схеме, называются
раздачей.
Схема плоской ли
стовой формовки по
102
казана на рис. 4.3, в. Спи-
ральный плоский индуктор
(или концентратор) 2 распо-
лагается над (или под), об-
рабатываемой плоской заго-
ювкой 1. С противополож-
ной стороны заготовки уста-
навливается технологический
инструмент. Технологические
операции, выполняемые по
ной схеме, называются ли-
стовой формовкой.
В тех случаях, когда
штамповка в индукторе труд-
новыполнима из-за действия
магнитной подушки, устра-
нить которую |повышением
частоты разрядов не удает-
с>л, применяют контакт-
ный с п о с о б штампов-
к и.
При контактном способе
штамповки магнитное поле
полностью заключено в объ-
• мс между заготовкой и
ии'ктродом (при обработке
। руб) и незначительно рас-
•гивается при обработке
н locKiix заготовок.
Контактный способ де-
Рис. 4.4. Схемы электромагнит-
ной штамповки контактным
способом:
I — направление магнитных си-
ловых’ линий, II — направление
разрядного тока
армирования заготовок импульсным магнитным полем
• >| Пован на взаимодействии двух проводников с током.
Проводники отталкиваются друг от друга, если по ним
протекают токи во встречном направлении, и притягива-
• ня друг к другу, если токи протекают параллельно в
iiiom направлении.
Па рис. 4.4 представлены схемы электромагнитной
•и шиповки контактным способом, основанным на взаи-
'действии токов, протекающих (во встречном направле-
пи) через обрабатываемую заготовку и специальный
• в'кгрод. С помощью электродов магнитное поле запи-
, и гся в зазоре между электродом и заготовкой.
Схема обжима трубчатой заготовки 1, находящейся
иугри массивного полого электрода 2, показана на
рис. 4.4 а. Заготовка 1 и электрод 2 имеют общий элек-
трический контакт. Свободные концы заготовки и элек-
трода включаются в разрядную цепь установки. На
рис. 4.4, б показана схема раздачи трубчатой заготовки 1
с помощью цилиндрического электрода 2, который разме-
щен в заготовке 1 и имеет с ней электрический контакт.
Схема листовой формовки контактным способом приве-
дена на рис. 4.4 в. Концы заготовки 1 имеют электричес-
кий контакт 3 с электродами 2, свободные концы которых
включаются в разрядную цепь установки.
Контактный способ электромагнитной штамповки
предпочтителен при обработке труб диаметром d до
100 мм и длиной I = (5ч-10) d и плоских заготовок (типа
полосы) с соотношением длины к ширине не менее 2:1.
§ 17. Технологические операции, выполняемые
по схеме «Обжим»
При обжиме трубчатых заготовок давление создается
спиральным индуктором или индуктором с концентрате
ром магнитного поля.
Поперечное сечение индуктора соответствует сечению
находящейся внутри индуктора трубчатой заготовки. Па-
раметры заготовки, подвергаемой обработке по схеме
«Обжим», зависят от энергоемкости магнитно-импульсной
установки. Диаметр заготовки — 3—2000 мм.
Операция электромагнитного обжима применяется в
основном для местного уменьшения диаметра трубчатых
заготовок или для создания неразъемных соединений. По
схеме обжима можно выполнять также разделительные,
сварочные и комбинированные операции. Технологичес-
кие операции, выполняемые по схеме «Обжим», приведс
ны на рис. 4.5.
Формовочные разделительные, комбинированные оно
рации, выполняемые по схеме «Обжим», осуществляются
обычно на оправках. При выполнении этих операций (из
за импульсного разогрева обрабатываемой заготовки и
охлаждения ее после штамповки) затруднен съем готово
го изделия с оправки. В зависимости от конструктивных
особенностей деталей оправки выполняют цельными или
разъемными. Для облегчения съема детали с цельной он
равки последнюю выполняют с небольшим конусом.
Сборочные операции применяются для со<
динения (опрессовкой) проводов с кабельными наконеч
104
к
р.
105
инками. В полый корпус наконечника вставляют провод,
a i.'hcm корпус подвергают обжиму. Аналогичным обра
,юм соединяют трубкой концы двух проводов, опрессовы-
вают наконечники на тросах, канатах, шлангах и т. п. Ка-
чество такого соединения очень высокое, его прочность
на разрыв часто превышает аналогичный показатель ма-
тернала кабеля, провода, каната или троса.
Качество электрического контакта кабельного нако-
нечника, опрессованного электромагнитным импульсом;
соответствует качеству паяного соединения. Преимущест-
во опрессованного соединения перед паяным заключает
ся в том, что кабельный наконечник опрессовывается в
непосредственной близости с изоляцией кабеля, не нару-
шая ее, благодаря чему уменьшается длина оконцева
тслей кабеля. При опрессовке можно получить холодную
сварку кабельного наконечника с проводом.
В результате импульсного разогрева опрессовываемо-
го наконечника и последующего его охлаждения возника-
ют дополнительные напряжения, повышающие качество
опрессовки.
Электрическое сопротивление участка, опрессованного
путем э1лектро1магнитной штамповки, в 1,5—2 раза ниже,
чем при опрессовке с помощью гидравлического пресса,
а коэффициент заполнения опрессованной части близок
к единице.
При обжиме трубчатых заготовок обеспечиваются вы
сокая механическая и усталостная прочность. С помощью
обжима запрессовывают наконечники трубчатых тяг, по
лучают герметичные соединения (причем настолько проч
ные, что отпадает необходимость в уплотнительных про
кладках), соединяют металлические наконечники с кап
роновым канатом.
KpaTKOBpetMeHHoCTb воздействия электромагнитного
импульса и высокие скорости деформирования, а также
равномерность приложения нагрузки позволяют осуще-
ствить опрессовку (сборку) металлических деталей с
деталями из пластмасс, фарфора, стекла, керамики и
других неметаллических материалов. По схеме «Обжим»
напрессовывают металлические кольца и колпачки на
неметаллические изделия, например изоляторы.
Сборку металлических деталей с хрупкими изделия
ми обычно производят с помощью эластичных прокла
док. Сборка без прокладок допустима только в тех слу
чаях, когда хрупкие изделия имеют форму тел вращения
106
пли когда у них отсутствуют острые выступы, впадины
и неровности.
При опрессовке металлических наконечников на за-
готовки из хрупких материалов необходимо принимать
меры, предохраняющие заготовки от разрушения. К этим1
мерам относятся тщательная подготовка и проверка со-
прягаемой поверхности хрупкой детали (поверхности не
должны иметь задиров, царапин, неровностей). Нужно,
чтобы поверхность опрессовываемой детали испытывала
только сжимающие усилия, а зазор между напрессовы-
ваемой заготовкой и опрессовываемой хрупкой деталью
был минимальным и равномерным по всей поверхности.
При соединении металлических деталей с неметал-
лическими процесс по схеме «Обжим» обеспечивает вы-
сокую плотность и надежность соединения, повышая во
многих случаях эксплуатационные характеристики соот-
ветствующих узлов.
Электромагнитной сваркой соединяют не
только однородные металлы (медь —медь, алюминий —
алюминий), но и разнородные (медь — алюминий,
медь—’Цирконий). Свариваемые поверхности должны
быть зачищены до блеска. Непосредственно перед свар-
кой соединяемые поверхности обезжиривают.
Для получения сварного соединения необходимо, что-
бы скорость движения стенки трубы при обжиме в мо-
мент ее встречи с внутренней трубой была .максималь-
ной. Это достигается выбором определенного зазора
между трубами (1—1,5 мм). Зазор между трубами обес-
печивают путем предварительной раздачи конца одной
из труб и последующей центровки труб в индукторе. Для
обеспечения максимальной скорости встречи сваривае-
мых поверхностей масса стенки деформируемой трубы
должна быть меньше массы трубы внутренней.
Схемы электромагнитной сварки приведены на
рпс. 4.6. При обжиме с помощью индуктора 3 (рис. 4.6 а)
наружной трубы 2 для предотвращения от деформации
внутренней трубы 1 в нее вставляют оправку 4. Если
обжимаемые трубы имеют достаточно большой (свыше
!>() мм) диаметр, сварку можно производить двумя ин-
1укторами 3 и 4 (рис. 4.6, б), включенными последова-
ц-льно в цепь установки. При этом свариваемые поверх-
ности труб 1 и 2 движутся навстречу друг другу.
Формовочные операции по схеме «Обжим»
< поряжены с созданием в заготовке сжимающих напря-
107
Рис. 4.6. Схемы электромагнитной сварки
жений. Поэтому возможности операции ограничиваются
потерей заготовкой продольной устойчивости, в резуль-
тате чего вместо равномерного уменьшения диаметра по-
являются гофры. Поэтому заготовка должна удовлетво-
рять следующему требованию s/d 0,15, где s и d—-
соответственно толщина стенки и диаметр трубы.
При необходимости обжима трубы с большим умень-
шением диаметра процесс осуществляют за несколько
операций с промежуточной термической обработкой. Ис-
пользование оправок также уменьшает опасность потери
устойчивости заготовки при обжиме.
Обжимом можно выполнять резьбу на внутренней
поверхности труб, редуцировать (уменьшать диаметр)
трубы на фасонных оправках и пробивать отверстия
различной формы на боковых стенках труб.
Формовочными операциями по схеме «Обжим» полу-
чают за одну операцию конус с di/d0 > 0,9, где d0 и dt —
диаметр заготовки и диаметр меньшего основания кону-
са соответственно. Если необходимо меньшее соотноше-
ние d\[dc, то операцию выполняют за 2—3 перехо-
да с помощью цилиндрического и конического индукто-
ров.
Редуцирование труб производят за одну операцию.
При э,том получают d\ld0 > 0,8, а если нет особо высо
ких требований к геометрии, то допускается di/d0>0,4
(здесь d0 и d,—диаметр заготовки и уменьшенный диа-
метр трубы соответственно).
При выполнении продольных и поперечных рифтов,
выдавливаний, резьб и калибровки внешние размеры за
готовки изменяются незначительно [йг. — dj == (l-=-2)s].
108
11|>и формовке впадины (на стенке трубы) ее глубина
не должна превышать O,2do.
Разделительные операции (пробивку и вырубку)
< п'ктромагнитной штамповкой по схеме «Обжим1» осу-
ществляют с помощью матриц, рабочие отверстия кото-
рых оснащаются режущей кромкой. Прямоугольные
нпсрстия выполняют с радиусом r^3s. Длинные отвер-
тя и пазы, расположенные вдоль образующей заготов-
• и, недопустимы. Эффективность процесса повышается,
ннда между заготовкой и матрицей предусматривается
। юр. Резка труб по схеме «Обжим» осуществляется с
юмощью оправок путем вырезки кольцевого отхода.
§ 18. Технологические операции, выполняемые
по схеме «Раздача»
Раздача цилиндрической трубчатой заготовки осуще-
iпаяется давлением магнитного поля, создаваемого спи-
I рильным индуктором, находящимся внутри заготовки.
1паметр обрабатываемых заготовок 30—2000 мм, толщи-
I пн стенки заготовки до 5 мм. Индуктор для раздачи
L । рубчатых заготовок малого диаметра имеет недостаточ-
I io механическую прочность и, как следствие, низкую
I loiiKocTb.
14 Минимальный диаметр труб, подвергаемых раздаче с
помощью индуктора, 30—40 мм (для труб диаметром ме-
иг|« 40 мм применяют спиральный индуктор разового
омьзования). При контактном способе раздачи (с помо-
ц.ю электрода) минимальный диаметр труб 12—20 мм.
Технологические операции, выполняемые по схеме
Т.мдача», представлены на рис, 4.7.
При раздаче труб формуют конусы, отбортовки, коль-
'• пыс и продольные рифления, штампуют полусферы,
(•' н.бы, многогранники, развальцовывают трубы, кольца
I отбортовкой в изоляционных оправках), сращивают
Г»|цбы в матрицах, изготовляют (с помощью специальной
и темной матрицы с просечным устройством) заготовки
|плтройника.
Формовочные операции, выполняемые по схеме «Раз-
। 11 >, по сравнению с подобными операциями, выпол-
и- мыми по схеме «Обжим», имеют ряд преимуществ:
<> |рма заготовки определяется разъемной, легко разби-
ai-мой матрицей, внутри которой устанавливается зато-
109
Рис. 4.7. Технологические операции, выполняемые по схеме «Раздача»
Рис. 4.8. Формообразова-
ние поперечного рифта
иа торце трубы:
1 — индуктор; 2 — заготов-
ка; 3 — матрица; 4 — коль-
цевой акран
оплавлению торцовой
говка; формовать можно трубы
достаточно большого диаметра
(</и> 100 мм).
При формовке поперечных
волнистых рифтов допускается со-
си ношение do/di^G,77, где di —
наружный диаметр рифта.
При выполнении поперечного
рифта на конце заготовки спи-
раль индуктора должна выходить
ы пределы трубчатой заготовки
(рис. 4.8) для создания равномер-
ного давления магнитного поля.
Однако это приводит к увеличе-
нию напряженности поля на тор-
не заготовки и, как следствие, к
•lac™ трубы и разрушению изоляции индуктора. Чтобы
I предохранить индуктор от разрушения и обеспечить тре«
буемое качество штампуемой детали, части индуктора,
выступающие за пределы обрабатываемой заготовки,
«вранируют жесткими металлическими кольцами 4
(рис. 4.8).
При формовке раздачей поперечных плоских широких
рифтов допускается di/d0<l,2, а при формовке высту-
па — hld0<_Q,2, где h — высота выступа.
При выполнении продольных рифтов получают
(/,/</0<l,2, а при формовке конусов — di/dod,3.
Отбортовка выполняется при частичном выносе спира-
1П индуктора за пределы матрицы и обрабатываемой за-
соговки. Отбортовку можно производить за две операции
последующей калибровкой борта плоским индуктором.
Формовка выдавливаний, резьб, рифлений и калиб-
ропка производятся с незначительным изменением раз-
оров заготовки [di—d0 — (14-3) s]; диаметр заготовки
выбирают так, чтобы он был меньше диаметра матрицы
и.| (1—2) s; при этом заготовку центрируют относительно
шприцы (зазоры должны быть одинаковыми со всех
трон).
Разделительные операции (пробивка, вырубка, раз-
та) по схеме «Раздача» выполняются с теми же тре-
I Кшаииями к технологическим процессам, что и при вы-
и тении аналогичных операций по схеме «Обжим».
i Порочными операциями по схеме «Раздача» получа-
I он биметаллические втулки; при этом необходимо, чтобы
Ш
электропроводность раздаваемой внутренней заготовки
(расположенной со стороны индуктора) была выше элек-
тропроводности наружной заготовки.
Шарнирные соединения 'формуют (по одной матрице)
одновременно в двух предварительно подобранных заго-
товках, если заготовки из различных материалов, то не-
обходимо, чтобы электропроводность внутренней трубы
была выше, чем у наружной.
Сварка по схеме «Раздача» выполняется в разъемной
матрице, ограничивающей деформацию внешней трубы;
требования й подготовка заготовок к технологическому
процессу те же, что и при сварке по схеме «Обжим».
При запрессовке труб в диски и трубные доски в по
следних выполняются 2—3 канавки, обеспечивающие со-
единение высокого качества. При сборке неразъемных
соединений из двух металлических или неметаллических
(изоляционных) деталей концы труб раздают с одновре-
менной отбортовкой.
§ 19. Технологические операции, выполняемые
по схеме «Листовая формовка»
Электромагнитная штамповка деталей из плоской лис-
товой заготовки выполняется с помощью плоских спира
льных индукторов (с равномерным магнитным полем) п
одновитковых индукторов.
С помощью плоских индукторов (спиральных или с
концентраторами магнитного поля) изготовляют мембра
ны (с одновременной правкой недеформируемой плоской
части заготовки); формуют неглубокие днища с продоль
ными и кольцевыми рифтами; отбортовывают отверстия
(по наружному контуру под углом 90 °); чеканят рисунки
и надписи; вырубают детали по контуру; пробивают ог
верстия и т. д.
Форма заготовки при штамповке определяется матрн
цей. В зависимости от энергоемкости магнитно-импульс
ных установок площадь обрабатываемых заготовок до
0,2 м2, толщина исходного листа до 5,5 мм. При электро
магнитной штамповке по схеме «Листовая формовка
трудно создать равномерное давление магнитного поля
по всей площади, поэтому в центральной части индуктор
ной системы давление поля практически отсутствует, т. <
заготовка в центральной части не деформируется.
Технологические операции, выполняемые по схеме
«Листовая формовка», приведены на рис. 4.9.
112
113
Сборочные и сварочные операции. Сбор
ка диска с осью выполняется спиральным плоским ин
дуктором, диаметр которого больше диаметра диска. При
разряде возникает составляющая давления магнитно!
ноля, под действием которого уменьшается диаметр m
верстия в диске. Таким образом, обжимают не только
диски на осях, но и незначительно уменьшают отверстии
в заготовках. Отбортовку диска производят с последую
щим обжатием на цилиндрической оправке. Напрессовку
втулок на оси и запрессовку вкладышей в трубы осущс
ствляют плоским индуктором; при этом возможно мною
кратное приложение импульсов.
Сварка двух листов из различных металлов и
сплавов производится путем их разгона и соударения
Разгон листов осуществляется силами магнитного поля,
создаваемого двумя последовательно включенными и и
дукторами. Высокое качество сварки обеспечивается, ei
ли магнитное поле не проникает в зону сварки. Требова
ния к подготовке поверхности свариваемых материалов
те же, что и при сварке по схеме «Обжим».
Формовочными операциями изготовляют
разнообразные детали с небольшой вытяжкой материя
ла. Листовая формовка, несмотря на низкую стойкое н<
индукторов, экономически целесообразна в опытном и
мелкосерийном производстве. При формовке листовой ы
готовки полой матрицей в последней выполняют отвсц
стия для выхода воздуха (а в некоторых случаях матрицу
вакуумируют). Листовая формовка применяется для ни
рубки, пробивки, формовки рифлений, отбортовки и in
глубокой вытяжки, а также в тех случаях, когда деталь
сложно изготовить традционными способами.
Требования к технологическим процессам раздели
тельных операций, выполняемых по схеме «Листошт
штамповка», такие же, как и при выполнении по cxerid
«ОбжиМ».
§ 20. Факторы, влияющие на электромагнитную
штамповку, и области ее применения
Существенной особенностью электромагнитной шга <
повки является отсутствие передаточной среды. Благоди
ря этому преимуществу .процесс штамповки упрощав i с и
А заготовки с высокой -электропроводностью можня
114
иппмповать через диэлектрики и слабопроводящие мате-
Siii.iu, не препятствующие возникновению электродина-
ических сил между индуктором и заготовкой.
Вследствие отсутствия жидкой, сыпучей или иной сре-
Ьм, передающей импульсную нагрузку заготовке, давле-
». к*. действующее на заготовку при электромагнитной
аннмповке, практически не зависит от скорости движения
Ьоговки. Также отсутствует многоэтапное нагружение,
i.iiiHoe с кавитацией и гидропотоком. Поэтому нагруз-
ки носит чисто импульсный характер. Время приложения
прузки равно времени существования созданного ин-
к юром магнитного поля..
Скорости деформирования при электромагнитной
।амповке достигают нескольких сотен метров в секунду,
into скорости сопоставимы со скоростью распростране-
нии пластической волны в металле заготовки. Таким об-
I । н>м, процесс деформации при электромагнитной штам-
1"шке носит волновой характер.
Кратковременность приложения нагрузки и высокие
июрости деформирования вызывают в заготовке значи-
Ьльпые инерционные силы, близкие по величине к уси-
«>п<> штамповки. Эти инерционные силы препятствуют пе-
ремещению металла в зону деформации из близлежащих
Внягтков заготовки. Поэтому электромагнитной штампов-
• "II штруднено выполнение операций, связанных с глубо-
•>il вытяжкой металла. Большинство формовочных опе-
р until сопровождается незначительной осевой (для труб-
| tux заготовок) и радиальной (для плоских заготовок)
«•формацией.
Ьлагодаря действию сил инерции деформирование ме-
I* । и>в импульсным магнитным полем осуществляется в
м trana. На первом этапе деформируемые элементы за-
очники разгоняются до максимальной скорости и приоб-
< । пот запас кинетической энергии, а на втором этапе
•«юпленная заготовкой кинетическая энергия расходу-
ем н на деформирование заготовки.
Инерционный характер электромагнитной штамповки
рлнпчивает толщину деформируемых заготовок. Макси-
•• I и.пая толщина заготовок из тяжелых металлов (меди,
!||уни, стали) 3—5 мм, а из легких металлов и сплавов
I) мм. Эти ограничения по толщине заготовок связаны с
• |, чго с увеличением массы заготовки снижается эф-
• пшность преобразования энергии магнитного поля в
Циническую энергию движения заготовки.
115
сплы инерции заготовки используют также для рас
шпреппя технологических возможностей процесса. На
пример, при пробивке между заготовкой и рабочей по
игрхностыо матрицы создается небольшой зазор. Прохо
дн зазор, деформируемый участок заготовки приобретас i
высокую скорость движения. При встрече заготовки с ре
жущпми кромками матрицы кинетическая энергия заго
тонки переходит в работу пластической деформации срс
за. Таким образом, резко снижается величина потребной
энергии магнитного поля для штамповки.
В ряде случаев целесообразна электромагнитная ка
лпбровка деталей и заготовок. Калибровка осуществлю
сгся путем соударения разогнанных заготовок с оснао
кой, так как при большой напряженности магнитного по
ля на сравнительно малых путях разгона можно получи и>
большие скорости движения заготовки.
Электромагнитной штамповкой можно выполнять мио
го технологических операций, выполняемых традицион
ными способами листовой штамповки. Наиболее эффск
тивно применение электромагнитной штамповки в случи
ях, когда технологическая операция трудно выполним и
или совсем не выполнима другими способами, например,
сборка деталей в керамических или стеклянных сосудах.
Методы электромагнитной штамповки пригодны для
обработки металлов с высокой электропроводностьюi
(медь, алюминий и их сплавы). Однако хорошо поддают
ся электромагнитной штамповке и заготовки из низкоуг-
леродистых сталей.
Технологические режимы штамповки этих материя
лов достаточно хорошо освоены. Значительно сложнее
штамповать детали из высокопрочных материалов со
сравнительно невысокой штампуемостыо. Например,
электропроводность титана в 20—100 раз меньше, чем
электропроводность алюминиевых сплавов. Это увеличи
вает опасность проникновения магнитного поля через за
готовку и требует повышения частоты тока в десятки pits
(до 200 кГц) по сравнению со штамповкой алюминиевых
сплавов.
Если рабочая частота разрядного контура магнитно
импульсной установки составляет 10—20 кГц, то заготоп
ки из материалов с удельным электрическим сопротивли
нием выше 15-10-8 Ом-м рекомендуется штамповать ।
использованием промежуточных прокладок-спутникоп
(толщиной менее 0. Г-0,2 мм), обладающих высоко!)
ПО
। i ропроводностью, что позволяет значительно снизить
при энергии при штамповке.
1 путники используются также при штамповке дета-
|И h i высокопрочных материалов с низкой электропро-
| июстью (коррозионно-стойкие стали, титановые спла-
м н др.). Спутники, помещаемые между заготовкой и
|#М<юром, приводят в движение неэлектропроводные
4п>1онки. Для изготовления спутников применяются
медь и алюминиевые сплавы. Для штамповки
«) pi и ионно-стойкой стали толщиной 0,3—2 мм исполь-
я спутники из меди и алюминиевых сплавов тол щи-
0,3—1,2 мм. Так как спутник тоже деформируется
Г штамповке, его толщина ограничивается оптимальны-
м'ловиями электромагнитной штамповки.
Дня штамповки труднодеформируемых металлов
«imiii и его сплавы) и металлов с низкой электропро-
ыисгью предназначена магнитно-импульсная установ-
« модели МИУ-20/ПН, на которой производятся после-
фа ц’льно высокочастотный нагрев заготовки, а затем
. мш иитно-импульсное деформирование. Нагрев и де-
ф'рмирование осуществляются одним индуктором.
благодаря отсутствию движущихся частей на магнит-
Вцмиульсных установках можно производить такие опе-
IIIи, как раздачу удаленных от торнов участков длин-
* <руб.
^О.еутствие механического контакта с заготовкой по-
те г обрабатывать заготовки, покрытые изолирующей
!‘><|кой, или производить штамповку через стенки ва-
шим! камеры. Стенки камеры должны быть изготов-
ц из материалов, прозрачных для магнитного поля.
• и юлирующей оболочкой такие металлы, как молиб-
и nt вольфрам, могут быть разогреты, отштампованы
ф |.'|Ждены при незначительном нагреве индуктором.
111 дефективность электромагнитной штамповки вли-
п иеличина зазора между индуктором и заготовкой и
>|>п г заготовки. При уменьшении зазора между индук-
Ы п заготовкой снижаются потери на рассеяние маг-
Й»1 !! энергии, повышается эффективность преобразо-
|ф‘ шсргии магнитного поля в работу по деформиро-
। а готовки.
Илллсть применения магнитно-импульсной обработки
)> пню расширяется. С ее помощью можно произво-
t прочнение металлов, деформировать заготовки с
и юванисм жидкие И эластичных сред. Кроме того,
117
млгннтпо-импульсная обработка находит применение d
скалывания льда на различных агрегатах, для стабн и
зацпи размеров и свойств отливок и для других целей.
ГЛАВА V
УСТАНОВКИ И ИНСТРУМЕНТ
ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ШТАМПОВКИ
§ 21. Устройство установок
Выполнение технологических операций электром-iJ
питной штамповки осуществляется на магнитно-импулм
ных установках (МИУ), с помощью которых энергия пи
пульсного поля преобразуется непосредственно в рабш
по деформации заготовки.
МИУ (см. рис. 4.1) представляет собой комплси|
состоящий из технологического и энергетического обом
дования. Для накопления энергии и выделения ее в пи
дукторе используется генератор импульсных токов (Г111
(рис. 5.1), который включает в себя следующие элем,
ты: емкостный накопитель С; зарядное устройство, 11
стоящее из повышающего устройства ПУ и выпрямите.J
ного устройства ВУ; коммутирующее устройство Р;
дуктор И; пускорегулирующее устройство ПРУ; annapJ
тура и автоматика, состоящая из блока поджигающей
устройства БПУ, блока автоматики БА и задатчика |
защитное устройство, состоящее из короткозамыкап
КЗ, блокировок и других элементов; измерительная
паратура, содержащая высоковольтный делитель напр(
жения ДН.
Задатчик 3, предназначенный для определения п<
Рис. 5.1. Схема генератора
импульсных токов (ГИТ)
личины запасаемой эн ।
гии в конденсаторах наш
пителя, представляет ii
бой многопозиционныи и
реключатель. Каждое J
ложение переключай d
соответствует определи
ной величине энергии, <1
пасаемой установкой. »
помощью задатчика оМ
печивабтся 'срабатывапи
БПУ в момент, koi ।
118
в»?iия накопителя в процессе заряда достигает значе-
I необходимого для выполнения заданной технологи-
юМ операции.
/• 1 служит для дозирования энергии батареи конден-
и осуществления разряда с помощью автомати-
|»'>|о управления коммутатором. В качестве коммута-
«г । используются трехэлектродный разрядник, импульс-
п игнитрон и др. ДН, предназначенный для подачи
мн конного напряжения в БА и измерительный при-
ь । (киловольтметр), выполнен в виде набора рези-
I и|ч)В.
ПУ представляет собой высоковольтный трансформа-
> с индуктивным токоограничителем, а ВУ — группу
Шедовательно соединенных кремниевых или селеновых
<> щн. КЗ предназначен для шунтирования высоковольт-
м цепи через токоограничивающий резистор и обеспе-
fii-r требуемую безопасность работы штамповщика.
। АШУ имеется несколько механических КЗ, обеспечи-
|»">|цпх разряд батареи конденсаторов при открывании
|« цигного колпака для дверей емкостного накопителя,
•почим органом МИУ является сменный индуктор И.
Наиболее важный энергетический узел установки —
костный накопитель батареи конденсаторов. Чтобы
пыспть КПД установок, батареи конденсаторов долж-
К иметь низкую собственную индуктивность и способ-
I и. выдерживать большое число импульсных разрядов,
I ыкже минимальные массу и габарит.
Параметры конденсаторной батареи (емкостного на-
|»«|||1тсля) определяют основные технико-экономические
Квзатели МИУ: срок службы; стоимость операции; га-
»криг и массу. Основной параметр емкостного накопите-
I определяющий его массу, габарит и число конденса-
|'1|>пых батарей,— запасаемая энергия WH накопителя.
В итременных установках применяют малоиндуктивные
Ьцеисаторы с высокой удельной энергоемкостью.
Долговечность конденсатора зависит от максимального
♦«пряжения (до которого осуществляется его зарядка),
м1ни нахождения конденсатора в заряженном состо-
1HI, частоты следования импульсов зарядки и разряд-
li. При правильной эксплуатации металлобумажного
•чцепсатора на режимах, ниже предельных, срок его
м, гбы составляет несколько миллионов импульсов.
Ирядное устройство (ЗУ) независимо от условий ра-
>)ы и схемы МИУ должно обеспечить заданное время
119
.1.1
II
ряда,
высокую надежность используемом
аппара1уг
минимальные расходы на одну
технологическую
(ин
рацию.
Емкостные накопители МИУ заряжают
мам: 1) заряд от источника неизменного
2) заряд от источника неизменного тока.
по двум
напряжс
пи
При заряде по первой (достаточно простой) схем<
включает в себя
три
основных элемента: повышают!!
трансформатор; выпрямитель; токоограничивающес \i
ройство (активное или индуктивное сопротивление, и
следовательно включенное в цепь выпрямителя).
Вторая схема, обеспечивающая более высокий КН
заряда, является, однако, более сложной, поскольку кр
ме элементов первой схемы содержит дополнительна
элементы, автоматически регулирующие ток заряда.
В
качестве устройств для управления
началом зар
да емкостного накопителя используются электронные рп
рядники (игнитроны,
ные трехэлектродные
тиратроны), вакуумные и
разрядники (тригатроны),
воздуи
а так ।
различные механические двухэлектродные, комму!
торы.
К разрядникам, применяемым в МИУ, предъявляв
ся следующие требования: минимальная индуктивное!
малое электрическое сопротивление; высокая работосш
собность; удобство замены изношенных деталей (элгк
родов); способность коммутировать токи до 200 кА пр
частоте разрядного контура 5—50 кГц. В МИУ наибо.к
широко применяются трехэлектродные разрядники пи
душного типа и игнитроны.
Малоиндукционный трехэлектродный разрядник (р^
5.2) состоит из верхней крышки 1 и корпуса 3. Крыши
1 крепится к технологическому столу 2, в ней выполш И
отверстие для присоединения контактного вывода п|
дуктора. Корпус индуктора присоединяется к верш d
крышке 1 разрядника, а центральный вывод индукша
подключается к контактному выводу 4 разрядника М
аксиальный кабель 5, связывающий разрядник с накои|
телем энергии, подключен к корпусу разрядника со ci
роны крышки 1.
Параллельно соединенные коаксиальные кабели iqJ
пятся к корпусу разрядника с помощью колец 6,
и болтов 9. Ток проходит по центральной жиле коаю I
ального кабеля через искровой промежуток глапн||
электродов 19 и 20 и по внутреннему токопроводу
120
1 2
I ’ 2. Малоиндукционный трехэлектродный разрядник, применяе-
мый в установке МИУ-20/4
пр.ицается на вывод 4 разрядника, к которому под-
,сп контактный вывод индуктора. Второй конец ин-
11 >|>а через крышку 1 связан с оплеткой коаксиально-
। июля по наиболее короткому расстоянию. Кроме
> - пня индуктивности внутренний токопровод 22 обес-
Кпнлст электродинамическое воздействие на дугу, ко-
Ьин при срабатывании коммутатора перемещается от
цр.тльной части главных электродов 19 и 20 на коль-
. ю часть. Благодаря движению дуги обеспечивается
• равномерный износ главных электродов. Внутри
* га разрядника расположены изоляторы 19 и 14,
!ц< пн 12 и корпус нижнего электрода 13. Вывод 4 раз-
I пика прижимается к контактному выводу индуктора с
||ц|>ю пружин 11. Главные электроды 19 и 20 разряд-
н и изготовляются из меди. При производительности
Кмпхпки 100 операций в час и более главные электроды
L и.потея сжатым сухим воздухом через отверстия
Vip. iinero токопровода 22. Принудительное охлажде-
► р.ирядника сухим сжатым воздухом возможно через
м> И.1 15 и 21.
121
Рис. 5.3. Игнитрон-
ный разрядник
ИРТ-1
I)
В центральной части конъп
ного вывода разрядника на в
ляторе 16 закреплен поджиги
щий электрод 18. Поджигай
разрядник через коаксиально
кабель 17.
Разрядник обеспечивает ь»
мутацию тока при рабочем наир
жении 5—20 кВ. Длину искрит
го промежутка можно регули[
вать (с помощью контактного ш
вода индуктора) в полуавтом.н
ческом режиме. Электрод ишц
тора, нажимая на контактный и
вод разрядника, определяет длин
искрового промежутка мел.
главными электродами. Глаши
электроды и поджигающий элен
род разрядника удобно заменяй
ся при эксплуатации устанош
Конструкция игнитронного рп
рядника приведена на рис. '
Полый металлический корпус
состоит из двух цилиндрических сИ-
(катод игнитрона)
лочек— наружной 8 и внутренней 9. Полость для охл.ц
дения заполняется проточной водой через штуцера
14. Расход воды в номинальном режиме 1 л/мин. К ш |>
ней части корпуса приварен контактный фланец 6, п
нижней — приварено (с помощью шайбы 13) дно 10 М
либденовый анод игнитрона 16 с помощью контакт -
стержня 3 и стеклянного изолятора 4 выведен нару «
Внешняя ошиновка присоединяется к аноду с помошй
шайб 1 и 2 и прижимной гайки 19. Катод игнитрона (-1
корпус) присоединяется к ошиновке шайбой 5 и бол i. м
18. Поджигающий электрод 11 через изолятор 12 ввек
во внутреннюю полость игнитрона, заполненную рг
тью 15.
Накапливаемая в конденсаторной батарее эш-pid
должна передаться индуктору с наименьшими потерям!
для чего внутреннее сопротивление цепи и индуктивши I
должны быть минимальными.
Элементы установки соединяют между собой 1шш|
ми. К ошиновке предъявляются следующие требов.шп|
конструкция шин должна быть механически прочшш
122
' 1. Установка МИУ-20/1
выдерживать большие элек-
тродинамические нагрузки;
индуктивность и электриче-
ское сопротивление шин
должны быть минимальны-
ми; недопустима упругая де-
формация шин при разряде
конденсатора; рабочая тем-
пература изоляции шин при
максимальной производи-
тельности установки ие
должна превышать допусти-
мой.
Ошиновка основных эле-
ментов разрядного корпуса
МИУ выполняется либо пло-
__ скими параллельными близ-
| расположенными шинами, либо коаксиальным кабе-
*«| Жесткая плоская ошиновка не обладает гибкостью
м монтаже, а ошиновка из коаксиального кабеля хотя
. и ег большую стоимость, является гибкой, что позво-
Ки снизить потери энергии и создать удобства при экс-
• > нации.
•пергоемкость МИУ составляет 2—200 кДж. МИУ
Ьл штамповки легких сплавов имеет энергоемкость до
1 । Цж, а для штамповки высокопрочных материалов —
Ь '(И) кДж. МИУ, изготовляемые рядом предприятий, от-
валился друг от друга техническими параметрами и
*, 1руктивным исполнением.
I цОрочные единицы (узлы) МИУ (в зависимости от
о. .< немой энергии емкостного накопителя и назначения
повки) комплектуют либо в одном блоке с техноло-
Ь'кнм оборудованием, либо в отдельных блоках,
жегановки энергоемкостью 2—10 кДж обычно состо-
одного блока, включающего в себя емкостный нако-
I» и. и высоковольтную аппаратуру. При энергоемко-
n II) 20 кДж установка состоит из двух блоков: тех-
пческого (с рабочим индуктором) и пульта управ-
Itn При энергоемкости МИУ до 30 кДж ГИТ монтиру-
ч > лк правило, в одном корпусе с технологическим бло-
К, включающим в себя узлы для крепления индукторов
|пи.четки. t
установка МИУ-20/1, показанная на рис. 5.4, вклю-
। в себя два блока — 1 (состоящий из емкостного на-
123
ниппеля, зарядного устройства и высоковольтной аш. <
р.нуры) и 2 (состоящий из пульта управления, рабочей
индуктора и коммутирующего устройства). Установи
можно компоновать как в комплексе (см. рис. 5.4), ы
и раздельно. В последнем случае блоки 1 и 2 устанав.ш
и.пог па расстоянии 2—3 м друг от друга.
Установки с энергоемкостью свыше 20—30 кДж ( ч<
стоят из трех отдельных блоков: блока емкостного наы>
пителя и высоковольтной аппаратуры; технологически!
блока, включающего в себя индуктор; пульта упран.н
ппя. Блок емкостного накопителя соединяется с техпн
логическим блоком коаксиальным кабелем. Если МП'
состоит из нескольких блоков, то их размещают в р;п
личных помещениях.
Электрическая схема магнитно-импульсной усташпч
ки МИУ-0506/1 приведена на рис. 5.5. Установка и<гн
ключается к линейному напряжению 380 В с помощыч
пакетного переключателя ПП, имеющего два положен и
380 В и 0 (отключено). При подаче питания в схему vi>
равления загорается сигнальная лампа ЛЗ и освещать <
табло ТС, свидетельствующее о том, что высоковольтпн
накопитель С заземлен и что на нем нет высокого нан|
жения. Контакт ВК-1 является блокировочным: он >
мыкается при закрывании дверей шкафа накопится
Схема работает следующим образом: при нажатии кпе.я
ки «Пуск» электромагнит короткозамыкателя втягив.1
якорь и главные контакты КЗ размыкаются; через блов
контакты включается промежуточное реле 1РП, подан
щее питание на катушку контактора 2КЛ. KhoiiiJ
«Пуск» при этом шунтируют контакты 1РП. Главпч1
контакты 2КЛ подключают первичную обмотку силон<||1
трансформатора Тр на напряжение сети. Включаеп!
красная сигнальная лампа ЛК. Контакты реле П'Л
подготавливают цепь реле ЗРП к включению. Заряжас ।
ся емкостный накопитель С от однополупериодной схсмв
Напряжение на накопителе повышается до величины, <
ранее установленной задатчиком. Напряжение контр(>ш|
руется с помощью киловольткилоджоулеметра, подняв
ченного к батарее конденсатора через делитель на пр Л
жения. Когда величина зарядного напряжения достигав
заданной, на выходе блока автоматики БА срабатып.и4
электромагнитное реле, которое, обесточивая кату1пи|
2КЛ, отключает от сети силовой трансформатор Тр. (Ц
повременно контакты PH включают реле ЗРП. Поел I
124
Рис. 5.5. Принципиальная электрическая
схема установки МИУ-0506/1
125
нее, n свою очередь, срабатывает и после замыкании
блок контактов 2КЛ включает реле РР. Включением
кон такта РР (4—16) подается поджигающий импульс,
в результате чего срабатывает разрядник Р1 и заряжен
пая емкость С7 накопителя поджига разряжается на ун
равляющие электроды ингитронов типа ИТР-1. Цепочки
C3R3—R4; R6R7 используются для обеспечения надо к
лого параллельного поджига двух разрядников.
Нормально закрытые контакты РКЗ отключает коп
тактор 2КЛ и короткозамыкатель КЗ. Последний замы
кает главные контакты и шунтирует накопитель, снимая
возможный остаточный заряд конденсаторов. Контакт
1—25 включает табло «заземлено». При необходимое hi
отключения установки с заряженным накопителем б< i
разряда на индуктор необходимо нажать кнопку «спя
тие ВН». При этом обесточивается КЗ.
В случае отказа в работе блока автоматики и продол
жающегося при этом увеличения зарядного напряжении
в главной цепи установки во избежание повреждении
изоляции предусмотрено устройство защиты выпрями
теля от перенапряжения. Шаровой разрядник ШР вклю
чен последовательно с балластным сопротивлением СР
Величина зазора ШР устанавливается такой, чтобы h,i
пряжение выше необходимого пробивало шаровой p.i i
рядник и шунтировалась конденсаторная батарея. По
следовательно с сопротивлением СР включено реле токи
РМТ, через обмотку которого протекает ток, пропорции
нальный току разряда накопителя. При срабатывании
реле установка полностью отключается. Для защиты си
ловой цепи от перенапряжений, возникающих при разряд»
накопителя, на входе схемы включен конденсатор К-
Тепловая защита осуществляется с помощью РТ-2’
При коротких замыканиях установку защищают тр>М
чатые предохранители. Зарядное устройство установки
штамповщик включает обеими руками, используя один-
временно две кнопки «Пуск». Аварийное отключение ус
тановки производится кнопкой «снятие ВН». При bkjikiJ
чении этой кнопки отключается питание собственны)!
нужд установки и КЗ шунтирует емкостный накопитель
Площадь помещения для МИУ, ширина проходи»
должны отвечать правилам технической эксплуатации и
правилам техники безопасности, предъявляемым к помп ।
щениям для электроустановок напряжением свыш
1000 В.
126
3
6
Рис. 5.6. Схема крепления матриц на
установке МИУ-20/1:
1 — тиски; 2 — болт; 3 — колонка; 4 — по-
луматрица; 5 — заготовка; 6 — индуктор
На рис. 5.6 приведена схема крепления матриц на
ыновке МИУ-20/1. На фланец высоковольтного раз-
( цинка (тригатрона) закрепляют индуктор 6, а на ра-
нни стол устанавливают тиски 1, закрепленные болта-
ни в пазах стола, и выставляют полуматрицы 4 так, чтобы
ю>лая внутренняя поверхность матрицы, образовавшаяся
hi их соединении по колонкам 3, была симметрична ин-
5, к гору 6. Затем полуматрицы 4 фиксируют болтами 2
। исках 1. В таком положении оснастка подготовлена к
। |6оте. Далее на индуктор 4 надевают заготовку 5 и
I тот питание на установку, включив переключатель
I гь» (220 или 380 В). Устанавливают переключатель
| |ц работы» в положение «Автоматический режим», а
!<• рсключатель «Задатчик» на тот уровень энергии, за-
> домой накопителем, который необходим для изготов-
'| пня данной детали. Затем нажимают кнопку «Пуск» и
В достижении в накопителе заданной энергии установ-
К автоматически разряжается на индуктор-инструмент,
р результате чего заготовка деформируется под дейст-
( м сил магнитного поля, принимая форму облегающей
н матрицы. Затем, раскрыв полуматрицы, снимают с ин-
циыора деталь. Время получения детали 1—1,5 мин.
127
МНУ работают в двух режимах—ручном и автомп
гическом. Ручной режим используется при наладке усы
попки и при отработке технологического режима, а ан
г< (магический— при работе установки в серийном npoin
иодегве по заранее отработанной программе.
При эксплуатации МИУ в автоматическом режиме с,
обслуживает один штамповщик электроимпульсных p.i
бог квалификацией не ниже III группы. При отрабоиш
технологического режима и наладке установка обсл\
живается штамповщиком электроимпульсных работ 111
группы и лицом, ответственным за ведение работ. Квалн
фикация последнего должна быть не ниже IV группы
Работать на неисправной установке, а также производны
наладку, отработку режимов работы, технологически ш
подготовку установки и ремонт одному лицу категори
чески запрещается. При внедрении новой технологичсс
кой оснастки, изменении заготовки и конструкции штам
пуемой детали работа производится по временной ин
струкции по технической эксплуатации установки и бело
пасности ее обслуживания.
Площадь помещения для МИУ и ширина проходом
должны отвечать правилам технической эксплуатации н
правилам техники безопасности, предъявляемым к поме
щениям для электроустановок напряжением свыше
1000 В. Участок, оборудованный МИУ, может быть рае
положен непосредственно в производственном цехе, ни
при этом должно быть заграждение, препятствующе
входу посторонних лиц. Внутренний контур установки
необходимо надежно присоединить к наружному заземли
нию медным или железным сплошным проводом сечен»
ем 16 мм2. При раздельном размещении пульта управле
ния и шкафа накопителя соединительные коаксиальлы<
кабели следует поместить в металлический заземлена и ft
кожух для защиты кабеля от Механических повреждешн1
Если используются МИУ с коммутаторами типа три
гатрон, то при высокой производительности установок
должны быть приняты меры по ограничению шума, со
здаваемого коммутатором, и по введению вентиляции
внутренней полости коммутатора. Воздух направляй н и
перпендикулярно оси электрического разряда меж чу
электродами. Удаляемый воздух должен выбрасывать н
в атмосферу выше крыши здания цеха.
В процессе эксплуатации МИУ штамповщик обязан
128
инь за показаниями приборов и состоянием индукто-
t Работа с поврежденным индуктором категорически за-
i шлется. При несрабатывании короткозамыкателя или
»н \ гствии световой сигнализации о его срабатывании
1мать деталь с рабочего стола или производить какие-
-то операции с технологическими приспособлениями и
С ктором без заземления высоковольтной цепи, от-
учения установки и шунтирования емкостного нако-
|1'гля запрещается.
При деформации длинных заготовок прикасаться при
. )..оге установки к обрабатываемой заготовке, выступа-
нии за пределы защитного кожуха, запрещается. При
Ьилопениях от нормального режима работы (треск в
«о лфу накопителя, видимое искрение в контактах ин-
• iviopa, искрение в пульте управления, нарушение си-
и.мы сигнализации, видимое отклонение деформации
готовки от нормы) необходимо немедленно отключить
Кыповку. Неисправности устраняются в присутствии
ища, ответственного за ведение работ на установке.
§ 22. Инструмент
Оснастка для электромагнитной штамповки состоит
||| индуктора и матрицы. Наиболее важным и сложным
Ьибочим инструментом является индуктор, являющийся
ним из наиболее ответственных элементов МИУ. Ин-
। г.моры при работе испытывают большие динамические
а рузки, соответствующие создаваемым ими магнитным
юлим и давлению, действующему на заготовку. Поэто-
индукторы должны обладать высокой механической
ичпостью.
11о виду выполняемых операций индукторы подразде-
погся на три типа: для выполнения операций по схеме
•нежим»; для выполнения операций по схеме «Разда-
ли*; для выполнения операций по схеме «Листовая штам-
1нка». По сроку эксплуатации различают индукторы
ипразового (разового) и постоянного (многократного)
нствия.
I Индукторы разового использования, применяемые для
редварительной отработки новых технологических оле-
ний, просты по конструкции (один или несколько вит-
п открытой спирали, навитой из изолированных
шых шин или многожильных проводов), дешевы в из-
с кшлении, но не обладают высокой прочностью (разру-
п<>гея после выполнения одной-двух операций). До
129
ciiocio разрушения (деформации) индуктор успевает со
оГнцпгь заготовке импульс, при этом чем быстрее процес с
p.i (ряда, тем больший импульс успевает передать загс
гонке индуктор. Поэтому индукторы разового пользой i
пня целесообразно применять-на установках с высоко,
частотой разрядного тока, а также при выполнении ош
раций, требующих удельных давлений, превышающих
предел прочности материала спиралей. В серийном про
ншодстве применяются индукторы многократного поль
ювания, срок службы которых достигает нескольких ты
сяч разрядов.
По принципу действия различают индукторы одно
ступенчатые, многоступенчатые и индукторы с непосрс i
ственным подводом тока к обрабатываемой заготовке
Одноступенчатые индукторы имеют рабочую однобитно
вую или многовитковую обмотку; одновитковые индук
торы создают магнитное поле, непосредственно возде ii
ствующее на заготовку. В многоступенчатых индуктор.ix
давление на деформируемую деталь передается не раб<>
чей обмоткой, а через промежуточный виток, индуктивно
связанный с рабочей обмоткой и заготовкой. В индун-
торе с непосредственным токопроводом заготовка йены
тывает динамическое воздействие тока, который протеки
ет в токопроводах и в заготовке, включенных в электрп
ческую цепь последовательно.
По конструктивному исполнению индукторы подра i
деляются на спиральные, с концентраторами магнитны п
поля, одновитковые, одновитковые с согласующим yci |
ройством, коаксиальные и петлевые. Спиральные ни
дукторы в зависимости от выполняемой технологической
операции могут иметь цилиндрическую, коническую,
плоскую и другую форму. Спираль индуктора может бы и.|
выполнена в виде одного витка, многовиткового сол< ihi!
ида, плоской спирали или в виде бобины. Материал спи
рали витого индуктора и корпуса индуктора с концснг|
ратором магнитного поля должен обладать высокими!
электропроводностью и механической прочностью. К i
ким материалам относятся латунь, бронза, низкоугл< рп J
дистые стали. Хорошие показатели имеют высокопрочные!
материалы (вольфрам и молибден) и сплавы (бериллис I
вая бронза, кадмиевая и особенно циркониевая медь)
Конструктивные элементы индукторных систем ш < I
полняются из низкоуглеродистой стали, текстолита, д< ii.-I
та-древесины, стеклоэпоксидных композиций, фторопл.к I
130
i и других материалов. Спирали индуктора заключают
и корпус и изолируют от него.
Одновитковые индукторы, хотя и обладают высокой
механической прочностью, применяются гораздо реже,
1см многовитковые. Индуктивность одновитковых ин-
(укторов (особенно при внутреннем диаметре, меньшем
>0 мм) невысока. Многовитковые индукторы эффектив-
нее в работе, но сложнее в изготовлении и дороже, чем
цповитковые.
Потери в индукторе складываются из потерь рассея-
чпя энергии и тепловых потерь. Выделяемая при разря-
!К теплота разогревает индуктор. В зависимости от интен-
нппости работы индукторы могут быть неохлаждаемые (с
игсственным воздушным охлаждением) и с принуди-
ь явным охлаждением. Интенсивно работающие индук-
К'ры охлаждают, пропуская воду по трубчатой спирали.
Охлаждение спирали повышает стойкость индукторов, в
ыобенности работающих длительное время с большой
леготой следования импульсов.
Рабочая обмотка индуктора изготовляется из изоли-
|юпапной электропроводной шины прямоугольного се-
ин1ия или из витков спирали, полученной точением, ко-
|чрые затем изолируют. Зазоры между теплопроводными
цементами индуктора (между витками спирали, между
ипралью и концентратором поля) должны быть мини-
мально допустимыми по электрической прочности при-
Ь'шяемой изоляции. В зависимости от мощности разряда
L юры между витками индуктора составляют от 0,5—
। мм. Длина индуктора определяется размерами обра-
I лываемого участка заготовки, она должна быть равна
м in несколько превышать их. Прямоугольное сечение
mi ков индуктора способствует созданию равномерного
• пннтного поля. Токопроводы к спирали изготовляют
К малоиндукционной схеме — коаксиальными или в
>1' “ широких плоских шин.
< тонкость индуктора в значительной мере зависит от
I» 1сства применяемой изоляции. Изоляционные матери-
• ,1 н индукторе используются как в качестве межвитко-
» (межобмоточной) или корпусной изоляции, так и
I средство для создания механического крепления то-
•едущих частей. Поэтому кроме высоких электрических
». л «телей изоляция должна иметь достаточную меха-
Ьм'скую прочность.
В качестве изоляционных материалов используются
131
Рис. 5.7. Одновитковый индук-
тор для обжима труб
лавсановые, фторопластовые
и полиамидные пленки, с,/по
да, стеклотекстолит, разлнч
ные смолы и компаунд и
стекловолокно, пропитавши
эпоксидными смолами. То 1
щина слоя изоляции меж i\
витками спирали индукторп
соответствует шагу навивки
и составляет 0,5—3 мм. То i
щина слоя изоляции межц
витками индуктора и поверх
костью заготовки обычно в<
превышает 0,5—1,5 мм, i.m
как с увеличением толщины изоляции увеличивается р;н
сеяние магнитного потока и, как следствие, снижаекп
КПД установки и уменьшается давление на заготовку
Стойкость индуктора повышается с увеличением м;к
сы витков, а прочность индуктора повышают путем при
менения бандажей и стяжек.
Стойкость индуктора резко увеличивается (до Ю4
106 операций), если для штамповки применяются конце/и
раторы — специальные металлические вставки, концепт
рирующие магнитное поле индуктора на деформируемом
участке заготовки. Напряженность магнитного поля и i
этом участке заготовки может в несколько раз превы
шать напряженность поля в области спирали индукторп
Благодаря этому значительно снижаются нагрузки n.i
спираль, которая практически полностью разгружает/и
от динамических усилий, воспринимаемых массивным
концентратором.
Концентратор магнитного поля представляет собой
толстостенную втулку с разрезом вдоль образующей,
обычно заполняемым изоляцией и предотвращающим об
разование в металле концентратора вихревых токов
Концентраторы изготовляют из прочного материала, об
ладающего высокой электропроводностью (например, и I
бериллиеврй бронзы). Концентратор сжимает манны
ный поток и увеличивает его напряженность в зоне штам
повки, при этом часть энергии при штамповке расхочу
ется на нагрев концентратора.
Одновитковый индуктор для обжима труб показан in '
рис. 5.7. Его одновитковая спираль 1 представляет собой
массивную плиту. Рабочее отверстие расположены в
132
Pin . 5.8. Спиральные индукторы для раздачи (а), обжима (б) и лис-
товой формовки (в):
' залитая пластмассой спираль; 2 — зажим спирали; 3 — контактный вы-
вод; 4 — фланец; 5 — корпус; 6 — прижимная крышка
। ште эксцентрично (сдвинуто в сторону токопроводов).
Минимально допустимая ширина паза между токопрово-
ми выбирается исходя из механической и электричес-
>ii прочности изоляции 2, изготовляемой из стеклоплас-
рка. Стянутые болтами 4 щеки 3 являются основанием
i bi крепления к индуктору вспомогательных деталей.
Многовитковой индуктор (рис. 5.8, и) имеет спираль
I выполненную из прямоугольного проводника, предва-
| |4i и’льно изолированного пленочной изоляцией. Спираль
I 1аливается пластмассой, или компаундом. В ряде слу-
•| «ев для повышения механической прочности спирали
навивают, а получают точением. Точеную спираль
юлируют пленкой из фторопласта или лавсана (без
1НВКИ компаундом).
133
Рис. 5.9. Цилиндрический витой индуктор для раздачи трубчатоП
заготовки: .
1 — болванка; 2 — спираль; 3 — изоляционная стеклолента
Цилиндрический витой индуктор для раздачи труп
чатой заготовки показан на рис. 5.9. Основной элемсчц
многовитковых цилиндрических и плоских индукторов
спираль 2, изготовляемая навивкой (или точением) in
прямоугольной медной шины, предварительно изолирут
мой лавсановой пленкой, которая наматывается на сиг
циальном станке или вручную с помощью приспособь
ний. Шина изолируется в несколько проходов с натягом
пленки. Поверх лавсановой пленки наматывают два слон
хлопчатобумажной пряжи или ст-еклоленты, пропитан
ной кремнийорганическим лаком К-55. После сушки
спираль 2 наматывают на изоляционную болванку /
изготовленную из прочного
Рис. 5.10. Одновитковый индук-
тор для листовой штамповки:
а — общий вид; б — рабочее поло-
жение (/ — заготовка; 2 — индук-
тор)
изоляционного материалй
(стеклотекстолита, дс. i и
та-древесины, текстолит
и т. п.). После намок ।
витки в осевом направлю
нии уплотняют на претч
Для придания индуктор)
механической и элеюри
ческой прочности мел г,
витками спирали и по < к1
наружному контуру нами
тывают стеклонить (с nJ
клоленту), пропитанную
эпоксидной смолой.
Одновитковый ПИ 1 \ и
134
Рис. 5.11. Плоский многовитковый индуктор для листовой
штамповки
тр для обработки по схеме «Листовая штамповка» по-
йти на рис. 5.10. Направление разрядного тока пока-
то сплошными стрелками, а направление магнитных
iiiновых линий — пунктирными. Магнитное поле созда-
। давление по площади витка индуктора, в центре ин-
h. к гора давление равно нулю.
Плоский многовитковый индуктор для листовой штам-
н пки представлен на рис. 5.11. Токопроводящие витки
индуктора выполнены по «спирали Архимеда». Рабочая
Миотка 1 изготовлена методом навивки из медной изо-
лированной шины прямоугольного сечения. Шина перед
и пшвкой обматывается стеклопластиковой изоляцией.
Обмотка 1, пропитанная герметиком, размещается в
* Опционном текстолитовом корпусе 2, который также
Впжпо изготовлять из эпоксидной смолы, армированной
кловолокном. Корпус 2 размещается в металлическом
пухе 3, служащем также для подключения наружного
пода рабочей обмотки 4. После отверждения эпоксид-
ч смолы спираль 1, изоляционный корпус 2 и кожух 3
разуют монолитную конструкцию. Центральный вывод
I рабочей обмотки проходит через отверстие в изоляци-
ями корпусе 2. Изоляция рабочей обмотки предохра-
Кетея от механических повреждений прокладкой (тол-
щиной 0,5—1 мм) из стеклотекстолита или фторопласта.
11лоские индукторы с витками в виде «спирали Архи-
м (,р> создают неравномерное электромагнитное поле.
|| центре поля осевая составляющая напряженности маг-
Кнпюго поля равна нулю.
Г Для создания более равномерного поля применяются
ншкие индукторы со спиральной обмоткой в виде соле-
1"|цда Спираль такого исполнения создает более равно-
135
Рис. 5.12. Индуктор для формовки гофр:
« — общий вид; б.— рабочее положение (/ — индуктор; 2— заготовка); стрел
ками показано направление магнитных силовых линий
Рис. 5.13. Индуктор с концентратором магнитного поля:
1 — болт; 2, 6 — щеки; 3 — концентратор; 4 — экран; 5 — бандаж; 7, 111
изолирующие прокладки; 8 — болт; 9 — изолирующая втулка; 11 — пллн
12 — фторопластовая лента; 13 — спираль
мерное поле. В центре индуктора отсутствует нерабоч.in
зона. С помощью такого индуктора целесообразно ин
полнить операции вырубки и неглубокой вытяжки. Д in
формовки гофр на листовых заготовках может быть in
пользован индуктор, показанный на рис. 5.12.
Индуктор с концентратором магнитного поля нр« I
ставлен на рис. 5.13. На наружной поверхности кониин
ратора 3 выполнены проточки под прямоугольную сип
раль 13. Обмотанная фторопластовой лентой cnnp.i и
136
Рис. 5.14. Сменные вставки концентраторов
вставляется в проточки после установки изолирующих
прокладок 7 и 10 в паз концентратора 3. Снаружи спи-
1.1ль 13 обмотана тремя слоями фторопластовой лен-
Н.1 12. После монтажа спирали надевается экран 4, вы-
полненный из тонколистовой бронзы. Экран стягивается
•шдажом 5 и болтами 8.
На практике часто применяются универсальные ин-
укгоры с концентраторами магнитного поля, оснащен-
ными сменными вставками (рис. 5.14). В зависимости от
"Ынолняемой технологической операции вставки выпол-
। по гея с рабочей зоной, размещенной в центральной зо-
не концентратора (рис. 5.14, а, в) или на торце концент-
иора (рис. 5.14, б,г). Расположение рабочей зоны в
‘к игре вставки предпочтительнее с точки зрения механи-
ч еких и электрических характеристик. Расположение ра-
ней зоны в торцовой части вставки вызывается причи-
h<iMK организационного характера — удобством съема де-
»in и установки заготовки, облегчением автоматизации
I роцесса. Разъемные вставки (рис. 5.14, в) выполняют
чычно в виде двух симметричных деталей. Возможны и
(•нпгопозиционные вставки (рис. 5.14, г). В зависимости
формы сечения изготовляемой детали рабочая зона
I 1 шок может быть цилиндрической, многоугольной,
Ь» шратной и т. д.
1 синологическая оснастка для электромагнитной
'di' сновки отличается простотой конструкции и незначи-
137
h ii.nou металлоемкостью. Материал матриц и оправок
irtiiiiciii от характера выполняемой операции (обжим,
р.идача, листовая формовка, разделительные операции),
формы п размеров штампуемой детали, масштаба проп i
водеina (серийное, единичное), свойств материала зато
IIIHMI.
В единичном и мелкосерийном производстве техноло
гнческий инструмент для разделительных операций (mbi
раны, оправки) изготовляют из конструкционных сталей
обыкновенного качества (сталь СтЗ), качественной ста
ли 15 и др.
В серийном" и массовом производстве матрицы и
оправки для пробивки отверстий изготовляют из инстру
ментальных сталей Х12Ф1, Х12М, 6ХВФ и стали ШХ15.
Твердость матриц для разделительных операций HR(
56—60. Для облегчения удаления отходов при пробивке
рабочие отверстия матриц выполняются с поднутрением
или с небольшой конусностью (1—5°).
Формообразующие матрицы, имеющие замкнутые по
лости, должны выполняться с отверстиями для выход I
воздуха. Число отверстий зависит от конфигурации штам
пуемой детали и объема замкнутых полостей. Отверстия
располагают в тех местах матрицы, где прилегание к нен
металла заготовки происходит в последнюю очередь. Ди i
метр d отверстия со стороны рабочей поверхности Mai
рицы выполняют меньшим толщины материала заготов
ки. А с противоположной стороны матрицы для облегчи
ния выхода воздуха сверлят отверстия диаметром
D— (2-4-3) d. Шаг отверстий 20—40 мм.
Инструмент для формовки деталей из твердых мате
риалов, а также обработки деталей с небольшим радпу
сом кривизны изготовляют из инструментальных сталсп
8ХФ, Х12Ф1, Х12М, 6ХВФ.
Для небольших партий деталей (до 10 шт.) инстру
мент изготовляют из неметаллических материалов (дель
та-древесина, стеклотекстолит, текстолит и др.). Приме
некие неметаллических материалов для инструмент
устраняет возможность появления искрения между заго
товкой и матрицей и вызванных этим пригаров. Одновр<
менно устраняется полностью или значительно снижается
действие магнитной подушки, возникающей при исполь
зовании инструмента из токопроводящих материалов.
Поэтому во всех случаях, когда это возможно (n.i
пример, при штамповке деталей из алюминиевых и м< i
138
пых сплавов толщиной до 2 мм и относительно большим
ввдиусом кривизны), матрицы и оправки изготовляют из
с. юляционных материалов на основе эпоксидных смол.
Недостатком инструмента из неметаллических мате-
риалов является невысокая механическая прочность. Для
\ «сличения стойкости такого инструмента применяются
металлические бандажи, обоймы, стяжки и т. д. В зави-
< имости от формы штампуемых деталей инструмент мо-
I жет быть цельным и разъемным..
В процессе обжима деталь плотно облегает оправку.
Чтобы снизить усилия съема, применяются полирован-
ные оправки, на которые перед штамповкой наносится
гулкий слой смазки. Усилие съема значительно снижает-
ся, когда оправка выполнена с небольшой конусностью
или разъемной.
Матрицы также могут быть цельными и разъемными.
Поверхности разъема матриц должны быть плотно по-
догнаны друг к другу для обеспечения хорошего электри-
ческого контакта. Половины матриц центрируются с по-
мощью штифтов. Надежное соединение полуматриц, обес-
печивающее их плотное соединение в момент разряда,
создается путем стягивания их болтами или зажима в
тисках. В единичном производстве полуматрицы зажима-
ют с помощью тяжелого груза. В серийном и массовом
производстве зажимное устройство может иметь гидрав-
лический или электромеханический привод.
ГЛАВА VI
ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
К ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНЫМ УСТРОЙСТВАМ
И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
§ 23. Виды электротравматизма
Работа на производстве может быть сопряжена со
всевозможными опасностями, большинство из которых
определяется дистанционно (т. е. на расстоянии): дви-
Ежущиеся части оборудования, раскаленный металл, от-
крытые люки или неогражденпые края находящихся на
высоте площадок и т. д.
Отличие опасности поражения электрическим током
I иг других заключается в том, что человек не может обна-
ружить наличие напряжения без специальных приборов
и гем более на расстоянии. Напряжение обнаруживается
139
слишком поздно — после поражения человека. Электр»
нч к ini гок, проходя через живые ткани, производит теп
л<>пое, электрическое и биологическое воздействие, что
приводи г к различным видам электротравматизма.
Ожоги возникают при поражении током свыше 1 А
В тканях при прохождении тока выделяется теплота,
пропорциональная приложенному напряжению и току.
При больших токах поражаемые ткани нагреваются до
температуры 60—70 °C, при которой свертывается белок
и возникает ожог. При проникновении глубоко в ткани
•г i n ожоги весьма болезненны и требуют длительного ле
чеппя.
В электроустановках напряжением свыше 1000 В ожо
гн, как правило, могут возникнуть без непосредственного
контакта с токоведущими частями. Достаточно приблп
зиться к токоведущим частям на опасное расстояние, как
возникает искровой разряд, переходящий в электричс
скую дугу, температура которой достигает 4000 °C. При
этом ткани нагреваются проходящим через них током и
происходит ожог. Резкое сокращение мышц под действ»
ем тока разрывает дугу. Поэтому действие тока бывав,
кратковременным и нарушения дыхания и кровообраще
ния может не произойти. Однако ожоги при этом опасны,
а иногда — смертельны.
Ожоги электрической дугбй возможны и при работе
с электроустановками с напряжением до 1000 В, если ду
га возникает между токоведущими частями, а человек по-
падает в зону действия дуги. Ожоги могут произойти и
от прикосновения к нагретьш частям электрооборудова
ния, от разлетающихся раскаленных частиц металла
и др.
Электрические знаки (метки тока) в виде
круглых или овальных припухлостей с затвердевшей, как
мозоль, кожей серого или желтовато-белого цвета возни
кают при контакте с токоведущими частями. Электр»1»
ские знаки безболезненны, но при большом участке пор»
жения могут привести к нарушению работоспособное in
человека.
Электрометаллизация кожи — проникни
вение под кожу частиц металла при его разбрызгивании
и испарении, например при горении дуги. Поврежденная
поверхность кожи становится жесткой и шероховакш.
а цвет ее определяется цветом металла, внедрившегося и
кожу.
140
Электрический удар возникает под действи-
ем малых токов (до нескольких сотен миллиампер) и при
небольших напряжениях (до 1000 В). При этом выделе-
ние теплоты ничтожно и ожогов оно не вызывает. Ток
действует на нервную систему и на мышцы, вплоть до па-
ралича пораженного органа. Паралич дыхательных мышц
и мышц сердца может привести к смерти.
При токе, достаточном, чтобы парализовать мышцы
рук, человек самостоятельно не может освободиться от
п>ка. Длительное (более 15—20 с) воздействие тока в не-
। колько десятков миллиампер приводит к остановке ды-
хания. Наиболее опасны остановки и фибрилляция
• ердца.
Остановка сердца вызывается током в несколько со-
пл миллиампер при длительности менее 1 с. Мышцы сер-
ща при этом расслабляются и остаются в таком состоя-
нии. Фибрилляция сердца — это беспорядочное сокраще-
ние и расслабление мышечных волокон сердца. Сердце
при этом не производит полезной работы, кровообраще-
ние прекращается, сердце истощается и останавливается.
При остановке сердца и фибрилляции для восстановле-
ния работы сердца необходимо оказание помощи, так как
। нмо оно не заработает.
Кратковременное действие больших токов (в несколь-
ко ампер) не вызывает ни остановки сердца, ни его фиб-
рилляции. Сердечная мышца под действием тока резко
• обратится и до отключения тока остается в таком состо-
янии. После отключения тока сердце вновь работает. По
• гому принципу действует прибор дефибриллятор, с по-
мощью которого восстанавливается работа пораженного
• ц ктротоком сердца.
Опасность поражения током увеличивается с увеличе-
нием проходящего через человека тока (табл. 6.1). Опас-
ность поражения током зависит также и от других фак-
юров.
Воздействие тока па человека зависит от состояния
нервной системы и всего организма, массы человека и
• ю физического развития. Так, из-за более слабого физи-
ческого развития пороговые значения тока для женщин
примерно в 1,5 раза ниже, чем для мужчин.
Опасность поражения тока тем меньше, чем меньше
। шгельность его воздействия на человека.
При оказании доврачебной помощи пострадавшим от
нктрического тока и при других несчастных случаях
141
Таблица 6 1
11р о МО- ЛНИИ! П •1Г |1Г 1 чс- л 01)1'1(11 Переменный ток (50— 60 Гц) Постоянный ток
1ик, мА Характер воздействия
0,5-1,5 Порог ощущения, легкое дрожание пальцев рук Не ощущается
2—3 Сильное дрожание пальцев РУК Не ощущается
5—7 Судороги в руках Зуд. Ощущение тепла
8-10 Руки трудно, но еще можно оторвать от электродов. Силь- ные боли п пальцах, кистях рук и предплечьях Усиление тепла
20—25 Паралич рук, оторвать их от электродов невозможно. Очень сильные боли. Дыха- ние затруднено Еще большее усилс ние нагрева. Незначитс льное сокращение мышц РУК
50—80 Остановка дыхания. Нача- ло фибрилляции сердца Сильное ощущение нагрева. Сокращение мышц рук. Судороги, затруднение дыхания
90-100 Остановка дыхания. При длительности 3 с и более ос- тановка сердца Остановка дыхания
наиболее важным являются быстрота действий и уме
ние правильно оказать помощь. Каждый должен умен
быстро, аккуратно и правильно освободить пострадавшс
го от действия тока, сделать наружный массаж сердца п
искусственное дыхание, остановить кровотечение, перевя
зать раны и ожоги. Промедление в оказании доврачебной
помощи пострадавшему от поражения электротоком мо
жет привести к его гибели.
При отсутствии у пострадавшего дыхания или пульса
нельзя считать его мертвым. Однако помощь эффективна
лишь в тех случаях, если с момента остановки сердца
прошло не менее 4 мин. Поэтому помощь надо оказывать
немедленно, на месте происшествия.
При поражении электрическим током необходимо как
можно быстрее освободить пострадавшего от действия
тока. Оказывающий помощь должен немедленно отклю
чить ту часть электроустановки, которой коснулся постра
давший. Отключение производится с помощью выключи
теля, рубильника или иного отключающего аппарата.
Если нельзя быстро отключить установку, надо при
пять меры к освобождению пострадавшего от токоведу
142
mux частей, к которым он прикасался. Оказывающий по-
мощь не должен прикасаться к пострадавшему без приня-
шя мер предосторожности, так как это опасно для его
М1зни. Оказывающий помощь должен следить за тем,
•I гобы самому не оказаться в контакте с токоведущей ча-
< 1ЬЮ.
При напряжении до 1000 В пострадавшего
освобождают от токоведущих частей или провода с по-
мощью каната, палки, доски или любого другого сухого,
не проводящего электрический ток предмета. Можно от-
ыщить пострадавшего за одежду (полы пиджака, паль-
п>, воротник), если она сухая и не прилегает к телу. При
ном нельзя прикасаться к окружающим металлическим
предметам и неприкрытому одеждой телу пострадав-
шего.
При оттаскивании пострадавшего необходимо хорошо
и юлировать свои руки, так как обувь и одежда постра-
давшего может проводить ток. Руки изолируют, надев
диэлектрические перчатки или обмотав руки шарфом, на-
тянув на руки рукав пиджака или пальто, накинув на по-
ирадавшего резиновый коврик, прорезиненную материю
(плащ) или просто сухую материю. Чтобы изолировать
себя, можно встать на резиновый коврик, сухую доску или
иную, не проводящую электрический ток подстилку (на-
пример, сверток одежды).
При отделении пострадавшего от токоведущих частей
рекомендуется действовать одной рукой. Если ток прохо-
цпт в землю через пострадавшего и он сжимает в руке
•дин токоведущий элемент (провод), проще прервать
|<>к, отделив пострадавшего от земли. Для этого надо под
пего подсунуть сухую доску или оттянуть веревкой за но-
III. При этом следует соблюдать меры предосторожности
по отношению к себе и пострадавшему.
Провод можно перерубить топором с сухим деревян-
ным топорищем или перекусить инструментом с изолиро-
ишыми рукоятками. Перерубать или перекусывать про-
пода можно только пофазно, т. е. каждый в отдельности,
। самому при этом стоять на сухой доске, резиновом ков-
рике и т. д.
При напряжении выше! ООО В для освобожде-
ния пострадавшего от токоведущих частей надо надеть
i и электрические перчатки и боты и действовать штангой
пли изолирующими клещами, рассчитанными па соответ-
< тующее напряжение.
143
I c/in юковсдушая часть (провод и др.) лежит на зем
.in, in iii iii забывать об опасности шагового напряжения
Но ному, освободив пострадавшего от токоведущих ча
i кп, его надо вынести из этой зоны.
Из линии электропередач, когда нельзя их отключить
и i пунктов питания, следует произвести замыкание про
подои накоротко, набросив на них гибкий провод. Прово i
1.ОЛЖСП иметь достаточное сечение, чтобы он не перегорел
при прохождении через него тока короткого замыкания
Перед набрасыванием провода один его конец надо
ьисмлпть. Если пострадавший касается одного провода
часто достаточно заземлить 1олько этот провод. Перст
набрасыванием проводника на его свободный конец же
лательно закрепить груз.
После освобождения от действия электротока постра
давшему нужно немедленно оказать первую помощь л
одновременно вызвать врача. Промедление с оказанием
помощи пострадавшему, как правило, ведет к его гибели
Если у пострадавшего сохраняются дыхание и,пульс,
его переносят с местй поражения, укладывают на бягкую
подстилку, расстегивают одежду и пояс. В таком положе
нии при полном покое он должен находиться до прибытия
врача.
Если после освобождения от действия электротока у
пострадавшего отсутствуют дыхание и пульс, необходимо
немедленно провести искусственное дыхание и непрямой
массаж сердца. Наиболее эффективным способом искус-
ственного дыхания является дыхание «изо рта в рот». По
страдавшего укладывают на спину, встав на колени, под
водят под его затылок левую руку, и, надавливая на лоб
правой рукой, запрокидывают голову назад. Открыты и
рот пострадавшего очищают от слизи, а под лопатки для
фиксации положения его тела подкладывают валик и i
твердо скатанной одежды. Сделав два-три глубоких вдо
ха, оказывающий помощь вдувает воздух в рот постра
давшего.
При вдувании воздуха в рот закрывают нос постра
давшего-. Частота вдувания 10—12 раз в минуту. Вдува
ние можно производить через марлю или специальную
резиновую трубку.
Непрямой (наружный) массаж сердца проводят сле-
дующим образом. Пострадавшего укладывают спиной па
жесткое основание и быстро освобождают от стесняемой
одежды. Оказывающий помощь становится с какой-либо
144
|>роны пострадавшего и кладет на нижнюю часть его
рудной клетки ладонь вытянутой до отказа руки, а вто-
>н рукой производит надавливание таким образом, что-
"М грудина смещалась на 3—4 см. После каждого надав-
шнания быстро отнимают руки, чтобы не мешать свобод-
">му выпрямлению грудины. Частота надавливания 50—
><| раз в минуту, причем после трех-четырех надавлива-
П11 делают перерыв на 2 с, во время которого производят
1увание воздуха по методу «изо рта в рот».
Если первую помощь оказывает один, то пострадав-
i му он делает два-три глубоких вдувания, затем 4—6
гщвливанйй на грудную клетку, затем цикл повторя-
• ня.
Если оказывающих помощь двое, то один из них (ме-
нее опытный) должен производить искусственное дыха-
ние, а другой массаж сердца. Массаж сердца и искусст-
• i niioe дыхание необходимо производить до появления у
|>( градавшего самостоятельного устойчивого дыхания и
1чала работы сердца.
§ 24. Классификация электроустановок
Элекстроустановками называются установ-
>11, в которых производится, преобразуется, распределя-
I ня и потребляется электроэнергия. С учетом требова-
||ц Правил устройства электроустановок (ПУЭ) разра-
<иаиы отраслевые правила безопасности при работе на
|гкгроустановках, в том числе электроимпульсных.
В различных электроустановках опасность пораже-
пи электрическим током различная, так как параметры
>ктроэнергии, условия эксплуатации электрооборудо-
11Н1Я и характер среды помещений, в которых оно уста-
iKHuieHO, весьма разнообразны. Комплекс защитных jytep
|>чжен соответствовать виду электроустановки и соот-
* ствовать условиям применения электрооборудо-
| ишя.
Опасность поражения и тяжесть его последствий нре-
• с всего зависят от номинального напряжения. По на-
I । яжению различают электроустановки напряжением до
юн В и установки напряжением выше 1000 В. На элек-
|6сзопасность. влияют условия среды, от которых за-
ек иг состояние изоляции и электрическое сопротивление
" и человека. Повышенная влажность снижает сопро-
fciiii.'iciiHe изоляции.
145
Сухими называются помещения, относительная
влажность воздуха в которых не превышает 60 %- Во
пляжных помещениях относительная влажност >
воздуха больше 60 %, но не превышает 75 %. В сырых
и о м е щ е н и я х относительная влажность воздуха дли
1слыюе время превышает 75 %, но не достигает 100 %
Помещения, в которых относительная влажность воздуха
близка к 100 %, называются особо сырыми.
Повышенная температура ускоряет старение изоля
цпи, отчего снижается ее сопротивление и возможно да
же разрушение. При повышенной температуре вследса
вис потовыделения снижается сопротивление тела челн
века. Повышенная температура снижает безопасное и.
эксплуатации электрооборудования.
Жаркими называются помещения,, температур i
воздуха которых длительное время превышала +30 °(
Токопроводящий пол (металлический, земляной, железо
бетонный, кирпичный, ксилолитовый и т. п.), на котором
стоит человек, касающийся находящихся под напряжепп
ем частей, резко уменьшает сопротивление тела человек i
Это же явление происходит при одновременном касании
к имеющим связь с землей корпусам технологически! и
оборудования и к находящимся под напряжением (нор
мально или случайно) частям электрооборудования.
Пыльными называются помещения, в которых
выделяется пыль в количествах, достаточных для ее про
никновения под кожухи электрооборудования и оседании
на проводах. Пыльные помещения могут быть с проио
дящей и непроводящей пылью. Проводящая пыль, ес hi
она проникает под кожухи электрооборудования, оседш 1
на проводах, приводит к утечкам тока по пыли и замыьа
нию тока на землю, а также между фазами.
Помещениями с химически актив mill
средой называются такие, в воздухе которых coup
жатся газы или пары, разрушающие изоляцию или токи
ведущие части оборудования.
Классификация помещений по степени опасности пн
ражения электрическим током приведена ниже.
Помещения без повышенной опасности характер!! iVj
ются отсутствием следующих признаков повышсип<'||
опасности: токопроводящие полы; сырость (относим ш ।
ная влажность воздуха ниже 75%), проводящая вы и,
температура воздуха ниже +30 °C; возможность прими!
повения к металлическим корпусам или токоведуиш4
146
частям электрооборудования. Помещения с повышенной
опасностью характеризуются наличием хотя бы одного
признака повышенной опасности. Помещения особо опас-
ые характеризуются наличием одного признака особой
иасности (особая сырость, химически активная среда)
in одновременно двух или более признаков повышен-
ной опасности.
К электроустановкам, эксплуатируемым в особо опас-
ном помещении, относятся открытые установки, т. е. ра-
о тающие на открытом воздухе, где в зависимости от
□годы может быть повышенная температура, особая сы-
рость и проводящий «пол» — сырой грунт.
По доступности электрооборудования различают сле-
дующие помещения.
1. Замкнутые помещения, в которых установлено элек-
। рооборудование, не требующее постоянного надзора, и
и.।ходящиеся под замком. В этих помещениях лишь для
(ратковременного осмотра, ремонта бывают лица, имею-
щие электротехническую квалификацию. Внимание пер-
>иала, находящегося в таких помещениях в течение ко-
рт кого времени, не будет ослаблено.
2. Электротехнические помещения, доступные только
। in обслуживающего электротехнического персонала, в
мнорых установлено электрооборудование, требующее
"'Ч1оянного присутствия обслуживающего персонала.
Поскольку люди находятся в этих помещениях длитель-
...... время, возможна потеря внимания.
3. Производственные помещения, в которых длитель-
мii контакт с электрооборудованием (электроприводами
шков, осветительными установками и т. и.) имеют лица
it (лсктротехнических специальностей, не имеющие до-
II точных знаний о безопасности при работе с электро-
орудованием.
1. Конторские и бытовые помещения (жилье, столо-
К и т. п.).
§ 25. Обеспечение безопасности
электроустановок
[ В зависимости от вида электроустановки, номиналь-
на” напряжения, условий среды помещения и доступно-
। спектрооборудования применяют комплекс необходн-
Bh защитных мер, обеспечивающих достаточную безо-
ность обслуживающего персонала
147
Применение малых напряжений. Если но
мппильное напряжение электроустановки не превышает
и гечеппе длительного времени допустимого значения на
пряжения прикосновения, то даже одновременный кон
(акт человека с токоведущими частями разных фаз или
полюсов будет безопасен.
Наибольшая степень безопасности достигается при
напряжении 6—10 В, так как при таком напряжении ток,
проходящий через человека, не превысит 1—1,5 мА. В по
мощениях с повышенной опасностью и особо опасных, г н
сопротивление человека может быть значительно снижг
по, ток через человека может в несколько раз превысив
эту величину. Однако, если даже принять сопротивлепш
тела человека 1000 Ом, ток не превысит 10 мА, т. е. зил
чения, длительно допускаемого при случайном прико<
новении.
Источниками малого напряжения могут быть выпри
мительная установка, преобразователь частоты и траш
форматор.
Выпрямительная установка, применяемая как истом
ник малого напряжения, должна соединяться с питанию il
сетью через понижающий трансформатор. Применена
малых напряжений — весьма эффективная защитная mi
ра, но ее широкому распространению мешает невозмож
ность осуществления протяженной сети малого напряли
ния. Поэтому область применения напряжений 12 и 36 I'
на производстве ограничивается ручным электрифицирп
ванным инструментом, ручными и станочными лампами
которые эксплуатируются в помещениях с повышен иоИ
опасностью и особо опасных.
Электрическое разделение сетей приме
няется в установках с напряжением до 1000 В, эксплу i
тация которых связана с повышенной опасностью, напри
мер в ручном электрифицированном инструменте.
Разветвленная сеть большой протяженности им»”'
значительную емкость и небольшое сопротивление ш
правкой изоляции, ток замыкания на землю в такой гг ш
может достигать значительной величины. В сетях напри
жением до 1000 В большой протяженности прикоснош пп
к фазе становится опасным.
Если единую, сильно разветвленную сеть с большей
емкостью и малым сопротивлением изоляции разде ни
на ряд небольших сетей такого же напряжения, когорт
будут обладать незначительной емкостью и высоким < >ia
148
противлением изоляции, опасность поражения током рез-
! |> СНИЗИТСЯ.
Обычно электрическое разделение сетей осуществля-
ли путем подключения отдельных потребителей через
ыделительный трансформатор, питающийся от развет-#
н'пной сети.
Контроль и профилактика повреждения
золяции. Работа при глухом замыкании на землю
«плена, так как человек, прикоснувшись к исправной фа-
W, попадает под линейное напряжение. В этом случае
М.(деление сети не достигает цели. Опасности можно из-
дать, постоянно контролируя состояние изоляции и
иоевременно устраняя ее повреждения.
Контроль изоляции — измерение его активно-
> или омического сопротивления в целях обнаружения
। фектов и предупреждения замыканий на землю и ко-
1<)||<их замыканий. В сетях с напряжением выше 1000 В
ишжение сопротивления изоляции почти всегда приводит
» глухому замыканию на землю. При плохом состоянии
и оляции часто происходят ее повреждения, что приводит
глухим замыканиям на землю (корпус) и к коротким
мыканиям. При замыкании на корпус возникает опас-
ь поражения людей электрическим током, так как
юковедущие части, с которыми человек нормально
I ич'т контакт, оказываются под напряжением.
При испытаниях повышенным напряжением дефекты
* И1ЛЯЦИИ обнаруживаются вследствие пробоя и последу-
»цщ'го прожигания изоляции. После устранения выявлен-
ии к дефектов производятся повторные испытания исправ-
ипого оборудования.
Периодический контроль изоляции, т. е.
к рение ее сопротивления при приемке электроуста-
пки после монтажа, производится в сроки, Установлен-
H.с Правилами, или в случае обнаружения дефектов. Из-
рение согласно Правилам должно производиться на
|»М1оченной установке. При таком измерении можно
ределить сопротивление изоляции отдельных участков
in, электрических аппаратов, трансформаторов, двига-
< и и т. п.
Чтобы получить представление о величине сопротив-
1ия изоляции всей сети, измерение производят под ра-
HIM напряжением с подключенными потребителями.
Постоянный контроль изоляции — изме-
нив сопротивления изоляции под рабочим напряжени-
149
ем и ic'icinie всего времени работы электроустановки Гн
апц>ма 1 нческого отключения. Отсчет величины сопронш
Ленин изоляции производится по шкале прибора. При
снижении сопротивления изоляции до предельно допусш
мою значения или ниже прибор подает звуковой или ст
юной сигнал или оба. сигнала совместно.
Защита от замыканий на землю, действующая на ст
нал, применяется также для обнаружения дефектов н и>
ляции — глухих замыканий на землю. Такая защита pv.i
гирует на напряжение фаз относительно земли, на напри
жепие нулевой последовательности.
Самая простая схема — схема трех вольтметров, м>
горые подключаются в звезду с заземленной нейтрально!)
точкой. Каждый вольтметр показывает напряжение <н
носительно земли той фазы, к которой он подключен.
При исправной изоляции вольтметры показывают пл
пряжение, приблизительно равное-фазному. В случае г.ц
хого замыкания на землю один из.них показывает нуль
а два других — линейное напряжение.
Компенсация емкостной составляю
щей тока замыкания на землю применяси ।
обычно в сетях напряжением свыше 1000 В. При токе ш
мыкания на землю до 50 А (и более) обычно устанав.ш
ваются две компенсирующие катушки, которые инш 1(
называют дугогасящими, так как, уменьшая величину п>
ка замыкания на землю, они гасят дугу между токове ivl
щими и заземленными частями и, таким образом, лиьнн
дируют повреждение — замыкание на землю.
Защита от случайного прикосновении
в электроустановках. В электроустановках и I
пряжением выше 1000 В опасно даже приближение к кн
коведущим частям. Изолированные провода, находят in
ся под напряжением выше 1000 В, не менее опасны, чгЛ
голые, так как может быть пезамечено повреждение и к
ляции.
Чтобы исключить возможность прикосновения и ш
приближения к токоведущим частям, следует установи и
ограждения и блокировки, а также располагать токшим
дущие части в недоступном месте.
Сетчатые ограждения применяются в yci
иовках с напряжением как до, так и свыше 1000 В. Oi р* ।
ждения имеют двери, запирающиеся на замок.
Блокировки применяются в установках, в
рых часто производятся работы на ограждаемых токонв
150
r.iiuix частях (например, в генераторах импульсных то-
.в). По принципу действия блокировки бывают механи-
. кие и электрические.
Электрические блокировки разрывают цепь с помо-
т.10 специальных контактов, установленных па дверях
> рождений, крышках и дверцах кожухов. Механические
ижировки применяются в электрических аппаратах —
доильниках, пускателях, автоматических выключателях
I. Д.
Двойная изоляция — это применение кроме
in новной изоляции токоведущих частей еще одного слоя
и юляции, который изолирует человека от металлических
»<|'1оковедущих частей, могущих случайно оказаться под
[ шряжением. Дополнительная изоляция осуществляется
щтемТтокрытия металлических корпусов и рукояток элек-
рооборудования слоем электроизоляционного материа-
I» в применением изолирующих ручек.
Защитным заземлением называется наме-
ренное соединение нетоковедущих частей, которые могут
। 1учайно оказаться под напряжением, с заземляющим
< ।ройством. '
Корпуса электрических машин, трансформаторов, све-
тильников, аппаратов и других металлических петокове-
й\|цих частей могут оказаться под напряжением при за-
мыкании на корпус. Если корпус при этом не имеет кон-
нжга с землей, то прикосновение к нему так же опасно,
иж н прикосновение к фазе. Безопасность обеспечивается
рулем заземления корпуса посредством заземлителя, име-
ющего малое сопротивление заземления и малый коэффи-
Ь"'ит напряжения прикосновения.
Занулением называется намеренное соединение
галлических нетоковедущих частей, которые могут слу-
liii'mo оказаться под напряжением, с многократно зазем-
иным нулевым проводом. Зануление применяется в че-
। "рехпроводных сетях напряжением до 1000 В с зазем-
. иной нейтралью. Основное назначение зануления —
В«спечить срабатывание максимальной токовой защиты
>11 замыкании на корпус.
Г Защитное отключение — система защиты,
сспечивающая безопасность путем автоматического от-
L ночевия электроустановки при возникновении аварий-
Внй ситуации (повреждения), вызывающей опасность по-
р копия людей электрическим током. Опасность пораже-
ния возникает при следующих повреждениях электроуста-
151
iioDkii замыкании на землю (глухом или неполном); сип
женин сопротивления изоляции; неисправностях заземлс
пня или зануления и устройства защитного отключения
Чтобы обеспечить безопасность, защитное отключеши
должно обеспечить следующее: защиту от глухих и ш
полных замыканий на землю (корпус); защиту от утечет
автоматический контроль цепи заземления или зануления
самоконтроль, т. е. автоматический контроль исправно
с гн защитного отключения. Кроме того, некоторые уч
тройства осуществляют защиту от перехода напряжения
с высшей стороны на низшую, предварительный контро й
изоляции перед каждым включением электроустановки и
периодический ручной контроль исправности защитною
отключения.
При эксплуатации действующих электроустановок
важную роль в обеспечении безопасности электротехнп
ческого персонала играют различные защитные средств.!
и предохранительные устройства.
Защитными средствамив электроустановка\
называются приборы, аппараты, переносные приспосои
ления и устройства, а также отдельные части приборов
приспособлений и аппаратов, служащие для защиты пер
сонала, работающего в электроустановках, от поражении
электрическим током, а также от воздействия электрн
ческой дуги и продуктов ее горения и т. п. По своему’ пл
значению защитные средства разделяются на изолирую
щие, ограждающие и вспомогательные.
Изолирующие защитные средства сл\
жат для изоляции человека от частей электрооборудовл
ния, находящихся под напряжением, а также для изол я
пии человека от земли при возможности одновременно! и
прикосновения к земле и заземленным частям электро
оборудования, с одной стороны, и к токоведущим чао ям
электроустановок или к металлическим корпусам эли
трооборудования с поврежденной изоляцией — с другой
К ним относятся изготовленные из изоляционного ми
териала (бакелита, фарфора, дерева, резины, пластм.и
сы) изолирующие и измерительные штанги, штанги для
наложения временных переносных заземлений, клини
для снятия и установки трубчатых предохранителей, и ю
лирующая часть указателей напряжения и токоизмсри
тельных клещей, изолирующие ручки монтерского иппру •
мента, а также диэлектрические перчатки, галоши, бош
резиновые коврики и дорожки, подставки на фарфороны
152
ii юляторах, изолирующие резиновые колпаки для надева-
ния их на ножи разъединителей, изолирующие накладки
для ограждения неотключенных токоведущих частей
июктрооборудования на время производства работ вбли-
111 них, изолирующие лестницы и т. д.
Ограждающие защитные средства слу-
жат для временного ограждения токоведущих частей
щсктроустановок, находящихся под напряжением. К ним
in носятся переносные ограждения в виде ширм, барьеров,
щитов и клеток, ограничивающих перемещение ремонт-
ного персонала вблизи неотключенных токоведущих
частей.
К ограждающим средствам можно отнести и времен-
ные переносные заземления (проводники для замыкания
пени накоротко и ее заземления) — закоротки, которые
при установке их на отключенные для ремонта токоведу-
||| не части делают невозможным появление напряжения
п.। этом оборудовании, так как включение такой электро-
установки под напряжение вызовет короткое замыкание
п немедленное отключение электроустановки максималь-
ной токовой защитой.
Вспомогательные защитные средства
। >ужат для защиты электротехнического персонала от
гчучайного падения с высоты (предохранительные пояса,
(|рахующие канаты), для обеспечения безопасного подъ-
ема на высоту (когти, лестницы) и для защиты от свето-
чых, тепловых, механических или химических воздействий
• чсктрического тока (защитные очки, противогазы, бре-
ич!товые или резиновые рукавицы, фартуки, суконные
। Истюмы).
Основными называются такие изолирующие за-
щитные средства, изоляция которых надежно выдержи-
1чег рабочее напряжение электроустановки. Обслужива-
ющему персоналу, оснащенному такими средствами, раз-
минается касаться токоведущих частей, находящихся под
и и ряжением. Основные защитные средства испытыва-
'н я напряжением, величина которого зависит от рабо-
। о напряжения электроустановки, в которой они при-
< пяются.
К основным защитным изолирующим средствам в
• к'ктроустановках с напряжением свыше 1000 В относят-
»ц оперативные и измерительные штанги; изолирующие
ч кжоизмерительные клещи; указатели напряжения и
Ьюлнрующие устройства и приспособления для ремонт-
153
пых работ (изолирующие лестницы, изолирующие пл<>
щадкп, изолирующие тяги, непосредственно соприкасаю
щпеся с проводом щитовые габаритники, захваты для в<
репоски гирлянд изоляторов, изолирующие штанги для
укрепления зажимов и для установки габаритников, и. <>
лпрующие звенья телескопических вышек).
Дополнительными называются такие изолп
рующие защитные средства, которые сами по себе не мп
гут при данном напряжении электроустановок обеспечи 11.
безопасность персонала от поражения током и являю-i; и
лишь дополнительной мерой защити! к основным защш
ним средствам. Дополнительные защитные средства ш
пытываются напряжением, не зависящим от рабочего на
пряжения электроустановки, в которой они должны при
меняться.
К дополнительным защитным средствам, примен и
мым- в электроустановках с напряжением выше 1000 В,
относятся: диэлектрические перчатки, диэлектрически
боты, диэлектрические резиновые коврики, изолирующие
подставки на фарфоровых изоляторах.
Изолирующие оперативные штанги предназначены
для различных операций в распределительных ycTpofici
вах: включение и отключение ножей однополюсных ра п.
единителей; определение мест ослабления креплении
жестких сборных шин на опорных изоляторах; проверки
(с помощью прикрепленного к штанге куска воска, к-р
мосвечи или другого индикатора) степени нагрева
ступных для замеров токоведущих частей электроустанч
вок, находящихся под напряжением.
Изолирующие ремонтные штанги служат для проп J
водства работ на токоведущих частях, находящихся нн ь
напряжением. Штанги применяются также для контр<> irt
контактных соединений проводов путем измерения вели
чины переходных сопротивлений. Изолирующие штат и
различаются только конструкцией рабочей части в запп
симости от назначения (захваты, пальцы, щетка, стр\"
цина и др.).
ДЛЯ ОЧИСТКИ ОТ ПЫЛИ ШТЫреВЫХ ИЗОЛЯТОРОВ В 3<IKpll
тых распределительных устройствах без снятия напря/i.J
ния с токоведущих частей применяют специальные no.ii.id
штанги, которые присоединяют к шлангу пылесоса. ( in I
циальные штанги для наложения заземления изготои ii
ются в комплекте с переносными заземлителями (i.iiui
ротками).
154
। При операциях со штангой оператор должен надевать
1 электрические перчатки и стоять на изолирующих ос-
вованиях (деревянная подставка на изоляторах, резино-
вый коврик) или быть одетым в диэлектрические боты.
Г Изолирующие клещи применяются для операций под
напряжением: работа с плавкими вставками трубчатых
предохранителей; надевание (или снятие) изолирующих
резиновых колпаков на ножи однополюсных разъедини-
телей и др. Изолирующие клещи используются только в
Vi гановках напряжением до 35 кВ. При более высоких
напряжениях указанные работы должны производиться
при снятом напряжении.
Изолирующие клещи должны применяться только в
мкрытых электроустановках и в строгом соответствии с
величиной рабочего напряжения. При пользовании изо-
лирующими клещами оператор должен надевать диэлек-
фические перчатки, а при смене патронов трубчатых пре-
дохранителей также и очки. При операциях с клещами
оператор должен стоять на полу или на прочном основа-
нии (например, на подмостях). Клещи нужно держать
ил вытянутых руках и не касаться ими одновременно двух
кжоведущих частей и заземленных частей электрообору-
дования.
Гокоизмерительные клещи предназначены для крат-
ковременного измерения тока без разрыва электрической
цепи. Они представляют собой комплектное устройство,
состоящее из трансформатора тока (с разъемным магни-
юпроводом и одной вторичной обмоткой) и измеритель-
ного прибора (амперметра). Первичной обмоткой транс-
форматора тока является токоведущий проводник, охва-
шиаемый магнитопроводом при измерении величины
гока. Вторичная обмотка, расположенная на магнито-
проводе, подключена к амперметру.
В электроустановках напряжением более 10 кВ изме-
р ние тока токоизмерительными клещами запрещается.
§ 26. Организация безопасной эксплуатации
электроустановок
11равилами технической эксплуатации (ПТЭ) элек-
троустановок потребителей и Правилами техники безо-
исиости (ПТБ) при эксплуатации электроустановок по-
Шх-бителей определяются особые требования к лицам,
I < луживающим действующие установки.
155
Девствующими называются не только подключении!
к источникам питания и находящиеся под напряжением
электроустановки, но и установки, которые в данный мо
мент обесточены, но могут оказаться под напряжением
(е помощью коммутаторов).
Электротехнический персонал помимо общих требп
иапий в отношении состояния здоровья, минимально! о
возраста (не моложе 18 лет) и необходимого уровня зил
пни и производственного опыта должен иметь опрей
лепную квалификационную группу по технике безон.и
пости.
Электротехническому персоналу, успешно прошедии
му проверку знаний в зависимости от выполняемой рабо
ты или должности, присваивают квалификационную
группу V, IV, III или II.
Единоличный осмотр электроустановок с напряжен и
ем выше 1000 В разрешается административно-технп'к
ским работникам, имеющим квалификационную группу
V (в установках с напряжением до 1000 В — группу IV)
и оперативному персоналу, обслуживающему данную
электроустановку с квалификационной группой не пи
же III.
Оперативное обслуживание электроустановок пре п
сматривает периодические и внеочередные осмотры дей
ствующих силовых и осветительных электроустановок и
производственных помещениях и наружных установ! п
Обязанности закрепленного за данной электроусы
новкой дежурного (оперативного) персонала и оператпп
но-ремонтного выездного персонала определяются мп i
ными инструкциями, в которых должны быть изложены
основные конкретные меры по электробезопасности и
противопожарной защите.
Оперативное обслуживание электроустановок мо>ю i
осуществляться как одним лицом, так и бригадой из дп\ ,
человек и более.
При обслуживании электроустановок с напряженш
выше 1000 В старший в смене (бригадир) или одиночн1.||||
дежурный должны иметь квалификационную группу и
ниже IV, а в электроустановках напряжением и
1000 В — не ниже III.
В процессе эксплуатации электроустановок периоди
чески производят их плановый профилактический ремош
а также испытания изоляции, наладку электропривод пи
релейной защиты и т. п.
156
Кроме того, возможны небольшие по объему работы
по предупреждению и ликвидации аварии и мелких не-
поладок.
Согласно требованиям ПТБ работы, выполняемые в
1ействующих электроустановках, в отношении принятия
мер безопасности разделяются на следующие четыре ка-
I (ТОрИИ.
1. Работы, выполняемые при полном снятии напряже-
ния, производимые в электроустановке, где со всех токо-
кедущнх частей (в том числе и вводов) снято напряже-
ние и где нет незапертого входа в соседнее помещение
•лектроустановки, находящейся под напряжением.
2. Работы, выполняемые при частичном снятии напря-
кения, которые производятся в открытой электроуста-
новке или в установке, расположенной в отдельном
помещении, где снято напряжение только с тех присое-
чппений или участков этих присоединений, на которых
производится сама работа, или в которых напряжение
полностью снято, но есть незапертый вход в помещение
соседней установки, находящейся под напряжением.
3. Работы, выполняемые вблизи токоведущих частей
и на самих токоведущих частях электроустановок, нахо-
дящихся под напряжением. К таким относятся работы,
||>ебующие принятия технических или организационных
мер, предотвращающих возможность приближения рабо-
i тощих людей и используемых ими ремонтной оснастки
и инструмента к токоведущим частям на опасное расстоя-
ние (например, ближе 0,7 м в установках с напряжением
in 15 кВ), или работы, производимые непосредственно
in токоведущих частях, находящихся под напряжением,
I помощью изолирующих защитных средств и приспособ-
лений.
4. Работы, выполняемые без снятия напряжения, вда-
ui от токоведущих частей, находящихся под напряжени-
ем, при которых исключено случайное приближение к
оковедущим частям на опасное расстояние и не требу-
• гся принятия технических и организационных мер для
предотвращения такого приближения.
До начала ремонтных или наладочных работ выпол-
няются технические и организационные мероприятия,
• беспечивающие безопасность работающих.
Технические мероприятия, обеспечивающие безопас-
ность работ в электроустановках, перечислены ниже.
157
1 Отключение ремонтируемого электрооборудования
и принятие мер против ошибочного его включения или
самовключения.
2. Установка временных ограждений неотключенныч
юковедущих частей и вывешивание предупредительных
плакатов («Не включать — работают люди» и др.).
3. Присоединение переносного заземления к заземли
ющей шине и проверка отсутствия напряжения иа токо
ведущих частях, которые в целях безопасности произвол
сгва работ подлежат замыканию накоротко и зазем/к
иию. .
4. Наложение переносных заземлений на отключен
ные токоведущие части электроустановки сразу иос.н
проверки отсутствия напряжения или включение зазем
ляющих ножей, имеющихся на каждом присоединении
электроустановки,
5. Ограждение рабочего места и вывешивание на нем
разрешающего плаката «Работать здесь».
§ 27. Мероприятия, обеспечивающие
безопасность работы на электрогидравлических
и электромагнитных установках
Электрогидравлические и электромагнитные уставов
ки представляют собой сочетание кузнечно-прессовой ми
шины с высоковольтным устройством. Поэтому безоп.к
ность труда обеспечивается при условии соблюдении
правил эксплуатации электроустановок с напряжением
свыше 1000 В, технических условий безопасности при p;i
боте на кузнечно-прессовом оборудовании, правил пи
технике безопасности при работе на электрогидравлишч
ких и электромагнитных (магнитно-импульсных) усы
новках и других нормативных документов.
Электрогидравлические и электромагнитные устаноп
ки оснащаются рядом устройств, обеспечивающих бе ю
пасность работы. Чтобы исключить возможность дос i у и н
к высоковольтному оборудованию, его размещают и <н
дельном помещении или закрывают металлическими
кожухами. Эта мера защищает персонал при короны I
замыкании внутри самого оборудования, а также от э.<ии1
тромагнитного излучения. Двери высоковольтных innvual
щений и кожухов оборудуются конечными выключав >и
ми, обесточивающими установку при открывании двери
158
При отключении установки конденсаторы некоторое
время могут сохранять электрический заряд или накапли-
|| 1ть его под влиянием атмосферного электричества или
чюктромагнитных полей установок, действующих рядом.
Поэтому в разрядном контуре устанавливаются защит-
ные блокировки. В разрядной црпи устанавливают прибо-
ры защиты электрооборудования ГИТ от коротких замы-
каний, перенапряжений и перегрузок по току. Для
повышениянадежности закорачивания и заземления кон-
денсаторов устанавливают 2—3 блокировки, соединенные
параллельно.
Включение генератора сопровождается звуковой и
световой сигнализацией. Быстрое отключение от сети ус-
тановки в аварийном режиме производится кнопкой
«Стоп». Электрооборудование и конструкции установки
Должны иметь надежное заземление. В низковольтной
части электрической схемы для защиты электрооборудо-
в шин от перенапряжений устанавливают пробивные пре-
дохранители и защитные емкости.
Технологическая часть электрогидравличсского прес-
। закрывается подвижным заграждением. На прессе
<Удар-12» кроме заграждения поднимается вверх перед-
ний кожух. В верхнем положении кожух автоматически
скрепляется специальным фиксатором. Отключение
фиксатора для опускания кожуха производится вруч-
ную.
Продукты эрозии и ионизированные газы из разряд-
ников установок с запасаемой энергией свыше 20 кДж
удаляются индивидуальным вентилятором или общецехо-
вой вентиляционной системой.
Во избежание травмирования рук штамповщика в мо-
< ит работы механизма прижима используется двух-
• нопочное включение.
Каждая установка обеспечивается индивидуальными
средствами защиты: заземляющей штангой, диэлектри-
ческими ботами, перчатками, ковриками.
При строгом соблюдении правил эксплуатации, из-
кпженных в инструкциях по обслуживанию для каждой
ипкретной установки, обеспечивается безопасная ра-
Вига.
В тех случаях, когда высоковольтные устройства рас-
Вплагаются непосредственно в цехе, предусматриваются
волнительные меры для обеспечния безопасности их
б-.луживания.
159
Генераторы импульсных токов относятся к категории
промышленных установок с повышенной электрической
опасностью.
При электроимпульсной штамповке опасными факю
рамп являются: высокое напряжение; шум, возникающим
при разряде; электромагнитное излучение; газы, обри
дующиеся при разряде.
Монтаж, наладка, .испытания и эксплуатация устано
вок должны производиться в строгом соответствии со
всеми требованиями, установленными «Правилами тс\
нической эксплуатации электроустановок-потребителей п
правилами техники безопасности при эксплуатации эл< к
гроустановок-потребителей».
К числу обязательных мер электробезопасности отпо
сятся следующие:
проведение приемо-сдаточных и проверочных испыы
ний электрооборудования;
затруднение доступа к токоведущим частям путем
различных заграждений;
заземление нетоковедущих частей оборудования, мо
гущих случайно оказаться под напряжением;
устройство блокировок, снимающих напряжение при
любом приближении к находящимся под высоким потен
циалом частям установок;
запрещение производить ремонтные и наладочные рп
боты в одиночку;
использование индивидуальных средств защиты, сш
нализации о наличии напряжения.
Все вновь вводимые в эксплуатацию генераторы дол ж
ны подвергаться приемо-сдаточным испытаниям. Оспоп
ными видами испытаний являются: измерение сопротпп
ления изоляции и испытание изоляции повышенным па
пряжением.
Затруднение доступа к токоведущим частям дос in
гается расположением генератора в специальном высоко
вольтном помещении и особенно созданием автономных
генераторов, в которых все элементы электрической см-
мы размещаются в металлических шкафах, что по ।
ностью исключает возможность прикосновения к находи
щимся под напряжением узлам и элементам.
К числу обязательных правил безопасной эксплуаы
ции генераторов и установок относится требование пи
дежного заземления их металлических корпусов.
В генераторах предусматриваются две блокировки
160
пдпа из которых замыкает конденсаторную батарею на
разрядное сопротивление, а вторая (с выдержкой време-
ни) накоротко. Блокировки осуществляют разрыв цепи
специальными контактами, установленными на дверях
пграждений, крышках и дверцах корпусов. В цепи пита-
ния генератора должно быть не денее двух разрывов, в
ши числе один видимый. Рядом с ним оборудуется мес-
<<> для хранения разрядной штанги, диэлектрических бот,
повриков, перчаток, указателей напряжения, плакатов,
средств пожаротушения. Независимо от наличия блоки-
ровок при работе на токоведущих частях генератора обя-
.штельна установка переносных заземлителей.
Эксплуатация генераторов импульсных токов запре-
щается в следующих случаях:
а) напряжение на импульсных конденсаторах превы-
шает номинальное;
б) температура окружающего воздуха превышает пре-
дельно допустимую наивысшую температуру или нахо-
дится ниже предельно допустимой низшей температуры;
в) наличие вспучивания стенок конденсаторов;
г) повышение частоты следования импульсов выше
допустимой величины;
д) увеличение разрядного тока на 30 % выше номи-
нального;
е) повреждение изоляторов;
ж) наличие капельной течи пропитывающей жидкости.
Обслуживание электроустановок осуществляется опе-
ративным обслуживающим персоналом. Лица оператив-
ного персонала, обслуживающие установку единолично,
п старшие в смене или бригаде, закрепленные за дан-
ной установкой, должны иметь квалификационную груп-
пу не ниже IV. При одиночном обслуживании электроим-
"ульсных установок дежурному запрещается открывать
крышки генератора или пользоваться ключами от высо-
ышольтных помещений, ремонтировать и заменять
ыектроды, а также проводить работы, выполнение ко-
к>рых не предусмотрено местной инструкцией по обслу-
живанию электроимпульсных установок. Все работы по
ремонту, настройке аппаратуры и регулировке техноло-
пнсских режимов должны осуществляться не мене'е чем
.шумя лицами, причем одно из них должно быть со ста-
жем практической работы и иметь квалификацию не ни-
Ь? группы IV.
Работа элёктрогидравлических установок сопровож-
I. 239
161
дастся интенсивным импульсным шумом, возникающим
и коммутационном разряднике и разрядном промежутке,
нелнчнпа которого при больших мощностях в разряде
становится недопустимой с точки зрения безопасности
обслуживающего персонала. Основная мера 'борьбы с шу
мом — звукоизоляция элементов и узлов, являющихся
источником шума, или удаление их в звукоизолирован
иые камеры. Менее удобным и надежным является при
менение индивидуальных защитных средств в виде ра >
личных шлемофонов и противошумов.
Звукоизоляцию коммутирующего разрядника надеж
ио осуществляет изолирующий кожух. Для звукоизоля
ции крупногабаритных рабочих частей установок эти yi
лы помещают в звукоизолированные камеры.
Электрогидравлическая обработка' сопровождается
радиочастотным излучением, интенсивность которого мо
жет достигать значительных величин. Безопасность обес
печивается предусмотренными в конструкциях установок
экранирующими кожухами, которые закрывают все излу
чающие части установок.
Работа воздушных искровых разрядников сопровож
дается выделением озона и других вредных для человс
ка .газов. Для безопасного обслуживания установок необ
ходимо производить местную вентиляцию разрядника, i
газы выбрасывать выше аэродинамической тени здания
ГЛАВА VII
ПОДГОТОВКА ЗАГОТОВОК К ШТАМПОВКЕ
§ 28. Подготовительные операции
Поступающий на штамповку листовой металл должен
быть в мягком состоянии, обладать требуемой плоское г
ностью, а его поверхность должна быть свободной от окп
лины и коррозии.
Плоскостность заготовки нарушается при вырубю’
Заданная плоскостность заготовки обеспечивается прав
кой. Рабочие части правочного штампа представляют < <>
бой две плиты. Для мягких материалов (алюминий, мш
кие латунь и сталь) и небольших заготовок применяю к ч
плоские плиты. Для заготовок средних и крупных ра <м₽
ров и для более твердых материалов применяются риф
162
леные плиты; такая правка сопровождается отпечатками
зубцов штампа на поверхности заготовки, .что не всегда
допускается техническими условиями.
Для обеспечения мягкого состояния малоуглеродис-
тые и хромистые стали подвергаются отжигу, а стали и
сплавы на никелевой и хромоникелевой основе — закал-
ке. Отжигу также подвергаются цветные металлы и
сплавы алюминия, меди, титана.
При отжиге в окислительной среде (на воздухе) по-
верхность заготовок покрывается окалиной. Ес удаляют
травлением в различных кислотах или электролитичес-
ким травлением. После травления для удаления следов
кислоты детали промывают в холодной и горячей воде,
затем нейтрализуют в слабом щелочном растворе. -
Перед травлением заготовки обезжиривают (удаля-
ют с их поверхности жиры и масло): сначала промывают
в растворителях (керосине, бензине, бензоле и т. п.), а
затем — в густом водном растворе венской извести или
мела.
После промывки листы сушат при температуре 100—
150 °C или протирают древесными опилками (листвен-
дых пород) или тряпками.
Размерное контурное травление применяется в основ-
ном для снятия припуска по толщине на тонкостенных,
слабонагруженных деталях в целях устранения местных
излишков толщины.
Размерное контурное травление представляет собой
процесс избирательного фигурного химического раство-
рения металла на отдельных участках поверхности заго-
товок в горячих растворах щелочей или кислот. Заго-
товка покрывается защитной пленкой. На участках, под-
лежащих травлению, эта пленка удаляется; затем
заготовка погружается в травящий.раствор, который рас-
теряет металл на незащищенных участках.
§ 29. Раскройно-заготовительные операции
Плоские заготовки и заготовки из труб и прутков со-
гавляют многочисленную группу продукции заготови-
ц'льных цехов, участков и отделений многих заводов.
При мелкосерийном и единичном производстве обору-
дование для выполнения заготовительных работ обычно
размещается в цехах, где обрабатываются полученные на
•том оборудовании заготовки.
Ь
163
Плоские заготовки из листа образуют три группы:
крупногабаритные (с прямолинейными очертаниями),
раскрой которых осуществляется на гильотинных ножни
нах; с криволинейными очертаниями, изготовляемыми па
радиальных и специализированных вертикально-фрезер
пых стайках для листового раскроя, на дисковых и виб
рационных ножницах; малогабаритные, получаемые вы
рубкой в штампах.
Раскрой на гильотинных ножницах
Точность резки на гильотинных ножницах зависит от точ
пости установки упоров, прижима и заготовки; толщины
листа и ширины отрезаемой полосы; состояния режущих
кромок и степени износа машины. При работе в нормаль
пых условиях допуск на ширину полосы составляв:
0,25—3 мм при следующих размерах заготовки: длина
до 2000 мм, ширина — до 500 мм и толщина — до 10 мм.
При оптимальных условиях эти отклонения уменьшаю:
ся на 40—50 % •
При разрезке листа на полосы и прямоугольные дета
ли обычно пользуются задними упорами 4 (рис. 7.1, а).
Если деталь имеет форму трапеции или треугольника,
пользуются сочетанием боковых и задних упоров (рис
7.1,6). Боковые и передние упоры представляют собоп
линейки 1, закрепляемые болтами 2 в Т-образных пазах
стола 3 или па кронштейных 5 стола. Расстановка упор i
осуществляется по шаблонам.
Листовой раскрой титановых сплавов выполняется
обычными способами с использованием стандартною
оборудования. При раскрое толстых листов из высоко
легированных титановых сплавов кромка детали можс!
выкрашиваться и образуются мелкие трещины, парад
лельные поверхности листа. Этот дефект нредупрсжда
ется подогревом заготовки в зоне резания, уменьшением
зазора между ножами и применением ножниц "с острыми
(непритупленными) режущими кромками. Ширина поло
сы подогрева около 60 мм. Температура нагрева до
700 °C. Нагрев может быть выполнен специальными лам
пами, помещенными в желоб-экран из коррозионно-стпп
кой стали с полированной рабочей поверхностью. Кром
ки деталей после отрезки зачищаются.
В тех случаях, когда объем работ на участке невелпи
и установка гильотинных ножниц экономически нецелее.’
образна, применяются настольные гильотинные ножищи >
с рычажным приводом, ручные рычажные ножнппы •
164
3 2 У
г)
Рис. 7.1. Схема настройки гильотинных ножниц:
« — отрезка по заднему упору; б — отрезка по заднему и боковым упорам;
« — отрезка по переднему упору; г —установка для получения наклонного
среза; 1 — линейка; 2.— болт; 3 — стол; 4 — задний упор; 5 — кронштейн;
6 — подкладка
пневмоприводом, ручные пневматические вибрационные
ножницы или ручные роликовые ножницы с пневмопри-
водом.
Раскро.й фрезерованием используется в
основном для изготовления крупногабаритных листовых
1аготовок с криволинейными очертаниями из легких спла-
вов, Сущность процесса заключается в том, что по нало-
женному сверху или подложенному снизу шаблону из
пакета, состоящего из нескольких листов-заготовок, паль-
цевой фрезой вырезается одновременно несколько дета-
еп. При этом способе отпадает операция разметки. Про-
|иводительность значительно повышается вследствие
и^повременной вырезки нескольких деталей. Точноцть
раскроя зависит в основном от точности применяемого
шаблона.
Линии, по которым очерчены контуры криволиней-
ных деталей и заготовок, в большинстве своем имеют
165
гложиис математическое выражение и поэтому копиро-
inunie по шаблонам — наилучший метод их точного вое
произведения на станках. Неизбежные потери металла в
С1ружку (определяемые в основном диаметром фрезы)
являются недостатком раскроя фрезерованием. В зави
спмости от размеров деталей и объема производства опе-
рация выполняется на вертикально- и радиально-фрезер-
ных станках или на копировально-фрезерных полуавто
магах. -
Па вертикально-фрезерных станках вырезаются дета-
ли небольшого габарита. Заготовками служат карточки,
нарезанные из листа на гильотинных ножницах, или от-
ходы, получаемые при раскрое крупногабаритных дета
лей. Фрезерование можно осуществлять как по всему
контуру, так и по отдельным криволинейным участкам
(в этом случае детали сначала вырезаются по прямоли-
нейным контурам на гильотинных ножницах).
На вертикально-фрезерных станках выполняется так-
же чистовая обработка деталей после вырезки их (рези-
ной) на гидропрессах, обрезка углов и фасонных выре-
зов в полках профилей, обрезка припусков на отштампо-
ванных из листа деталях и т. д. Подача в процессе реза-
ния осуществляется ручным перемещением по плоскости
стола пакета заготовок, прижатого к нему шаблона; и
сжимающей их струбцины.
Раскрой на дисковых и вибрационных ножницах де-
талей с криволинейными контурами менее производите
лен и менее точен, чем раскрой на фрезерных станках.
Криволинейный раскрой деталей из титановых спла-
вов, коррозионно-стойких и жаропрочных сталей выпол-
няется на роликовых, вибрационных или рычажных нож-
ницах и на ленточных пилах. Раскрой фрезерованием
при изготовлении деталей из этих материалов неприго
ден, так как фрезы очень быстро изнашиваются и тре
буют переточки после прохода участка длиной не более
400—600 мм. При резании ленточными пилами инстру
мент (лента) меньше нагревается в процессе резания,
поскольку лента выбрасывает нагретый металл и успс
вает (при длине ленты 600—1200 мм) остыть до темпе
ратуры, не снижающей ее прочность.
Наряду с лентами, имеющими зубья, для разрезки
'высокопрочных сталей применяются фрикционные (не
имеющие зубьев) ленточные пилы. Если при резании
коррозионно-стойкой стали лентами с зубьями стойкое и.
166
не превышает 2 ч, то при резании фрикционными лентами
она увеличивается до 29 ч. Резание пилами пакетов лис-
тов не рекомендуется, так как при этом листы могут сва-
риваться между собой с помощью расплавленных частиц
металла, уносимых лентой.
Под термином «раскрой» понимают также взаимное
расположение вырубаемых заготовок на исходном мате-
риале — листе,.'полосе и т. д. Основной задачей раскроя
является наиболее полное использование материала,
уменьшение отходов, высокая производительность рас-
кройных работ и обеспечение требуемого качества и точ-
ности заготовок.
Листы раскраивают на полосы и отдельные заготовки
прямоугольной, трапецеидальной, ромбовидной и тре-
угольной формы на гильотинных ножницах. Полосы и
ленты раскраивают на заготовки на прессах с помощью
отрезных и вырубных штампов, а также штампов совме-
щенного и последовательного действия.
Выбор способа раскроя зависит от масштаба производ-
ства, сортамента исходного материала (лист, рулон, по-
лоса) и его толщины, габарита заготовки и требований
к ее точности. .
При выборе способа раскроя производят технико-
экономическое сравнение различных вариантов раскроя
и определяют коэффициент использования материала.
При этом учитывают трудоемкость получения заготовки,
простоту и трудоемкость штамповки и объем доделочных
операций (галтовки, механической обработки, сборки,
сварки и т. д.), сложность, стойкость и стоимость тех-
нологической оснастки.
Расход металла в основном определяется раскроем
полосы (ленты). Существует три вида раскроя полосы —
с отходом, малоотходный и безотходный. Расположение
деталей в полосе может быть прямым, встречным, на-
клонным, комбинированным, однорядным и многоряд-
пым.
Раскрой с отходом осуществляется путем вырубки де-
тали по всему контуру с оставлением перемычек между
деталями и между вырубаемым контуром и краем поло-
сы. Величину перемычек стремятся назначить минималь-
ной. Однако чрезмерное уменьшение перемычек приводит
к браку деталей, к их выворачиванию, неравномерному
износу режущих кромок и снижению стойкости рабочих
167
ii.it nil штампа, а также снижает точность автоматичес-
ких под.pi.
Р.п ход металла зависит от взаимного расположения
коп 1 урон вырубаемых деталей и положения контура де-
|,1лн относительно полосы, а также от числа вырубаемых
детален па полосе. Круглые (например, шайбы) и мно-
гоугольные (например, гайки) мелкие детали целесооб
p.i шо располагать на полосе в несколько рядов (до се-
ми) в шахматном порядке. При увеличении числа рядов
и полосе, из которой вырубаются круглые и многоуголь
пые заготовки, уменьшается количество отходов, но ус-
ложняется штамп. Перемычки между кон-турами выру-
баемых деталей в одном ряду и в соседнем ряду должны
быть одинаковыми.
§ 30. Безопасность работ при заготовительных
операциях
Безопасность труда рабочего — дело первостепенной
важности. Эта задача решается несколькими путями и
в первую очередь путем оснащения гильотинных ножниц
защитными решетками, так как главной причиной трав-
матизма является неэффективное ограждение прижимов
и ножей ножниц и ручная подача листа при разрезке его
на полосы. Решетка, расположенная перед гидравличес-
ким прижимом, может поворачиваться в опорах, которые
крепятся вместе с кронштейнами к станине ножниц. Ког-
дз опасная зона (прижим и ножи) закрыта, опущенная
решетка, действуя на конечный выключатель, замыкает
электрическую цепь, и ножницы можно включать в ра
боту.
При переточке ножей или ремонте прижимов решет
ка поворачивается в верхнее положение, защелкивается
подпружиненными фиксаторами и электрическая цепь
разрывается; ножницы выключаются и включить их и
работу невозможно.
Описанное защитное устройство применяется на лтк
товых ножницах со следующими размерами разрезаемых
листов: толщина 1—6,3 мм; ширина 1000—4000 мм. Па
ножницах с гидравлическим прижимом (размеры pa i
резаемых листов — толщина 10—20 мм и ширина 2000
4000 мм) применяется защитное устройство той же кон
струкции, отличающееся лишь возможностью регулиров.1
пня решетки в вертикальной плоскости относительно
168
стола. Необходимый зазор между нижним торцом решет-
ки и плоскостью стола устанавливается в соответствии с
толщиной и кривизной разрезаемого листа. В ножницах
с механическим прижимом защитные устройства крепят
на неподвижных направляющих прижимной балки.
Для удобства манипулирования листом в столе нож-
ниц должны быть предусмотрены пазы глубиной 15—
20 мм, расположенные на расстоянии не более 600 мм
друг от друга. Линия подачи листа должна находиться на
высоте 800—900 мм над уровнем пола. Для правильной
установки листа при его резке по разметке ножницы сле-
дует снабжать световыми указателями. Гильотинные
ножницы рекомендуется оборудовать средствами механи-
зации подачи листов и удаления заготовок. ,
Для поштучной выдачи листов (из пачки) па роль-
ганг механизма подачи должны применяться лнегоуклад-
чики. Механизм подачи предназначен для перемещения
листа под нож, манипулирования листом при резке его
как по заднему, так и по переднему упорам, а также для
выноса некратного остатка листа из зоны ножниц.
Механизм для удаления заготовок и отходов предна-
значен для складирования отрезанных заготовок, разде-
ления заготовок и отходов (при отношении ширины от-
резаемых заготовок к ширине отрезаемых отходов не
менее 3 : 1), вывоза стопы полос из зоны гильотинных
ножниц и сброса ее на позиции выгрузки.
Большое значение имеет правильная организация про-
изводства. Сюда входят мероприятия по рациональному
размещению оборудования, оснащению рабочего места
необходимыми приспособлениями и подъемно-транспорт-
ными средствами, ограждению опасных мест защитными
средствами и т. п.
Не менее важное значение имеет соблюдение каждым
работником предприятия — от мастера до рабочего —
установленных правил по технике безопасности. Это яв-
ляется наиболее действенным средством борьбы с трав-
матизмом.
Все вновь поступающие па производство рабочие до
направления их на работу в цех проходят обязательно
инструктаж по ознакомлению с правилами техники безо-
пасности, приемами работы и правилами пользования
инструментом и приспособлениями. Непосредственно на
рабочем месте каждый рабочий получает дополнитель-
но
ные указания по технике безопасности от мастера или
бригадира.
Основные требования по безопасности труда приведе-
ны ниже.
1. Вращающиеся и движущиеся части ножниц (шки-
вы, зубчатые колеса, рычаги, тяги, валы и т. п.) должны
иметь надежные ограждения, предохраняющие руки ра-
бочего от свободного доступа к ним во время работы.
2. Ползун ножниц с закрепленным в нем верхним но-
жом должен иметь предохранительную решетку, сетку
или пластинку с вырезами, предохраняющую руки рез-
чика от попадения под ножи. Ограждение должно быть
устроено так, чтобы оно не мешало рабочему следить за
работой ножей.'
3. Педали, рукоятки и тяги пуска ножниц должны
иметь снаружи защитные щитки, предохраняющие ме-
ханизм от случайного включения.
4. Станина и другие части - ножниц, которые могут
оказаться под напряжением, должны заземляться. Элек-
троаппаратура должна быть надежно изолирована и ог-
раждена, чтобы предохранить рабочего от действия тока.
5. Ножницы не должны сдваивать (повторять) ходы.
6. Выступающие части ножниц (стола, станины, при-
вода) не должны иметь острых углов, которые могут
явиться причиной ушибов рабочего.
Соблюдение этих требований обязательно для всех
работников производства.
Основные правила безопасности, которые являются
обязательными для каждого резчика, приведены ниже.
Перед началом работы резчик должен про-
верить:
1. Правильность наладки и надежность закрепления
упоров и других приспособлений, фиксирующих мате
риал при резке.
2. Правильность положения ограждения верхнего ио
жа в зависимости от толщины разрезаемого листа. Про
свет между ограждениями и плоскостью стола должен
обеспечивать свободный проход материала, но в то же
.время предохранять руки рабочего от попадания под
ножи.
3. Правильность установки и регулировки ножей (<•
учетом толщины разрезаемого материала).
4. Находится ли механизм муфты включения ножппп
в исходном (выключенном) положении.
170
5. Правильность положения кулачка .механизма вклю-
чения ножниц. Нужно нажать педаль включения и дер-
жать ее в опущенном положении, при этом ползун дол-
жен сделать один рабочий ход и остановиться в крайнем
верхнем положении.
6. Исправность спецодежды (целы ли комбинизон,
рукавицы, застегнуты ли рукава).
7. Наличие необходимых дополнительных приспособ-
лений и инструмента и их исправность.
Во время работы резчик должен соблюдать
следующие правила. -
1. Работать внимательно, не отвлекаться посторонни-
ми делами и разговорами.
2. Работать согласованно с подручным и не допус-
кать его к выполнению обязанностей резчика.
3. Работать только в рукавицах.
4. Убирать остатки и обрезки материала под ножами
крюком или съемником.
5. Следить за качеством разрезаемых заготовок; в
случае затупления ножей приостановить работу.
6. Не производить уборку и чистку ножниц па ходу.
7. Не загромождать рабочее место отходами материа-
ла, заготовками и вспомогательными приспособлениями.
8. Прекратить работу и вызвать мастера, если ножни-
цы сдваивают (повторяют) ход.
9. Выключить электродвигатель ножниц при уходе
хотя бы на короткое время, при временном прекращении
работы и перерывах в подаче электроэнергии, а также
при смазке, чистке и наладке ножниц.
К работе на ножницах могут быть допущены рабо-
чие, сдавшие техминимум и знающие правила по технике
безопасности.
ГЛАВА VIII
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНОЙ ШТАМПОВКИ
§ 31. Разработка технологического процесса
При разработке технологических процессов электро-
импульсной штамповки учитывают следующие специфи-
ческие особенности этих процессов: вол новый характер
передачи энергии и распространения напряжений и де-
171
форм,ищи в заготовке; высокая скорость деформирования
i.uoioiiivn, составляющая 50—200 м/с, что в 104*— Ю6 раз
нренышяет скорость пластического деформирования на
обычных прессах; действие инерционных сил заготовки;
п вменение характеристики материала заготовки в про-
йд гее нагружения (при высокоскоростном деформирова-
нии но сравнению с деформированием с обычными ско-
ростями предел текучести материала возрастает на 31 —
liO %, а предел прочности на 20—66 %).
Расчеты технологических процессов электроимпульс-
iioii штамповки, как и любых других высокоскоростных
процессов, осуществляются в следующем порядке: 1) оп-
ределение технологических параметров процесса; 2) рас-
чет работы деформации при формообразовании детали;
3) определение КПД преобразования выделившейся
энергии в работу деформации; 4) расчет режима работы
электрогидравлической или магнитно-импульсной уста-
новки; 5) уточнение технологических и силовых парамет-
ров процесса; 6) составление технологической карты.
Определение технологических параметров включает
выбор способа деформирования, расчет заготовки и опре-
деление числа переходов. Способ штамповки выбирают,
исходя из конструктивных особенностей и материала де-
тали, накопленного опыта завода, наличия оборудования.
При назначении технологического режима электро-
гидравлической штамповки определенной детали на од-
ном и том же оборудовании и оснастке, при постоянных
параметрах разрядного контура, геометрии и объеме ра-
бочей камеры, для одних и тех же электродов определя-
ют только следующие параметры силового режима: за-
пасенную энергию W генератора импульсов тока (ГИТ),
кДж; напряжение U, кВ; емкость С батареи конденсато-
ров, мкФ; число конденсаторов, шт.; расстояние I между
электродами, мм; расстояние г от канала разряда до за-
готовки, мм; усилие РЩ) прижима, т; смазку.
Одна из основных величин, характеризующих процесс
формоизменения при электроимпульсной штамповке, ра-
бота А деформирования, определяемая при обработке
листовых и трубчатых заготовок по формуле А — ayV3,
где «у — удельная работа деформации; 14— объем де
формируемой части заготовки.
Удельная работа деформации ау = [В/(1 + rn)]e’+m,
где е — степень деформации; Вит — механические ха-
рактеристики штампуемых материалов
172
Запасаемую энергию W определяют, исходя из гео-
метрии штампуемых детален. Величину W для штампов-
ки деталей с большим радиусом кривизны (таких, как об-
текатели, днища и т. п.) рассчитывают, исходя из необхо-
димой энергии деформирования заготовки.
Для деталей типа жесткостей н окап гонок, имеющих
цилиндрические рифты или сферические выштамповки с
небольшими радиусами кривизны (2 30 мм), запасае-
мую энергию определяют, исходя из необходимого макси-
мального усилия деформирования.
Запасенная энергия ГИТ определяется но формуле
W = А/к]вцм, где цэ и т]м — соответственно электрический
и механический коэффициент полезного действия уста-
новки. Требуемую работу деформирования гаготовки
можно упрощенно рассчитать по формуле А = [ (<тт-|-
+ ов)/2]есрТ’, где от и ств — соответственно предел теку-
чести и прочности материала заготовки; р,,, средняя
степень деформации при штамповке; V — обьем штам-
пуемой детали.
Геометрические размеры и форму шготошен опреде-
ляют в основном так же, как при традиционных спосо-
бах штамповки, из условия равенства поверхности кно-
товки и готовой детали с учетом технологического при-
пуска, удаляемого обрезкой. Расчет размеров исходной
заготовки можно производить аналитическим или гра-
фоаналитическим методами.
При определении исходных размеров плоских загото-
вок для вытяжки деталей можно использовать графичес-
кий метод (рис. 8.1).
Диаметр трубчатой (кольцевой) заготовки для штам-
повки методом раздачи деталей типа оболочек цилинд-
рической, конической и сферической формы (рис. 8.2) оп-
ределяют из условия допустимой степени еДОп деформа-
ции по периметру деформируемого контура по формуле
едоп = (П—D3)/D3s^6, где D — диаметр детали, замерен-
ный по средней поверхности; D3 — диаметр исходной за-
готовки; б — In [1 + (2610—65)/100] — относительное удли-
нение материала заготовки; бю и 65 — полное относитель-
ное удлинение материала заготовки десятикратных и пяти-
кратных образцов. Длина образующей цилиндрической
заготовки L3=(l—еср)L, где L — длина детали. Полная
длина заготовки £и=£3-|-Гнд4-ДГ, где Гнд—длина неде-
формируемой части заготовки; Д£= (0,03-5-0,1 )L — при-
пуск на подрезку торца детали.
173
Рис. 8.1. Определение исходных размеров плоских заготовок для вытяжки деталей графическим
методом
Рис. 8.2. Геометрические формы дспик Л, получаемых
раздачей
Диаметр заготовки для детали типа оболочки, под-
вергаемой калибровке, принимается несколько меньше
диаметра готовой детали, с тем чтобы образующая заго-
товка в процессе штамповки получила I '• % остаточ-
ной деформации.
Число переходов штамповки з.пиичп <и ши мощности
получения готовой детали с требуемой юлщнпой метал-
ла, а также от прочности матриц п шсргетпческих воз-
можностей установок. Для определения числа переходов
штамповки вычисляют величину ivp, которую необходн
мо получить при изготовлении деiалей.
Для плоской заготовки « (]/1\ ^<>)/П‘<>. ।Д<*
Fi — площадь поверхности детали, — площадь по
верхности заготовки над проходпым отверстием мл Iрнцы
Для деталей (типа днищ), получаемых вытяжкой h i
плоских заготовок (рис. 8.3), величина еср определяет-
ся следующим образом:
для сферического днища (рис. 8. 3, а)
для конического днища (рис. 8. 3, б)
для днища с плоским дном (рис. 8. 3, в)
175
Рис. 8.3. Геометрические формы деталей (типа днищ), получаемых
вытяжкой из плоских заготовок
Детали с мелкими выштамповками могут быть самых
разнообразных форм и уравнения степеней деформации
таких деталей весьма сложны и громоздки.
Основной формой детали с мелкими выштамповками
является плоская панель (жесткость) с рифтами (рис.
8. 4), для которой еСр= (л — 2) (t/l).
Для деталей типовых геометрических форм, изготов-
ляемых из трубчатых заготовок, величина еСр определя-
ется следующим образом:
Для цилиндра еСр — D/D3— 1;
для конуса еСр — 1/2(I)/D3— 1);
для сферы еср=1У2Х
Х(0/П3-1).
Объемы деталей опре-
деляются по известным
формулам:
объем цилиндра Рц=»
—TtDsL'
г
Рис. 8.4. Плоская панель с рифтами
176
объем конуса VK—ns/ (/)., | />)/2;
объем сферы Vc = 2ns (I) D',J1),
где D3—диаметр исходной i.hoioiikh; I) диаметр де-
тали; s — толщина детали; / i ниш ^'формируемой
части заготовки.
Объем деталей более сложных koneipyhiiiiu опреде-
ляют как сумму объемов составляющих го >лементп
КПД электроимпульсных у< гапчиок (ц. и цч) опреде-
ляется экспериментально. При ни.шипим леылгн из
листовых заготовок наибольшее нлнянш па М1Д оказы-
вают следующие параметры: меж >.юмро nu>r расстоя-
ние, материал и толщина проволоки, i iv<‘uhi 1 погруже-
ния электродов (при электрогн (.раплпнгс коп ппампон-
ке); электропроводность деформпр\ем>Н1> м.ыгрнала,
толщина скин-слоя, конструкции ни их к Шри, ГСОМ1ЧрНЯ
детали (при электромагнитной ппампоико) Кроме них
параметров на величину КПД нлвяг! lexuoaoi пч<ч кая
схема штамповки. Например, КПД > lekipoin >ран iii'ie
ской штамповки в закрытом оСы.еме выше, чем при
штамповке в открытом объеме При > п-кiр<»м<и iihiiioiI
штамповке КПД достигает максимального uiii'iviiihi
(~10 %) при обработке м.нгрпалоп е т.н окоп wiehipo
проводностыо, а при обработке менее miронропо шых
материалов КПД составляет 2—5 %.
При штамповке деталей сложной формы общая ян-р
гия деформирования, затрачиваемая на изготовление
детали, равна из энергии, затрачиваемой на формообра-
зование конструктивных элементов. Например, при из-
готовлении панели с ребрами жесткости и местными
выштамповками отдельно рассчитывают энергию дефор-
мирования самой панели, отдельно — ребер жесткости,
выштамповок и т. д.
Обычно электрогидравлической штамповкой изготов-
ляют детали с наибольшим размером до 400 мм при об-
щем одновременном нагружении на всю смачиваемую
поверхность заготовки. Детали размером свыше 400 мм,
как правило, извотовляют методом локального (местно-
го) нагружения заготовки с последовательным переме-
щением зоны деформации по контуру заготовки. Этим
методом пользуются также для изготовления деталей
размером до 400 мм на оборудовании с запасаемой энер-
гией до 10 кДж.
177
§ 32. Технологичность детали
1схнологичность детали — эта такая совокупность ее
< nolle гв, которая обеспечивает наиболее простое и эконо-
мичное изготовление детали.
Цель технологичности — обеспечение оптимальных
условий производства применительно к средствам произ-
водства. А поскольку типаж средств производства (ма-
шин, оснастки) зависит от объема производства, то кон-
струкция одного и того же изделия, изготовляемого в
единичном и серийном производстве, может быть раз-
личной. Технологичная для мелкосерийного производст-
ва конструкция детали может оказаться нетехнологичной
для серийного производства.
При массовом выпуске штампуемых деталей одним
из важнейших условий технологичности является малая
трудоемкость и минимальный расход материала. Малая
трудоемкость изготовления может быть достигнута не
только благоприятной формой детали, но и совмещени-
ем операций, применением многорядной штамповки, уве-
личением производительности штампов и прессов, при-
менением автоматизации и механизации. Все это приво-
дит к усложнению и удорожанию стоимости штампов.
Однако стоимость штампов и другие затраты на подго-
товку производства в этом случае оказывают небольшое
влияние на себестоимость выпускаемой продукции, так
как она распределяется на большое число деталей.
При мелкосерийном производстве стоимость штампов
имеет значительный удельный вес в себестоимости про-
дукции, а поэтому применение упрощенных и универ-
сальных штампов является более целесообразным и вы-
годным даже при повышенном расходе материала и уве-
личении трудоемкости изготовления детали.
Технологичность детали — понятие комплексное,
включающее в себя следующие требования: наименьший
расход металла и наименьшая масса детали; наименьшее
число операций и их низкая трудоемкость; наименьшее
количество оснастки; наименьшее количество оборудова-
ния и минимальные производственные площади; высо-
кая производительность.
Основные факторы, влияющие на технологичность де-
талей, перечислены ниже.
1. Форма детали, которая должна быть благоприят-
ной с точки зрения упрощения процесса штамповки, ма-
178
лои трудоемкости, минимального расхода материала,
снижения стоимости и повышения стойкости штампов.
2. Правильный выбор материала по толщине, качеству
поверхности и физико-механическим свойствам.
3. Рациональный способ простановки размеров па
чертеже детали, способствующий наиболее цслссобраз-
ному выбору технологических баз обработки.
4. Соответствие установленных допусков из размеры
детали технологически и экономически достижимой точ-
ности штамповки.
Технологические т р е б о и а и и я к конст-
рукции плоских деталей. Плоские летали изго-
товляются в основном раздслигсльпымн операциями.
Очертания отверстий и наружного кош ура у них могут
быть весьма сложными. Необоснованное усложнение фор-
мы детали приводит к большим трудностям при и потов
лении штампов, что, в свою очередь, ирнво/тиг к уаоро
жанию и уменьшению стойкости последних
Форма вырубаемого контур.i или пропинаемых отпер
стий у детали должна быть по возможности простой, г. е.
построенной геометрически правильными тлеменгами с
минимальным числом размеров. Участки сопряжения со
ставных элементов контура желательно скруглять ду-
гой окружности, радиус которой не должен быть меньше
половины толщины штампуемого материала. Это умень-
шает возможность появления трещин на вырезаемой де-
тали, а также на рабочих частях штампа. Скруглять угло-
вые участки наружного контура нужно лишь в случае
вырубки детали по всему контуру. У деталей, изготовля-
емых в отрезных штампах или на гильотинных ножни-
цах, скруглять такие участки не следует.
Детали, получаемые вырубкой в одном штампе, име-
ют практически одинаковые размеры по контуру среза.
Поэтому при выборе баз для простановки размеров целе-
сообразно использовать контурные поверхности среза и
оси отверстий.
Технологические требования к кон-
струкции изогнутых деталей. В процессе гиб-
ки внешние слой изгибаемого материала испытывают на-
пряжение растяжения. Это напряжение при одинаковой
толщине металла будет тем больше, чем меньше радиус
гйбки. Напряжения.во внешних слоях материала при ма-
лом радиусе гибки могут быть настолько велики, что на
деталях появятся трещины и разрывы.
179
I c, in радиус ra изгиба не имеет для конструкций де-
ниш существенного значения, то его следует принимать
и следующих пределах: ги= (0,54-1)$ для алюминия и
л.пуни; r„=(14-2)s для стали; ги= (2-4-4)$ для дюралю-
миния (здесь $ — толщина изгибаемого материала).
Процесс гибки сопровождается пружинением изгиба-
емого материала, определяемым как разность между уг-
лом согнутой в штампе детали и углом пуансона гибоч-
ного штампа.
Основными факторами, существенно влияющими на
пружинение, являются: внутренний радиус скругления
детали; толщина заготовки; высота отгибаемой полки;
штампуемый материал; угол и усилие гибки.
Чертеж на изогнутую деталь должен содержать кон-
тур гибки и развертку с соответствующими размерами.
На чертеже сложной детали рекомендуется давать раз-
вертку с.простановкой размеров тех геометрических эле-
ментов, которые будут деформироваться в процессе гибки.
Все остальные размеры следует проставлять на чер-
теже готовой детали. Размеры детали следует простав-
лять соответственно размерам гибочного штампа.
Рекомендуется давать размеры на углы в градусах (а
не через линейные размеры) с симметричным допуском
(плюс, минус). При сложном изгибе труб (или стержней)
необходимо все геометрические элементы, получаемые
гибкой, связывать между собой, независимо от расстоя-
ний их до торца. Это объясняется тем, что точные разме-
ры до торцов значительно труднее выдержать и, кро-
ме того, торцы часто подвергаются последующей под-
резке.
Радиус изгиба необходимо проставлять только вну-
тренний. Простановка внешнего радиуса только затруд-
няет точное изготовление детали, так как в процессе гиб-
ки из-за неравномерной деформации металла в углах
наружный радиус увеличивается, не гарантируя опреде-
ленной величины.
Технологические требования к кон-
струкции полых дет ал ей. Создание технологич-
ных конструкций полых деталей и выбор соответствую-
щего материала являются главными факторами, способ-
ствующими построению рационального технологического
процесса.
Деталям, изготовляемым с помощью вытяжки или
формовки, желательно придавать по возможности про-
180
стую форму; глубину и кошуры отдельных элементов
следует устанавливать из условии их формообразования.
К наиболее простым по сложит !и и |рудоемкое!и дета-
лям относятся цилиндрические, пнем но нарастании)
сложности идут ступенчатые детали iiiii.i юл вращения
и, наконец, детали прямоугольной (коробил toil) формы.
Коническая форма детален менее бл.нопрняiна для
вытяжки, чем цилиндрическая; при ранной глубине кони-
ческой И цилиндрической детален получение Перво!! бо-
лее затруднительно. В то же прем и небо папай конус-
ность (до 3°) облегчает условия ны!яжкн При Лплыпом
уклоне стенок увеличивается чш ю п>рехо юн (опе-
раций) .
Сопряжения дна и фланца с боковыми i юпкамп в по-
лых цилиндрических деталях определяю! р.> ш\< ы круг-
лений пуансонов и матриц вытяжных iih.imiioii ii okj >ы
вают существенное влияние па пронес е формообра сона
ния. Так, от радиуса скругления in-pi-ионной кромки
матрицы зависят напряжения в вы! лишаемом мпюрна
ле, величина допустимого коирфнинеп!а ны1яжм1, шн
можность обрывов и образования складок.
Размеры на деталях, получаемых иьияжкоп, ргкомен
дуется проставлять между внутренними поверхностям!!,
так как они соответствуют внешним размерам пиамно
вечного инструмента. Для координации отверстий или
пазов, расположенных на боковой поверхности, базой
может служить дно. При этом необходимо помнить об-
щее правило: проставлять не более одного размера от
необработанной поверхности до обработанной, а осталь-
ные обработанные поверхности связывать размерами
только с обработанными.
§ 33. Последовательность разработки
технологического процесса
Целью технологического процесса является получе-
ние изделий в соответствии с техническими условиями и
чертежами с наименьшей себестоимостью. Наименьшая
себестоимость может быть получена в результате приме-
нения рационального для заданного масштаба производ-
ства технологического процесса, обеспечивающего мини-
мальный расход материала, минимальную трудоемкость
и минимальные затраты на изготовление технологической
оснастки.
181
При разработке технологического процесса необходи-
мо унизить конструктивные и технологические требова-
нии к детали; определить размеры и форму заготовки и
I вход материала на единицу изделия; определить число
операций и переходов и типы штампов; определить тре-
бусмое оборудование; определить требуемое число и раз-
ряд рабочих, нормы времени; определить методы конт-
роля.
Исходными данными для разработки технологическо-
1о процесса являются чертеж детали и технические усло-
вия, серийность или годовая программа изготовления, на-
личие технологического оборудования.
Чем правильнее будут решены технологические во-
просы и чем тщательнее отработана конструкция детали,
тем выше будут качество и экономичность изготовления.
Для разработки технологических процессов необхо-
дим ряд исходных данных, которые можно разделить на
три группы.
1. Основные исходные данные: рабочие чертежи изде-
лия; директивная технология; технические условия на
приемку и поставку материалов; производственная про-
грамма выпуска изделий; имеющиеся на предприятии
оборудование и его паспорта.
2. Руководящие материалы: типовые технологические
процессы; единая система конструкторской документа-
ции (ЕСКД); ГОСТы и ведомственные нормали; альбо-
мы типовой оснастки и инструментов; нормативы време-
ни на различные работы; инструкции и другие матери-
алы.
3. Вспомогательные материалы: справочники; ката-
логи; периодическая литература.
При проектировании серийной технологии различают
три стадии: начальную, во время которой разрабатывает-
ся исходная руководящая технологическая документация
и график подготовки производства к выпуску^ нового из-
делия; промежуточную, в период которой разрабатыва-
ется временная технология и ее оснащение; заключи-
тельную, в период которой разрабатываются серийная
технология и оснастка, необходимые для полного осна-
щения серийного производства. Технологическая подго-
товка производства бывает централизованной, децентра-
лизованной и смешанной.
Разработка технологического процесса и контроля
182
качества продукции включас i в себя следующие основ-
ные работы.
1. В соответствии с заданной программой н сроками
поставок определяются размеры партий или серий дета-
лей, запускаемых в производство.
2. На основе экономических раечеюп усг.ныплнвпют-
ся виды наиболее экономически п.елесообр.1 шого формо-
образования детали и переходов в от рациях
3. Определяются форма и размеры шгогонки н спо-
соб раскроя.
4. Составляется план обработки, i е yei ni.изливает-
ся последовательность обрабозкп, 6.1 h>i в мсжопсрацнои-
ные припуски.
5. Выбираются оборудование, приз н<ноо в пня в инст-
румент; выбираются или рассчитываю! гя режимы обра
ботки.
6. Производится техническое нормирование нронесз з
и устанавливается квалификация исполни зелз й
7. Устанавливаются методы конзроля кззче< ззоз зич»
вых изделий и контроля в процессе oOp.iOoiки
8. Оформляются технолоз ичсскнс карил
При серийном производстве деталей i.tioiobkii i.niyc
каются в производство партиями пли сериями.
Партией (серией) в серийном производстве называет
ся число одинаковых заготовок, деталей или узлов, одно
временно-запускаемых в производство при одновремен-
ной затрате подготовительно-заключительного времени.
Увеличение размера партии деталей повышает произ-
водительность труда, увеличивает время полезного ис-
пользования оборудования, упрощает планирование и
уменьшает подготовительно-заключительное время, при-
ходящееся на одну деталь. Это значительно повышает
экономические показатели производства.
Однако с увеличением размера партии одновременно
увеличивается и техническая норма времени на партию,
что увеличивает производственный цикл, потребность в
оборотных средствах, вложенных в незавершенное произ-
водство, вызывает увеличение площадей, требующихся
для хранения материалов и полуфабрикатов. Это снижа-
ет экономические показатели производства, так как воз-
растает себестоимость продукции.
Уменьшить размер партии нерентабельно, так как
уменьшается время полезного использования высокопро-
изводительного оборудования, требующего длительной и
183
1<>|н>1ос1()Я1Ц1'|| наладки на определенные операции, что,
и (пою очередь, увеличивает себестоимость продукции.
Определение оптимального размера партии деталей дол-
жно производиться на основе технико-экономических no-
к. и.и елей с учетом конкретных производственных усло-
ипп.
Формообразование каждого изделия можно получить
р.пличными технологическими процессами. Для выбора
рационального варианта технологического процесса опре-
деляется себестоимость детали по каждому варианту,
после чего производится их сравнение. При выборе раци-
онального варианта руководствуются обеспечением тре-
буемого качества и надежности изделий, сроками их из-
готовления и масштабом производства.
Экономичность варианта определяется его технологи-
ческой себестоимостью, т. е. суммой затрат производства,
величина которой зависит от данного варианта техноло-
гического процесса. В технологическую себестоимость не
включаются затраты, одинаковые для сравниваемых ва-
риантов технологических процессов (например, одина-
ковые несовмещенные операции в вариантах, одинаковый
раскрой и т. д.).
Определение вида, формы и размеров заготовки яв-
ляется важной технико-экономической задачей. Необос-
нованно большой припуск увеличивает расход металла,
уменьшая коэффициент его использования, загружает
оборудование, увеличивает трудоемкость детали. Чрез-
мерно малый припуск повышает требования к точности
обработки деталей и приводит к увеличению их себесто-
имости, кроме того, малый припуск часто приводит к
браку.
Оптимальные размеры припусков определяются рас-
четно-аналитическим путем по таблицам справочников.
Исходными данными для определения формы и размеров
заготовки является чертеж или шаблон готовой детали,
указание относительно вида заготовки и характера тер-
мической обработки, а также при необходимости особые
технические условия. При изготовлении деталей из ме-
таллического листа, профилей, труб выбор заготовки зна-
чительно упрощается, так как он сводится к определению
ее размеров с учетом припуска на обрезку.
При штамповке деталей из листа межоперационныс
размеры полуфабрикатов рассчитываются исходя из ра-
венства поверхностей детали, полуфабрикатов и площади
184
заготовки; для объемных детален — исходя из равенства
объемов. Для процессов, связанных со еняшем стружки,
межоперационные размеры расгчн!ываюгся исходя из
принятых припусков на обработку.
Одним из важнейших фактории повышении ><|><|>скгпн-
ности производства является жономня м.иернллов, что
достигается введением технически оОо< попавших норм их
расхода, выбором оптимально! о нарванi а раскроя, целе-
сообразным выбором материала по ею фи шко механи-
ческим свойствам и правильным ею ik ио н. юнаннем в
конструкции, заменой дорогостоящих и дсфишнпых мате-
риалов более дешевыми и недс(|>иипiпымн, примененном
технологических процессов, способе i и\ ioiii и ч л\чшепню
прочностных свойств материалов, рациональным ниогов-
лением заготовок, уменьшением гехполо! нчш ких припус-
ков на обработку.
Исходными данными при уегапоплении нормы рлсхо
да материала являются: чертежи дешлн пли шло.юны;
технические условия на изготовление дшалей, кари.! рае
кроя; технологический процесс и п оювлення депмен;
утвержденные нормативы па технологические припуски;
действующие стандарты на сортамент, качешво и рл imc
ры полуфабрикатов; данные о взвешипаипи детален.
Норма расхода устанавливается как па основные, гак
и на вспомогательные материалы. Под нормой расхода
материала понимается минимальное его количество, не-
обходимое для изготовления единицы изделия согласно
принятой технологии.
Основными являются материалы, входящие в конст-
рукцию изделия основного производства. Вспомогатель-
ными называются материалы, не входящие в конструк-
цию изделия основного производства, но необходимые
при изготовлении этого изделия. Методика расчета норм
расхода материала зависит от вида сортамента исходно-
го полуфабриката.
Выбор оборудования зависит от формы, конфигура-
ции и размеров детали, от заданной точности ее разме-
ров и от производственной программы выпуска. Сущест-
венным фактором при выборе оборудования является
производственная программа выпуска деталей. Чем боль-
ше производственная программа, тем более эффективно
использование высокопроизводительного специального
оборудования. Решающим фактором при выборе обору-
дования является экономичность процесса обработки и
185
достижение необходимой точности и качеству детали.
При разработке технологического процесса для действу-
ющего предприятия учитывают оборудование, имеющееся
н наличии на предприятии. Выбор необходимого инстру-
мента и приспособлений начинают с того, что выясняют
возможность применения универсальных инструментов и
оснастки и обосновывают (экономически или с точки зре-
ния получения нужного качества) применение и изготов-
ление специальных инструмента и оснастки. Специаль-
ную оснастку рекомендуется применять в тех случаях,
когда универсальная не обеспечивает получения требуе-
мой формы детали, точности и качества поверхности. Ре-
шающим фактором при выборе оснастки и инструмента
является экономичность.
Режимы обработки устанавливают на основе разра-
ботанных нормативов и инструкций, составленных с уче-
том данных исследований и практического опыта.
Под технической нормой времени понимают время,
необходимое на обработку, которое определяется исходя
из организационно-технических условий, эксплуатацион-
ных возможностей оборудования, методов и опыта рабо-
ты передовиков производства.
Техническая норма времени на партию деталей вклю-
чает в себя: основное (или технологическое) время, в те-
чение которого изменяются форма, размеры, внешний вид
и структура заготовки (основное время бывает машин-
ным, машинно-ручным и ручным); вспомогательное вре-
мя, необходимое- для осуществления основной работы;
время, необходимое для обслуживания рабочего места в
течение смены; время перерывов на отдых и естественные
надобности; подготовительно-заключительное время, не-
обходимое для ознакомления с работой, подготовкой и
уборкой рабочего места в начале и в конце выполнения
партии деталей.
Все перечисленные виды времени, кроме подготови-
тельно-заключительного, входят в штучное время. Квали-
фикацию исполнителя устанавливают в соответствии с
тарифно-квалификационным справочником, который со-
ставляется для каждой отрасли промышленности. Мето-
ды контроля детали устанавливаются в соответствии с
требуемой точностью ее изготовления и требуемыми свой-
ствами и качеством поверхности.
Разработанный технологический процесс фиксируется
в специальных документах, называемых картами техно-
186
логического процесса, технологическими каргами, опера-
ционными картами и т. д. Совокупность эшх карт в по-
следовательности операции плана обработки называется
технологическим процессом.
В состав технологической документации пходят кар-
ты технологического процесса, карты раскроя, техничес-
кие условия на проектирование п пношплеппе техноло-
гической оснастки, маршрутная недомоем, детален, поде-
тальные нормы расхода основных н пспомогптельпых
материалов, чертежи оснастки, nnripyMrinoii и нестан-
дартного оборудования. Основным видом н'хнологнче-
ской документации является технолог пчггкли карга.
Маршрутная карта работ, ныпочпяемых пл прессе
«Удар-12», приведена в табл. 8.1
§ 34. Контроль качества изделии
От качества изготовления деталей н i.noi они irni.no
штамповочных цехах в зиачн!елы|О!1 civiichii itiniu oi кл
чество и трудоемкость сборочных работ, а также качегшо
и надежность собираемых машин и anii.ip.iion.
Технологическими особенностями злекгроимнульепой
штамповки является точное воспроизведение геомстриче
ской формы и размеров деталей, обеспечение взаимоза-
меняемости агрегатов, сборочных единиц (узлов) и дета
лей при сборке или ремонте. Под взаимозаменяемостью
понимают свойство деталей, узлов и агрегатов одного и
того же типоразмера заменять друг друга с сохранением
функционального назначения. Взаимозаменяемость обес-
печивает изготовление и сборку машин на различных за-
водах и проведение ремонтных работ. Принятие взаимо-
заменяемости элементов конструкции включает в себя
следующие требования: идентичность формы и размеров;
возможность сборки конструктивных элементов без до-
полнительной обработки; идентичность выполняемых
функций; идентичность физических параметров (масса,
прочность, жесткость и др.).
Качество продукции определяется с помощью техни-
ческих средств измерений, которые подразделяются на
универсальные (микрометр, штангенциркуль, линейка,
угломер, предельные калибры) и специальные контроль-
ные.
Основные факторы, повышающие качество продукции
и его стабильность, перечислены ниже.
V-
187
Таблица 8.1
1 № операции Содержание операции Оборудова- ние Приспособ- ление, инст- румент Профессия Разряд Вспомогательное время, мин
1 2 Перед началом работы убедиться в отсутствии ос- таточного напряжения на конденсаторе. Для этого в диэлектрических перча- тках наложить штангу за- земления на зажимы кон- денсатора Подготовить матрицу: Пресс «Удар- 12» Ди- элек- тричес- кий ко- врик, перчат- ки и штанга заземле- ния Иа- лад- чик- элек- трик 5
3 а) установить необходи- мые заглушки и приспо- собления б) протереть и продуть насухо внутреннюю по- верхность матрицы Установить матрицу на стол пресса Вер- стак Ве- тошь, поворот- ный ме- ханизм То же На- лад- чик 5 5 2 0.2
4 Подготовить заготовку (протереть и смазать) Вер- стак Ве- тошь То же 5 0,2
5 Установить заготовку на матрицу Пресс » 5 0,2
6 Установить прижимную плиту на матрицу » Пульт управ- ления » » » » » » 5 0.2
7 8 9 10 11 12 Нажать кнопку «Внутрь» (матрица подается в ра- бочую зону пресса) Нажать кнопку «При- жим» (производится при- жим заготовки) Нажать кнопку «Вода» (заполняется водой раз- рядная камера) Нажать кнопку «ГИТ» (снимаются блокировки с накопителя энергии) Нажать кнопку «Пуск» (производится серия раз- рядов при заданном уров- не энергии) Нажать кнопку «Стоп» (блокируется накопитель энергии) » » » » » » » » » » » 5 » » » » »
188
Продолжение табл. 8.1
н и
О , о л *
X X к св at к 2 -
X «J Содержание операции СО о ° и X и £ я
flj к 2 ® еи I 5 я о “
о о O.S о со С 0J
2 о Е ш С СО X
13 Нажать кнопку «Осуше- Пресс 11\ льг 1 l.'l.'lUA- 5
ине» (удаляется вода из yilp.'IU.'ir чип
разрядной камеры) пня
14 Нажать кнопку «Подь- » »
15 ем» (поднимается разряд- ная камера) Нажать кнопку «Нару- жу» (матрица выходит из рабочей зоны пресса) » » »
16
Снять прижимную пли- ту » »
17 Извлечь деталь из мат- рицы » х> * 0,5
Всего 3,3
1. Совершенное оборудование, обеспечивающее необ-
ходимую точность.
2. Совершенная технология и инструмент (матрицы,
электроды, индукторы), обеспечивающие постоянство
размеров детали.
3. Правильно подобранные и предварительно отрабо-
танные параметры штамповки.
4. Наличие на предприятии службы контроля качест-
ва, оснащенной современным оборудованием, приспобле-
ниями и инструментом.
Служба контроля качества призвана обеспечить:
входной контроль качества поступающих на завод мате-
риалов; контроль в процессе производства за соблюдени-
ем технологии, требований чертежа, технических усло-
вий, ГОСТов и нормалей; качество продукции, отправля-
емой в сборочные цехи; своевременное обнаружение
дефектов в процессе производства и своевременную ин-
формацию производственного персонала об этих дефек-
тах в целях их устранения.
ЛИТЕРАТУРА
Белый И. В., Фертик С. М., X и м е н к о Л. Г. Справочник
по магнитно-импульсной обработке металлов. Харьков, 1977.
Высокоскоростное деформирование металлов/Под ред. А. М. Шах-
назарова. М., 1966.
Громова А. Н., Шахназаров А. М., Сотников В. С.
Импульсные процессы штамповки листовых деталей. М., 1976.
Грошиков А. И., Малафеев В. А. Заготовительно-штам-
повочные работы в самолетостроении. М., 1976.
Г у л ы й Г. А., М а л ю ш е в с к и й П. П., Кривицкий Е. В.
и др. Оборудование и технологические процессы с использованием
электрогидравлического процесса. М., 1977,
С а п а р о в с к и й С. В., Смеляков Е. П. и др. Новые спо-
собы холодной штамповки. Куйбышев, 1969.
Степанов В. Г., Шавров И. А. Высокоэнергетические им-
пульсные методы обработки металлов. Л., 1975.
Технический прогресс в самолетостроении. М., 1975.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.................................... . . . 3
Глава I. Листовая штамповка металлов 5
§ 1. Сущность процесса и область применения ... 5
§ 2. Исхрдные материалы .................................................................. 6
§ 3. Основные технологические операции ..... 9
§ 4. Оборудование и инструмент . .... 15
§ 5. Высокоскоростные методы штамповки .... 21
Глава II. Теоретические основы электрогидравлической штам-
повки ........................................ .... 23
§ 6. Высоковольтный разряд в жидкости....................23
§ 7. Сущность процессов .................................................27
§ 8. Основные параметры ............................................... 35
§ 9. Выполняемые операции.. . 40
§ 10. Электрогидроимпульсная развальцовка труб . . 47
Глава III. Установки и инструмент для электрогидравлической
штамповки...........................................53
§ 11. Энергетический блок ......... 53
§ 12. Технологический блок............................................... 69
§ 13. Технологическая оснастка........................................... 82
§ 14. Оборудование и устройства ....... 91
Глава IV. Теоретические основы электромагнитной штамповки 95
§ 15. Сущность процесса.....................................................................95
§ 16. Выполняемые операции.................................................................102
§ 17. Технологические операции, выполняемые по схеме
«Обжим» . 104
§ 18. Технологические операции, выполняемые по схеме
«Раздача»..........................................109
§ 19. Технологические операции, выполняемые по схеме
«Листовая формовка»................................112
§ 20. Факторы, влияющие на электромагнитную штампов-
ку, и области ее применения........................114
Глава V. Установки и инструмент для электромагнитной штам-
повки .............................................118
§ 21. Устройство установок.................................................................118
§ 22. Инструмент................................. . 129
Глава VI. Требования безопасности к электроимпульсным ус-
тройствам и эксплуатации электроустановок . . 139
§ 23. Виды электротравматизма ............................................................ 139
§ 24. Классификация электроустановок ... 145
§ 25. Обеспечение безопасности электроустановок . . . 147
§ 26. Организация безопасной эксплуатации электроуста-
новок ............. 155
191
§ 27. Мероприятия, обеспечивающие безопасность работы
на электрогидравлических и электромагнитных уста-
новках .......................................... .... 158
Глава VII. Подготовка заготовок к штамповке .... 162
§ 28. Подготовительные операции.........................162
§ 29. Раскройно-заготовительные операции .... 163
§ 30. Безопасность работ при заготовительных операциях 168
Глава VIII. Технологический процесс электроимпульсноп штам-
повки ..................................................171
§ 31. Разработка технологического процесса . ... 171
§ 32. Технологичность детали............................178
§ 33. Последовательность разработки технологического
процесса.............................................. 181
§ 34. Контроль качества изделий.........................187
Литература .................................................190
Генрих Соломонович Ракошиц
ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНАЯ ШТАМПОВКА
Зав. редакцией Г. П. Стадниченко. Редактор А. М. Мокрецов. Младшие ре-
дакторы Л. Н. Чернецова, Н. Н. Чуркина. Художник Ю. Д. Федичкин. Ху-
дожественный редактор В. П. Спирова. Технический редактор Е. И. Гераси-
мова. Корректор В. В. Кожуткина
ИБ № 4465
Изд. № М-227. Сдано в набор 16.01.64. Поди, в печать 21.09.84. Т— 18922.
Формат 84Х108'/з2. Бум. тип. № 3. Гарнитура литературная. Печать высокая.
Объем 10,08 усл. печ. л. 10,29 усл. кр.-отт. 10,41 уч.-изд. л. Тираж 7000 экз,
Зак. № 239. Цена 25 коп.
Издательство «Высшая школа», 101430. Москва, ГСП-4, Неглинная ул.,
Д. 29/14.
Белоцерковская книжная фабрика, 256400, г. Белая Церковь, ул. Карла Марк
са. 4.