Электрогидравлический эффект в листовой штамповке - Мазуровский Б.Я.
Скачать (прямая ссылка):
Для принятых ранее условий Pn — Рж и АУЖ = Vn —
P V ж
, где Ем —~ объемны:! модуль упругости жидкости,
а Гж — объем жидкости. Учитывая эти отношения, из равенства (3.14) найдем давление в камере
р= |/JV>(v-I)
(1 + v) 2
Для воды можно принять Еж » 2,1 • 109 Н/м2, а для парогазовой полости V = 4/3. Тогда
P да 2,45. 104 Y-тг1- (3.15)
Расчет давлений по этой формуле для объемов 4; 1 и 0,2 л дает при энергии в импульсе 20 кДж соответственно 550 • 10г>; UOO • 105 и 2450 • 103 Н/м2.
В действительности давление отличается от расчетного в связи с тем, что при выводе формулы принят ряд допущений. Оценка давлений, получаемых при ЭГ штамповке на прессах Tl220 и Т1223, по величине радиусов закруглений различных Деталей с использованием формулы (3.13) показывает, что для Разных объемов необходимо вводить поправочные коэффицм
к разных значений от 0,5 до 1:
'10 3' м3 0.1 0.5 1,0 2,0 4,0
k 0,5 0,6 0,7 0,3 0,9
Расчетная формула при этом примет вид
P^k . 2,45 • 10* }
f W0
V
ж
(3.1
Приведенная выше зависимость позволяет ориентирово1
определять возможность получения деталей при штамповке основной схеме на прессах Т1220, Т1223 и Т1226.
Увеличение коэффициента к с увеличением объема каме видимо, связано с тем, что изменения в условиях расширен парогазовой полости в ограниченном объеме направлены ростом 1/ж в сторону условии расширения полости в откры объеме. При этом увеличивается значение инерционных сжимаемой жидкости для создания давления.
Давление на заготовку при штамповке по схеме метан жидкости, которое возникает в результате резкого ее тор женпя во время удара о заготовку, может быть определено формуле М. Е. Жуковского [47], выведенной для о преде ния давления при гидравлическом ударе P = P1^1C1 или сколько точнее, с учетом характеристик преграды і
P
9lCl + Рзс2
где P1, р2 — плотность соответственно жидкостл и матери заготовки, V1 — скорость потока жидкости, C1 и C2 — скоро звука соответственно в жидкости и в преграде (заготов В общем случае необходимо учитывать неравномерно распределения скорости жидкости в выходном сечении кам [55]. Однако эксперименты, проведенные по использова схемы метанием жидкости для рельефной формовки (худож венной чеканки сувенирных изделий размерами до 100 мм), прессах Т1220 и Т1223, показали примерно равную четк рельефа по всей поверхности детали при использовании линдрических камер с высотой Я, примерно равной диамет (см. рис. 4). На основании этих экспериментов можно сдел вывод, что при таких соотношениях размеров камеры давле. по поверхности заготовки распределяется примерно равном но и, следовательно, можно условно считать, что и скор также равномерно распределена по сечению камеры. В эп случае, зная КПД перехода запасаемой энергии в кинети скую энергию потока жидкости, можно определить ее скоро для цилиндрических камер:
V
pSH
где т) — КПД перехода запасенной энергии в кинетичес энергию жидкости; H — расстояние отсвободной поверхно жидкости до межэлектродного промежутка.
Оценка давлений, получаемых при пробивке по этой схе-
vleHa прессах Т1220 и Т1223 с диаметром выходного отверстия *.аМеры до 100 мм, показала, что для технологических расче-к0в КПД можно принимать равным 0,2. В данном случае т| = ^ 0,2 принято в соответствии с экспериментальными данными ^величине зафиксированного давления и не только устанавливает КПД перехода W0 в кинетическую энергию жидкости, но и учитывает кроме потерь демпфирующее влияние воздуш-jj0fi прослойки, упругопластических деформаций заготовки, упругих деформаций станины пресса и т. д. В разрядных готовках прессов T1220 и T1223 можно пренебречь объемом вод-дЬ1і находящимся между изолятором и разрядным промежут-
к0м. Тогда HS ж 1/ж.
Подставляя зависимость для определения скорости жидкости в формулу М. Е. Жуковского, получаем зависимость для определения давления при технологических расчетах применительно к схеме штамповки метанием воды в оснастке без
конических концентраторов при штамповке детален размерами до 100 мм в плане на прессах Т1220 и Т1223:
Следует подчеркнуть, что эта зависимость применима только для прессов Т1220 и Т1223, на которых установлена предусмотренная их конструкцией коаксиальная разрядная головка, при экспериментальном подборе оптимального разряд-
ного промежутка и оптимального зазора между водой и заготовкой.
На другом оборудовании и при использовании других разрядных головок КПД перехода энергии в кинетическую гидропотока будет отличаться, следовательно, будут различаться величины получаемого давления.
Штамповка на прессах больших энергий T1229, Т1229А, «Удар-16К» и Т1232, имеющих максимальную энергию в импульсе 80 и 160 кДж, характеризуется выделением энергии в больших объемах, что не позволяет брать за основу механизм квазистатического нагружения. В этих прессах, по всей видимости, основную долю в нагрузке на последних калибрующих импульсах составляет давление от действия ударной волны. Для определения возможности получения детали расчетным пУтем необходимо или решать дифференциальное уравнение Движения заготовки при известных параметрах ударной вол-!1ы> которые требуется также рассчитывать ввиду отсутствия Этих данных в характеристиках прессов, или проводить более гРубую оценку по величине требуемого статического давле-Нця, сравнивая егос эквивалентным давлением, которое может
