- •Тема 1. Введение. Историческая справка. Классификация физико-химических методов обработки материалов.
- •Тема 2. Электроэрозионная обработка металлов
- •Тема 3. Размерная электрохимическая обработка
- •Тема 4. Ультразвуковая обработка материалов
- •Тема 5. Электроннолучевая обработка материалов
- •Тема 6. Светолучевая обработка материалов
- •Тема 7. Плазменная обработка
- •1. Основные физические характеристики и свойства плазмы
- •1.1. Степень ионизации плазмы
- •Тема 8. Электровзрывная обработка
- •Пробой жидкости
- •Процессы в разрядной цепи
- •Штамповка фасонных деталей
- •Тема 9. Магнитоимпульсное формообразование.
- •1. Физика процесса.
- •1.1 Разновидности магнито-импульсного формообразования.
- •2. Контрольные вопросы.
- •Тема 10: Магнитно-абразивная обработка.
- •1. Разновидности магнитно-абразивной обработки.
- •1.1 Удаление заусенцев.
- •1.2 Скругление кромок и удаление заусенцев в рассверленных отверстиях.
- •1.3 Очистка катаной проволоки от окалины.
- •1.4 Очитка печатных плат.
- •1.5 Получение рельефных изображений на поверхностях.
- •1.6 Измельчение материалов.
- •2. Магнитно-электрическое шлифование.
- •2.1 Особенности абразивного резания при магнитно-абразивном полировании.
- •2.2 Стружкообразование.
- •3. Контрольные вопросы.
- •Тема 11: Комбинированные методы обработки материалов.
- •1. Технологические показатели.
- •1.1 Точность обработки.
- •1.2 Качество поверхности.
- •1.3 Производительность.
- •1.4 Режим обработки.
- •1.5 Износ (и профилирование).
- •2. Контрольные вопросы.
Тема 9. Магнитоимпульсное формообразование.
Введение.
Магнитоимпульсное формообразование относится к методам обработки давлением. По технологическим параметрам этот вид обработки близок к электровзрывному формообразованию. Сила, вызывающая деформацию, создается за счет электромагнитных эффектов непосредственно в самой заготовке, выполненной из электропроводного материала.
В данном случае никаких промежуточных рабочих сред для передачи механических усилий на заготовку не требуется. Схема метода показана на рисунке 9.1
Рисунок 9.1 – Схема магнитоимпульсного формообразования:
1 – выпрямитель; 4 – обмотка возбудителя;
2 – батарея конденсаторов; 5 – заготовка;
3 – переключающее устройство; 6 – матрица.
От выпрямителя 1 заряжается батарея конденсаторов 2, в электрическом поле которых к началу обработки накапливается энергия:
(9.1)
где: С – емкость батареи конденсаторов, Ф;
Uc – напряжение на обкладках конденсаторной батареи, кВ.
Емкость батареи достигает 100 мкФ, Uc – десятков киловольт.
С помощью переключающего устройства 3 заряженная батарея конденсаторов подсоединяется к обмотке 4 возбудителя, предназначенного для создания магнитного поля определенной пространственной конфигурации.
Конденсаторы в течение очень короткого времени разряжаются на обмотку возбудителя, максимальная сила разрядного тока I достигает сотен и тысяч килоампер.
В окрестности возбудителя, где установлена заготовка 5, создается быстроизменяющееся магнитное поле, которое приводит к возникновению электромагнитной силы Fэ. Эта сила вызывает деформацию листовой заготовки, которая принимает форму матрицы 6.
Таким образом, в данном процессе энергия электрического поля конденсаторов преобразуется в энергию магнитного поля возбудителя, а затем в работу деформации заготовки и частично в теплоту.
Формообразование протекает очень быстро. Время операции определяется в основном длительностью зарядки конденсаторов и вспомогательным временем на замену заготовок.
Установка для магнитоимпульсной обработки (МИО) во время деформации заготовки не взаимодействует с внешней средой, время обработки длится 100 мкс.
МИО применяется для изготовления деталей толщиной менее 3 мм из листовых заготовок из стали, латуни, алюминия, меди и даже из сплавов с малой пластичностью.
Первая установка была создана академиком П.Л. Капица в 20-х годах ХХ столетия. На этой установке удалось достичь напряженности магнитного поля Н=107 А/м.
В конце 50-х – начале 60-х годов были построены исследователями установки, создающие магнитные поля с напряженностью Н=109 А/м.
Одновременно в СССР и США разрабатывались устройства промышленного назначения МИО для технологических целей.
Достоинства магнитоимпульсного формообразования:
- простота оборудования;
- отсутствие инструмента;
- возможность получения деталей сложной конфигурации;
- отсутствие движущихся узлов;
- простота автоматизации процесса;
- отсутствие рабочей среды;
- нет необходимости герметизировать рабочее пространство;
- формообразование можно проводить через непроводящую оболочку.
Однако требуется тщательное обоснование применения данного метода, поскольку силы, вызывающие деформацию, существенно зависят от физико-химических и геометрических свойств заготовки. [7]