Особые способы листовой штамповки

В мелкосерийном производстве применение сложных по кон­струкции штампов неэкономично, поэтому здесь широко применяют упрощенные способы получения полых деталей: взрывной волной, электрогидравлическую, магнитно-импульсную штамповку, штам­повку резиной, жидкостью, ротационное выдавливание на специ­альных давильных или универсальных токарных станках.

Рис. III. 22. Формовка деталей из листа.

1. Штамповка взрывом применяется при изготовлении крупно­габаритных деталей сложной формы из труднодеформируемых спла­вов. Энергия взрыва передается заготовке преимущественно через жидкую фазу (воду). Штамповку производят в железобетонном бассейне. Штамп, состоящий из матрицы 1 (рис. III. 23, а), разме­щается на дне или около стенки бассейна. Заготовка 3 зажимается между прижимом 4 и матрицей. Зона между матрицей и заготовкой вакуумируется через систему 2. При взрыве заряда взрывчатых веществ 5 в воде возникает ударная волна, которая вызывает де­формацию заготовки. Скорости деформирования при взрывной штамповке составляют 3...30 м/с, но местные скорости деформации достигают 300 м/с. При производстве единичных деталей матрицу можно изготавливать из чугуна, бетона, дерева, гипса, картона и льда.

2. Электрогидравлическая штамповка подобна штамповке взры­вом, но ударная волна возникает при электрическом разряде в жид­кости. Известны два метода превращения электрической энергии в механическую в жидкой среде: 1) разряд конденсатора через зазор в жидкости при напряжении 10...30 кВ; 2) разряд конденсатора через алюминиевую проволочку-. Второй метод обеспечивает лучшее управление процессом и требует меньших напряжений.

Установка для электрогидравлической штамповки, кроме мат­рицы 3 (рис. III. 23, б) и вакуумной системы 2, как и при штамповке взрывом, имеет зарядное устройство 6, разрядник 8, обеспечива­ющий подачу накопленной в конденсаторе 7 энергии на рабочий разрядник 9.

Электрогидравлическая штамповка успешно используется для раз­вальцовки труб в трубных решетках аппаратов высокого давления.

Рис. III. 23. Особые методы листовой штамповки.

Электромагнитная (магнитно-импульсная) штамповка осно­вана на прямом деформировании металла импульсными электро­магнитными полями.

Установка (рис. III. 23, в) содержит зарядное устройство (на схеме не показано), емкостный накопитель энергии (батарею-кон­денсатор) 7, коммутирующее устройство 8 и индуктор 10. Индуктор в виде соленоида или плоской спирали делается обычно из медной трубки, залитой в пластмассу. При прохождении импульса элек­трического тока большой силы (до 150 000 А) через индуктор между ним и заготовкой создается магнитное поле высокой интенсивности, которое наводит в заготовке 3 вихревые токи. Взаимодействие элек­трического поля и наведенных токов создает силы отталкивания, которые деформируют заготовку по пуансону или матрице 1. Возни­кающие при этом давления действуют в течение нескольких мик­росекунд и достигают значений около 350 МПа.

Электромагнитная штамповка применяется для обжатия и раздачи трубчатых заготовок, штамповки плоских листовых заготовок из электропроводных металлов (алюминий, медь, латунь, малоуглеродистая сталь), а также для сборочных операций (запрессовки в тру­бах колец, соединения концов труб, .изго­товления баллонов и др.).

4. Ротационное выдавливание позволяет получать, как и при вытяжке, полые дета­ли типа тел вращения (крышки, колпаки, рефлекторы и др.) из листа на универсальных токарно-винторезных или карусельных станках. При этом вместо сложного штампа ис­пользуется оправка-матрица 1 (рис. II.37), устанавливаемая на вращающемся шпинделе станка. Листовая заготовка 2 прижимом 3 прижимается к оправке. Под действием давильника 4 (жесткого с шаровой головкой или роликового) заготовка постепенно обжимает поверхность оправки, приобретая ее форму.

Рис. II. 24. Схема ротационного выдавливания.