Высокопроизводительные методы обработки металлов давлением - Реферат

Применение традиционных методов обработки металлов давлением связано с длительными сроками технологической подготовки производства и высокой себестоимостью изготавливаемых деталей, особенно при мелкосерийном их выпуске. Поэтому подучили распространение высокоэнергетические импульсные метода обработки металлов давлением с использованием энергии взрывчатых веществ газовзрывных смесей, сжатого газа и электричества. Особенность этих импульсных методов заключается в высоких скоростях выделения энергии и передачи ее заготовке через передающую среду, которая одновременно выполняет роль одного из элементов штамповой оснастки (матрицы или пуансона).Высокоэнергетические импульсные метода обработки металлов давлением (ОМД) представляют собой процессы, сопровождающиеся тепловыми эффектами, силовыми воздействиями, появлением инерционных сил, ударных волн и дополнительных динамических напряжений. При этом происходит локализация зоны пластической деформации обрабатываемого материала и изменение его физико-механических свойств. Если при традиционных методах ОМД скорость деформирования составляет 0,3-1,5 м/с, а на ударных машинах - не более 5 м/с, то при импульсных методах она составляет 100 м/с и более. Применение высокоэнергетических импульсных методов обеспечивает возможность использования большого запаса энергии энергоносителя при сравнительно небольшом его объеме, снижение стоимости оснастки, сокращение сроков ее проектирования и изготовления, резкое сокращение капитальных вложений (особенно для штамповки крупногабаритных деталей). При штамповке взрывом создаются условия для направленного воздействия на объект необходимой силы, повышения точности размеров обрабатываемых деталей, в том числе из труднодеформируемых металлов и представляется возможность работать как в цеховых, так и в полевых условиях, а также в естественных и искусственных водоемах.Штамповка взрывом может осуществляться в газообразных"жидких и твердых средах. Взрывчатое вещество (ВВ) и сжатый воздух подаются в смесительную камеру, откуда образовавшаяся взрывчатая смесь поступает в камеру сгорания, дном которой служит резиновая диафрагма. Для реализации данного способа контейнер 1 (рис.2) с зарядом 2 устанавливают на заготовке 4 и заполняют рабочей жидкостью 3. Обработка металлов взрывом может осуществляться либо с помощью указанных установок, либо с помощью машин, в которых энергия взрыва преобразуется в кинетическую энергию их подвижных частей. Процесс гидровзрывной штамповки состоит из следующих стадий: взрыв в воде; нагружение заготовки; скоростное ее деформирование; многократное ударное нагружение оснастки.Давление, развиваемое при детонации и определяющее бризантность ВВ, зависит от плотности заряда и скорости детонации. Фугасность, или работоспособность, ВВ определяется теплотой взрыва, а также объемом газообразных продуктов взрыва. Кроме перечисленных свойств ВВ характеризуется химической и физической стойкостью (способностью сохранять свои свойства в процессе подготовки, транспортировки и хранения), а также чувствительностью к внешним воздействиям, определяемой минимальным количеством энергии, необходимой для возбуждения взрыва. Взрывные процессы распространяются путем горения, детонации и взрыва. При этом горение протекает сравнительно медленно со скоростью, не превышающей нескольких метров в секунду, а детонация - с постоянной скоростью, превышающей скорость звука в данном веществе (в газовых смесях - до 3500 м/с, а в твердых и жидких ВВ - до 9000 м/с).Различают основное и вспомогательное оборудование для гидровзрывной штамповки. В качестве бассейновых установок могут использоваться естественные водоемы, стационарные бассейны и съемные емкости многократного и разового пользования, устанавливаемые на матрицу. Безбассейновые установки подразделяются на установки закрытого типа (вакуумные камеры и взрывные прессы) и установки, в которых штамповая оснастка при подрыве заряда ограждается от помещения цеха (бронеямы, бронекамеры, установки с водовоздушной завесой).Существует три основных направления повышения КПД штамповки: использование энергии отраженной волны, замыкание взрывной системы и метание передающей среда, совмещение нескольких операций на одном переходе. Такие требования выполняются о успехом, если отражатель имеет форму ротационного параболоида, когда у заряда сферическая форма или когда отражатель имеет форму усеченного конуса с углом при вершине 90 градусов для линейных зарядов. Разновидностью использования эффекта отражения является система, когда отражатель помещается в пространстве, в котором находится передающая среда. Схема штамповки, метанием передающей среды: 1 - матрица; 2 - заготовка; 3 - вода; 4 - заряд ВВ; 5 - предохранительная прокладка; 6 - замки Она способствует улучшению условий работы оснастки и удобств эксплуатации в условиях цеха; дает возможность механизировать процесс подачи заготовки, замыкания сооружения, подачи передающей среда и заряда, извлечение готового изделия; делает возможным организовать штамповку по

Содержание

Введение 3

1. Краткая характеристика импульсных методов обработки металлов давлением 4

2. Штамповка взрывом 6

2.1 Сведения о взрывчатых веществах 8

2.2 Оборудование для штамповки взрывом 9

2.3 Усовершенствование процесса гидровзрывной штамповки 11

3. Электрогидравлическая штамповка 16

3.1 Сущность электрогидравлической штамповки 16

3.2 Электрогидравлические установки для штамповки деталей 18

4. Магнитно-импульсная обработка металлов 22

4.1 Физические основы процесса 22

4.2 Оборудование и оснастка 23

4.3 Технологические возможности магнитно-импульсной обработки металлов 24

5. Ударная штамповка 27

6. Использование сверхпластичности в процессах деформации металлов 30

6.1. Характеристика сверхпластичности металлов и сплавов 30

6.2. Технологические процессы штамповки металлов в состоянии сверхпластичности 36

Список литературы 39

Применение традиционных методов обработки металлов давлением связано с длительными сроками технологической подготовки производства и высокой себестоимостью изготавливаемых деталей, особенно при мелкосерийном их выпуске. Поэтому подучили распространение высокоэнергетические импульсные метода обработки металлов давлением с использованием энергии взрывчатых веществ газовзрывных смесей, сжатого газа и электричества.

Особенность этих импульсных методов заключается в высоких скоростях выделения энергии и передачи ее заготовке через передающую среду, которая одновременно выполняет роль одного из элементов штамповой оснастки (матрицы или пуансона).

При помощи импульсного деформирования листового металла можно выполнять глубокую вытяжку, пробивку, бортовку, формовку, клепку и др.

Различные способы импульсной обработки имеют свою область рационального применения и не предназначены для полной замены традиционных методов обработки металлов давлением.

Штамповка взрывом применяется в основном для изготовления деталей большого габарита, когда применение прессового оборудования и штампов практически невозможно или экономически невыгодно.

Электрогидравлическая штамповка чаще всего используется для изготовления сложных деталей среднего габарита из труднодеформируемых металлов. В этих же условиях, но когда нецелесообразно в качестве передающей среда применять воду, используется магнитно-импульсная обработка металлов.

Ударная штамповка эффективна при изготовлении небольших партий деталей из листовых и цилиндрических заготовок сравнительно малого габарита.