Электрогидравлический эффект в листовой штамповке - Мазуровский Б.Я.
Скачать (прямая ссылка):
Попытки учесть изменения свойств материалов при импульсном деформировании делались в работах В. В. Соколовского и Б. А. Щеглова, но им удалось лишь прийти к выводу о необходимости создания устройств для испытания материалов в условиях реальных импульсных процессов, чтобы потом их можно было учесть. Очевидно, требуется более глубокое и тщательное исследование происходящих при импульсном деформировании процессов, с использованием физики твердого тела и теорий дислокаций и линий скольжения.
Возникающие в жидкости над поверхностью заготовки или внутри трубы импульсы высокого давления при электрогид-
ч
равлическом эффекте вызывают в металле резко локализованные возмущения — волны сжатия зубовидной формы, волновые процессы, пластическую деформацию с высокой скоростью. В материале происходят два противоположных процесса: упрочнение и разупрочнение. Измельчаются зерна, изменяется ориентация кристаллов и межкристаллитных слоев, возникают внутренние напряжения. Энергия деформации превращается в теплоту, начинаются процессы возврата и рекристаллизации, снимаются искажения кристаллической решетки, уменьшаются внутренние напряжения. Чаще процессы разупрочнения отстают и происходит динамическое упрочнение.
В настоящее время делаются попытки на основании теории дислокаций обосновать явление торможения развития очагов разрушения периодическими волнами механических напряжений, изучаются процессы импульсного деформирования с использованием теорий линий скольжения и теплового эффекта. Величина температурного эффекта в случае импульсного деформирования может превышать температуру возврата и рекристаллизации. Теплота работы деформации, сосредоточиваясь в процессе деформирования в районе поверхностей скольжения, может существенно влиять на процесс формоизменения.
К сложностям, обусловленным процессами поведения металлов при импульсном деформировании, следует добавить сложности процессов преобразования энергии, накапливаемой в конденсаторных батареях, в гидродинамические явления и их воздействие на объект обработки.
Электрогпдроимпульсная штамповка, как и многие другие виды обработки и оборудования, развивалась на основе изобретений, а не по классической схеме: от фундаментальных исследований к прикладным и далее к опытно-конструкторским разработкам, серийному производству и внедрению. И несмотря на значительные пробелы в изученности процессов деформирования с помощью электрогидравлического эффекта, в производстве с успехом используется оборудование для электрогидроимпульсной листовой штамповки. Разработан параметрический ряд гаммы электрогидроимпульсных прессов и установок, часть из которых выпускается серийно.
Практиков интересуют предельные возможности деформирования, наиболее оптимальные схемы реализации процесса, схемы и методики расчета технологических процессов, рекомендации по проектированию оснастки, отработке технологии и эксплуатации существующего оборудования.
За период с начала исследований возможности использования электрогидравлического эффекта для листовой штампов-
ки, создания первых опытных образцов оборудования и попыток его использования для производственных нужд до настоящего времени накоплен большой материал. Создание и опыт эксплуатации серийного оборудования — толчок к разработке методик расчета технологических процессов ЭГ штамповки, изучению критериев оценки осуществимости процессов, расширению схем штамповки и изучению их предельных возможностей, поиску оптимальных вариантов технологии и оснастки. За последние годы изучались, например, предельные возможности вытяжки деталей со сферическим дном с точки зрения устойчивости заготовки [78], эффективность использования концентраторов силового поля [23, 56], в том числе подвижных концентраторов [56], испытывались и внедрялись различные схемы штамповки: метанием жидкости, метанием заготовки, вытяжка из разнотолщннных заготовок, вытяжка с присоединенной массой, двухпереходная вытяжка с предварительным набором материала, пробивка с одновременной отбортовкой, штамповка через эластичные диафрагмы подогретых заготовок и т. д. Большое внимание уделялось исследованию процесса электрогндроимпульсной калибровки сварных оболочек и созданию специализированного оборудования [41, 88, 89, 119, 123, 128].
Экспериментальные данные, учет опыта по расширению номенклатуры штампуемых деталей на многих предприятиях и опыта эксплуатации оборудования позволяют в настоящее время сделать обобщение накопленного материала в области листовой штамповки электрогидравлическим эффектом. Накопленный значительный опыт исследований и разработок технологических процессов и оборудования с использованием электрогидравлического эффекта обобщен в работе [88], где охвачен широкий круг вопросов. Электрогидронмпульсная запрессовка более подробно рассмотрена в монографин [74]. Листовая штамповка с использованием электрогидравлического эффекта освещена в отдельных статьях различных сборников и журналов [7, 36, 70, 72, 73, 79, 106, 120, 122, 123].
Большой материал по результатам исследований механизмов нагружения заготовок при ЭГ разряде в воде, оптимизации энергетических параметров, влияния форм камер на эффективность нагружения изложен в книге В. Н. Чачина [114]. Однако основное внимание в ней уделено исследования процессов взаимодействия жидкости и заготовки. Книга содержит много полезного материала, но вопросы технологии, разработки оснастки, эксплуатации оборудования, на наш взгляд, рассмотрены недостаточно.
