Устройство для магнитно-импульсной обработки металлов

 

Использование: при обработке металлов с помощью магнитных полей в судостроении, автомобилестроении и в производстве летательных аппаратов. Сущность изобретения: устройство со- . держит однослойную спираль и сменный промежуточный элемент, индуктивно связанный со спиралью и заготовкой и выполняемый, например, в виде кольца, имеющего сквозную щель вдоль образующей. При этом, промежуточный элемент имеет две равноудаленные друг от друга равнотолщинные стенки, имеющие одинаковую ширину и электрически соединенные в зоне щели, а концы промежуточного элемента в зоне щели имеют прямоугольные выступы 5 и пазы 6, выполненные таким образом, чтобы выступы одного конца соответствовали пазам другого. 7 ил.

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ся) s

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

r10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ ССОР (21) 4719295/27 (22) 05.06.89 (46) 15.09.92. Бюл. V 34 (71) Научно †исследовательск институт технологии машиностроения (72) Н,А.Карандашев, P.Ë.Новобратский, М.А,Лубнин и А,10.Ларионов (56) Белый И.В., Фераик С.М., Хименко Л.Т. Справочник по магнитно-им, пульсной обработке металлов. Харьков

"Вища школа", 1977, с. 100-101, рис. 54а. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ, МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ 11ЕТАЛЛОВ (57) Использование: при обработке металлов с помощью магнитных полей в судостроении, автомобилестроении и в "

Изобретение относится к обработке металлов давл ением, в частности к обработке металлов с помощью магнитных полей, и может быть использовано в судостроении, автомобилестроении и в производстве летательных аппаратов.

11звестйы конструкции индукторов с цилипдрическими и плоскими спиралями, геометрия которых приближена к форме обрабатываемой зоны заготовки.

Витки спиралей таких индукторов расположены в один слой и каждый виток взаимодействует с соответствующим участком заготовки. Для лучшего взаимодействия индуктора с заготовкой стремятся к обеспечению минимального зазора между заготовкой и индуктором, так как в противном случае увеличивается рассеивание магнитного потока

„„SU „„1761343 А1 производстве летательных аппаратов.

Сущность изобретения: устройство содержит однослойную спираль и сменный промежуточньи. элемент, индуктивно связанный со спиралью и заготовкой и выполняемый, например, в виде кольца, имеющего сквозную щель вдоль образующей. При этом, промежуточный элемент имеет две равноудаленные друг от друга равнотолщинные стенки, имеющие одинаковую ширину и электрически соединенные в зоне щели, а кон- цы промежуточного элемента в зоне щели имеют прямоугольные выступы 5 и пазы 6, выполненные таким образом, чтобы выступы одного конца соответствовали пазам другого. 7 ил . и, как следствие этого, снижение КПД установки и уменьшается давление на заготовку. Многовитковые индукторы многократного использования сложны в изготовлении и поэтому изготовлейие специализированного индуктора для каждого диаметра заготовки невыгодно, Особенно сложно применение таких индукторов для .=..=. готовок со ступенчатой поверхностью (например, трубы с кольцевыми ребристыми выступами).

В этом случае дпя одной заготовки требуется как минимум два индуктора.

Прототипом предлагаемого решения является многоступенчатая индукторная система, в которой деформироваяие заготовки осуществляют через промежуточный элемент, индуктивно связанный с рабочей обмоткой. Этот ,промежуточный элемент называется

t 761343 концентратором магнитного поля и представляет собой массивную металлическую болванку со сквозным металлическим отверстием и сквозной радиаль5 ной целью на боковой-поверхности.

Одна цилиндрическая поверхность взаимодействует со спиралью индуктора, а другая — с обрабатываемой поверхностью заготовки. При прохождении разрядного тока по спирали индук-. тора на поверхности концентратора на водится ток самоиндукции, который по поверхности щели перетекает на поверхность, прилегающую к заготовке.

При этом направление тока на этои поверхности совпадает с направлением тока в спирали индуктора. Таким образом, концентратор как бы смещает поле индуктора в сторону заготовки. 20

Такие концентраторы нередко применяют как сменные .вкладыши индуктора, позволяющи е использовать их для заготовок различного диаметра, в том числе и для заготовок со ступенчатой 25 поверхностью. У таких концентраторов поверхность, прилегающая к спирали индуктора, выполняется гладкой. Сменные концентраторы имеют простую конструкцию и их изготовление значительно проще, чем спирального индуктора, что расширяет возможности маг- . нитно-импульсной штамповки, Однако, таким концентраторам присущ целый ряд недостатков;

° Ю концентраторы представляют собой толстостенную монолитную втулку слож.ной конфигурации. Несмотря на наличие щели поверхность, которая взаимодействует со спиралью индуктора

I и поверхность, взаимодействующая с заготовкой, электрически соединены между собой по всему периметру, что приводит к сложному распределению на- . веденного тока и спрямлению тока в зоне щели. Это вызывает рассеивание магнитного поля, возникновением неравномерности давления магнитного поля в зоне, щели.

Ж

Такие концентраторы имеют. ограниченную область применения: они наиболее эффективны дпя обжима трубных заготовок реже используются для плос

55 ких заготовок и практически не применяются для раздачи трубных заготовок из-за крайне неблагоприятного распределения наведенного тока; на изготовление концентратора расходуется много металла и довольно большой процент его уходит в стружку; обработка заготовок со ступенчатой поверхностью таким концентратором возможна только с одной стороны коль— цевого ребра.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и уменьшение металлоемкости.

Поставленная цель достигается тем что в устройстве для магнитно-имЭ

L пульсной обработки металлов, содержащем однослойную спираль и сменный промежуточный элемент, смонтированный коаксиально спирали и выполненный в виде кольца со сквозной щелью вдоль образующей, этот элемент вы.полнен в виде двух равноудаленных от второй стенок с одинаковой шириной и толщиной, при этом одна из стенок размещена со стороны спирали, а стенки выполнены в контакте одна с второй в зоне щели.

На фиг.1 показан промежуточный элемент для цилиндрических спиралей и заготовок, на.фиг.2 — то же, для плоской спирали и заготовки, на фиг.3 — устройство для магнитно-импульсной обработки цилиндрической заготовки по схеме "обжим", на фиг.46 — примеры использования промежуточных элементов для обработки заготовок. со ступенчатой поверхностью (имеющих кольцевые ребра) при обработке по схемам: раздача, обжим и плоская штамповка, на фиг.7 — конструктивное выполнение концов промежуточного элемента для выравнивания магнитного поля в зоне щели, где стрелками показаны пути токов в стенке, ближайшей к заготовке.

Принцип работы предлагаемого уст— ройства аналогичен указанному в прототипе. При прохождении импульсноro тока по спирали индуктора 1 в проме жуточном элементе 2 на стенке, ближайшей к спирали индуктора, наводится ток самоиндукции, который через перемычку в зоне щели 3 перетекает на стенку, прилегающую к заготовке 4.

Таким образом, по поверхности, прилегающей к заготовке, ток проходит того же направления, что и ток в спирали индуктора. Промежуточный элемент выполняется из листового материала с толщиной, равной или близкой глубине проникновения магнитного поля н мат»5

1 7613 риал листа. Глагодаря тому, что стенки имеют электрический контакт только в зоне щели, весь ток, наведенный на поверхности прилегающей к спира—

У

5 ли индуктора, полностью перетекает на поверхность, прилегающую к заготовке.

В отличие от прототипа в данном решении непосредственно с заготовкой помимо проиежуточного элемента может взаимодействовать и часть спирали индуктора. Это особенно выгодно при об— работке заготовок, имеющих ступенча-. тую поверхность. В этом случае промежуточный элемент располагается по одной из сторон выступа. При необходимости обработки заготовки по другой стороне выступа, туда устанавливается еще один промежуточный элемент. Этот 20 вариант представлен на фиг.4 — 6. Такое конструктивное решение позволяет легко собирать и разбирать технологическую схему для выполнения фор-! иовочной операции. 25

В случае необходимости получения более однородного поля используют .промежуточный элемент, концы которого в зоне щели имеют чередующиеся выступы 5 и впадины б. Это одновре- ЗО менно позволяет расширить диапазон применения промежуточного элемента, т.к. в пределах глубины паза (высоты выступа) можно менять периметр промежуточного элемента, а со35 ответственно, и диаметр °

Предлагаемая конструкция промежуточного элемента обеспечивает: требуемую конфигурацию тока, оди-. наковую эффективность для любой схеиы обработки: обжим, раздача, плос-. кая штамповка, уменьшение неравномер

I ности магнитного поля в зоне щели, возможность обработки заготовок со ступенчатой поверхностью, При этом обеспечивается обработка кольцевого ребра (выступа) и цилиндрических поверхностей по обе стороны вытупа, более высокую универсальность при использовании его дпя обработки цилиндрических заготовок: один и тот же промежуточный элемент может быть использован и. в спирали индуктора на обжим и в спирали индуктора для раздачи и соответственно для двух диаметров заготовок.

Возможность изменения диаметра промежуточного элемента дополнительно позволяет расширить диапазон обрабатываемых диаметров заготовки.

Формула изобретения

Устройство для магнитно-импульс,ной обработки металлов, содержащее ,:однослойную спираль и сменный промежуточный элемент, смонтированный ко аксиальпо спирали и выполненный в виде кольца со сквозной щелью вдоль образующей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей и уменьшения металлоемкости, промежуточный элемент выполнен в виде двух равноудаленных оцна от второй стенок с одинаковой шириной и толщиной, при этом одна из стенок размещена со стороны спирали, а стенки выполнены в контакте одна со второй в зоне сквозной щели.

1761343

Составитель Н.Карандашев

Редактор Н,Сильнягина Техред М.Моргентал Корректор М.Андрушенко

Заказ 3213 Тираж Подписное

ВИЙИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101