Способ изготовления индуктора для магнитно-импульсной обработки металлов и приспособление для изготовления индуктора гибкой



Способ изготовления индуктора для магнитно-импульсной обработки металлов и приспособление для изготовления индуктора гибкой
Способ изготовления индуктора для магнитно-импульсной обработки металлов и приспособление для изготовления индуктора гибкой
Способ изготовления индуктора для магнитно-импульсной обработки металлов и приспособление для изготовления индуктора гибкой
Способ изготовления индуктора для магнитно-импульсной обработки металлов и приспособление для изготовления индуктора гибкой

 


Владельцы патента RU 2465088:

Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева" (RU)

Изобретение относится к технологическому оборудованию для обработки давлением цилиндрических заготовок с использованием магнитных средств. Выполняют токопроводящую спираль в виде единой плоской заготовки, которую формируют с образованием контуров токопроводящих пластин. В каждой пластине между контуром и центральным отверстием выполняют отверстия и пазы так, чтобы условная линия токов проходила по всему контуру пластины. Крайние токопроводящие пластины оснащают токовыводами подключения, расположенными параллельно друг другу, а смежные соединяют перемычками с образованием токопровода. Перемычки в местах, равноудаленных от осей центральных отверстий, совпадающих между собой, сгибают по радиусу. Затем рабочие поверхности токопроводящих пластин электрически изолируют с перекрытием по их внутренним и внешним контурам и сжимают до соприкосновения. Приспособление содержит основание с закрепленной на нем платой с выемками для установки токопроводящей пластины, гибочный механизм, выполненный в виде связанной с рычагом шарнирно установленной на стойке основания полочки, имеющей выемку под токопроводящую пластину с перемычкой, и цилиндрического пальца, расположенного в зоне гиба перемычки токопроводящей пластины, имеющего ось, совпадающую с осью шарнира и перпендикулярную оси рычага, и диаметр, обеспечивающий изгиб перемычки по радиусу. Расширяются технологические возможности при уменьшении стоимости. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к технологическому оборудованию для обработки давлением цилиндрических заготовок с использованием магнитных средств.

Основным элементом индуктора для магнитно-импульсной обработки является электропроводящая спираль, эффективность которой зависит от ее индуктивности, которая прямо пропорциональна количеству витков спирали.

Из научно-технической литературы известны импульсные соленоиды биттеровского типа, В.Р.Карасик, «Физика и техника сильных магнитных полей», М.: Наука, 1964 г., стр.134-136, рис.54, содержащие набор последовательно электрически соединенных металлических дисков, имеющих радиальный вырез от внутреннего отверстия до периферии и изолированных друг от друга прокладками и дисками, металлические диски и изоляция образуют при сборе двойную спираль, имеющую предварительное осевое сжатие.

Данной конструкции присуща недостаточная механическая прочность применяемой накладной изоляции. Это можно преодолеть, изготовив кольца из прочного металла, однако более прочные металлы (например, высокопрочная сталь) имеют более высокое электрическое сопротивление, что ведет к снижению КПД индуктора, т.к. часть энергии импульсного магнитного поля идет на образование тепла. Кроме того, нагрев спирали может дойти до температуры, которую не выдержит изоляция.

Еще один путь к преодолению этого недостатка - увеличение толщины металлических дисков и изоляции, что, в свою очередь, также приведет к уменьшению КПД и увеличению размера индуктора.

Из патентной литературы известен разъемный индуктор обжима, частично решающий вышеуказанные проблемы. Он содержит два ряда изолированных полувитков, последовательно электрически соединенных в пространственную спираль и выполненных в виде плоских пластин с нанесенной на них изоляцией и выступами для электрического соединения пластин в спираль, причем пластины первого ряда смещены относительно пластин второго ряда на толщину пластины с нанесенной на нее изоляцией, а выступы пластин первого ряда установлены в контакте с выступами пластин второго ряда (а.с. №1766559, В21D 26/14).

Предложенная в этом изобретении организация пространственной спирали не обеспечивает достаточную площадь контакта между пластинами, отнесенную к их толщине с изоляцией. Это ведет к уменьшению плотности витков по длине обрабатываемой детали, что влияет на плотность импульсного магнитного поля и увеличивает количество потребляемой энергии.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению можно считать способ изготовления индуктора для магнитно-импульсной обработки металлов, по заявке №2009117232 от 20.10.10 г., по которой принято решение о выдаче патента.

В соответствии с этим решением электропроводящую спираль выполняют в виде единой плоской заготовки, которую формируют так, что образуют контуры токопроводящих пластин, в каждой из которых между контуром и центральным отверстием выполняют отверстия и пазы так, чтобы условная линия токов проходила по всему контуру пластины, крайние токопроводящие пластины оснащают токовыводами подключения, расположенными параллельно друг другу, а смежные соединяют перемычками, образуя токопровод, сгибают в местах перемычек по линиям сгиба, равноудаленным от осей центральных отверстий, совпадающим между собой, затем рабочие поверхности токопроводящих пластин электрически изолируют с перекрытием по их внутренним и внешним контурам и сжимают до соприкосновения.

Электропроводящая спираль, полученная предложенным способом, ненадежна.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, заключается в создании универсального и эффективного многовиткового индуктора.

Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления индуктора для магнитно-импульсной обработки металлов, при котором электропроводящую спираль выполняют в виде единой плоской заготовки, которую формируют так, что образуют контуры токопроводящих пластин, в каждой из которых между контуром и центральным отверстием выполняют отверстия и пазы так, чтобы условная линия токов проходила по всему контуру пластины, крайние токопроводящие пластины оснащают токовыводами подключения, расположенными параллельно друг другу, а смежные соединяют перемычками, образуя токопровод, сгибают в местах перемычек по линиям сгиба, равноудаленным от осей центральных отверстий, совпадающим между собой, затем рабочие поверхности токопроводящих пластин электрически изолируют с перекрытием по их внутренним и внешним контурам и сжимают до соприкосновения, каждая перемычка для соединения смежных пластин выполнена с возможностью обеспечения радиуса гиба, необходимого для надежной эксплуатации индуктора.

Для решения поставленной задачи предлагается приспособление для изготовления индуктора, содержащее основание с закрепленной на нем платой с выемками для установки токопроводящей пластины, гибочный механизм, выполненный в виде связанной с рычагом шарнирно установленной на стойке основания полочки, имеющей выемку под токопроводящую пластину с перемычкой, и цилиндрического пальца, расположенного в зоне гиба перемычки токопроводящей пластины, имеющего ось, совпадающую с осью шарнира и перпендикулярную оси рычага, и диаметр, обеспечивающий радиус гиба перемычки.

На фиг.1 представлена схема индуктора для магнитно-импульсной обработки, на фиг.2 - электропроводящая спираль, выполненная в виде единой плоской заготовки, токопроводящие пластины которой имеют, например, прямоугольную форму; на фиг.3 - электропроводящая спираль, полученная в результате гибки в специальном приспособлении, на фиг.4 - специальное приспособление для изготовления индуктора.

Основным элементом конструкции индуктора 1 для магнитно-импульсной обработки является электропроводящая спираль, которая выполняется в виде ряда токопроводящих пластин 31, 32, 33, 34, в центре каждой пластины выполняют отверстие 4 и радиальную щель 5, которую в смежных пластинах 31, 32 располагают с поворотом на заданный угол вокруг единой оси 6 их центральных отверстий 4.

Токопроводящие участки смежных пластин 31, 32, расположенные с разных сторон от радиальной щели 5, электрически соединяют между собой.

Электропроводящую спираль 2 выполняют в виде единой плоской заготовки 8, которую формируют так, что образуют контуры токопроводящих пластин 31, 32, 33, 34, крайние из которых, например 31, 34, оснащают токовыводами подключения 10 и 11, расположенными параллельно друг другу, а смежные 31, 32 соединяют перемычками 12 таким образом, что получают токопровод.

Смежные токопроводящие пластины 31, 32 заготовки 8 сгибают в местах перемычек 12 по линиям сгиба 13, равноудаленным от осей 6 центральных отверстий 4.

При этом токопроводящие пластины 31, 32, 33, 34 ориентируют таким образом, чтобы токовыводы подключения 10 и 11 оказались в одной плоскости, а оси 6 их центральных отверстий 4 совпали между собой.

В каждой токопроводящей пластине 31, 32, 33, 34 между ее контуром и центральным отверстием 7 выполняют отверстия 14 и пазы 15 так, чтобы условная линия токов проходила по всему контуру пластин 31, 32, 33, 34.

Для изготовления индуктора предлагается конструкция приспособления, содержащего основание 16 с закрепленной на нем платой 17 с выемками 18 для установки одной из смежных токопроводящих пластин, например 31.

Гибочный механизм специального приспособления состоит из связанной с рычагом 19 шарнирно 20 установленной на стойке 21 основания 16 полочки 22, имеющей выемку 23 под другую смежную токопроводящую пластину, например 32, и цилиндрического пальца 24, расположенного в зоне гиба 13 перемычек 12 и имеющего ось 25, совпадающую с осью шарнира 20 и перпендикулярную оси рычага 19, и диаметр, обеспечивающий радиус гиба перемычки.

Смежные токопроводящие пластины 31, 32 устанавливаются: одна в выемку 18 платы 17, а другая в выемку 23 полочки 22, и закрепляются в них.

Затем при помощи рычага 19 полочка 22 поворачивается относительно оси шарнира 20 до соприкосновения с платой 17. При этом оси 6 центральных отверстий 4 токопроводящих пластин 31, 32 совмещают между собой, а перемычка 12 огибает палец 24, при этом диаметр пальца 24 обеспечивает радиус гиба, необходимый для надежной эксплуатации индуктора 1.

Заявителем проверена работоспособность индукторов, изготовленных предложенным способом и с использованием специального приспособления, в большом диапазоне размеров и форм токопроводящих пластин (круглые, квадратные, прямоугольные и т.п.), а также с применением различных токопроводящих и изоляционных материалов. В процессе отработки подтверждена их высокая эффективность.

Использование предлагаемого технического решения при изготовлении индукторной оснастки для магнитно-импульсной обработки материалов позволит:

- производить высокоэффективную обработку деталей сложной формы;

- достичь универсальность индукторов при использовании их как для операций обжима, так и раздачи;

- обеспечить высокую технологичность при уменьшении стоимости.

1. Способ изготовления индуктора для магнитно-импульсной обработки металлов, включающий выполнение токопроводящей спирали в виде единой плоской заготовки, которую формируют из соединенных перемычками токопроводящих пластин, в каждой из которых между ее контуром и центральным отверстием выполняют отверстия и пазы так, чтобы условная линия токов проходила по всему контуру пластины, крайние токопроводящие пластины оснащают токовыводами подключения, расположенными параллельно друг другу, пластины сгибают в местах перемычек с совмещением осей центральных отверстий, затем рабочие поверхности токопроводящих пластин электрически изолируют и сжимают до соприкосновения, отличающийся тем, что сгибание пластин в местах перемычек осуществляют с помощью гибочного механизма с цилиндрическим пальцем, предназначенным для его огибания по радиусу перемычками.

2. Приспособление для изготовления индуктора для магнитно-мпульсной обработки металлов, содержащее основание с закрепленной на нем платой с выемками для установки одной токопроводящей пластины, гибочный механизм, выполненный в виде связанной с рычагом шарнирно установленной на стойке основания полочки, имеющей выемку под другую токопроводящую пластину, соединенную с упомянутой перемычкой, и цилиндрического пальца с осью, совпадающей с осью шарнира и перпендикулярной оси рычага, и расположенного в зоне гиба перемычки для обеспечения возможности его огибания перемычкой по радиусу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к технологическому оборудованию для обработки давлением цилиндрических заготовок с использованием магнитных средств.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для магнитно-импульсного прессования изделий из наноразмерных порошковых материалов. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении индукторной оснастки, используемой при магнитно-импульсной обработке материалов.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении оболочковых конструкций с криволинейными рабочими поверхностями. .

Изобретение относится к области физики сверхсильных импульсных магнитных полей, давление которых может быть использовано для изучения свойств вещества при сжатии импульсным давлением и получения веществ с новыми свойствами.

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для магнитно-импульсного обжима длинномерных или имеющих утолщения на концах трубчатых заготовок.

Изобретение относится к технологическому оборудованию для обработки давлением цилиндрических заготовок с использованием магнитных средств. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при соединении конструктивных элементов изделий, например при соединении гибких элементов с наконечниками.
Изобретение относится к области машиностроения. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для соединения изделий с помощью электромагнитного импульса

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении профилированных деталей типа окантовок, каркасов, имеющих сложную геометрическую форму профилей

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в производстве проволоки, полос, труб, прутков круглого и фасонного сечений прессованием, волочением, редуцированием. Осуществляют подачу заготовки в контейнер, который устанавливают на входе в матрицу, создают в нем деформирующую осевую силу и осуществляют перемещение заготовки из контейнера в матрицу, при этом контейнер выполняют в виде статора линейного двигателя, заготовку помещают в статор и придают ей функцию вторичного элемента двигателя, при этом электромагнитное поле двигателя используют для создания деформирующей осевой силы и средства перемещения вторичного элемента - заготовки. На выходе из матрицы на заготовку накладывают дополнительную деформирующую осевую силу с помощью дополнительного линейного двигателя. Снижается трение в контейнере. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технологическому оборудованию для обработки давлением цилиндрических заготовок с использованием магнитных средств. Токопроводящую спираль выполняют в виде единой плоской заготовки, которую формируют из соединенных перемычками токопроводящих пластин в виде многогранников, в каждом из которых между его контуром и центральным отверстием выполняют отверстия и пазы так, чтобы условная линия токов проходила по всему рабочему контуру пластины. Крайние токопроводящие пластины оснащают токовыводами подключения, расположенными параллельно друг другу. Далее пластины сгибают в местах перемычек с совмещением осей центральных отверстий. Затем рабочие поверхности токопроводящих пластин электрически изолируют и сжимают до соприкосновения. При этом минимальное количество формуемых граней многогранника выбирают кратным числу витков изготовляемого индуктора. Отверстия и пазы располагают в вершинах многогранника, поперечное сечение одного из пазов выполняют клинообразным, образующие клин стороны располагают на продолжении обращенных к друг другу сторонах перемычек, перпендикулярных смежным граням многогранника, а его зауженную часть соединяют с центральным отверстием. Повышается надежность и эффективность. 4ил .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при стабилизации геометрии деталей за счет выравнивания остаточных напряжений в их поверхностном слое, в том числе при сложной форме участка обработки. Способ включает обработку детали импульсами тока, осуществляемую индуктором с двухконтурным генератором с индуктивностью и емкостным накопителем. При этом перед обработкой пространство между индуктором и деталью, размещенными во вторичном контуре генератора, заполняют ферромагнитной реологической жидкостью, причем время зарядки емкостного накопителя в первичном контуре генератора устанавливают равным времени затвердевания реологической жидкости, а интервал времени между импульсами ограничивают длительностью нахождения реологической жидкости в затвердевшем состоянии. Изобретение обеспечивает повышение плотности энергии в импульсе до предельного значения в начале пластической деформации материала и повышение коэффициента полезного использования подводимой энергии, а также позволяет ускорить достижение выравнивания остаточных напряжений на всех участках обрабатываемого поверхностного слоя детали. 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к индукторам для магнитно-импульсной обработки. Используют токоподвод коаксильного типа, образованный торцовым токовыводом, выполненным в виде стальной трубы с фланцем, закрепленным на торце спирали индуктора, и изолированно установленном на центральном токовыводе. Предусмотрено дополнительное охлаждение за счет установленной в винтовом пазе полихлорвиниловой трубки для подачи теплоотводящего агента. В результате обеспечивается повышение эксплуатационной стойкости индуктора, понижение индуктивности индуктора, увеличение длины обрабатываемых трубных заготовок за счет повышения жесткости конструкции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к механической обработке давлением, в частности к электромагнитной штамповке трубчатых заготовок, и может найти применение при прессовании резьб на металлических втулках и тонкостенных оболочках. После формовки резьбовой поверхности с помощью импульсного магнитного поля на тонкостенную оболочку воздействуют импульсом, противоположным импульсу, образующему резьбовую поверхность. Повышается технологичность операции снятия тонкостенных оболочек после формовки на них резьбы за счет облегчения их извлечения без нарушения целостности резьбовой поверхности. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технике магнитно-импульсной обработки материалов и может быть использовано для формовки тонкостенных металлических деталей и устранения вмятин преимущественно на элементах летательных аппаратов, а также для обработки, например, стальных листов автомобильных кузовов. Технический результат состоит в снижении пиковых рабочих напряжений, повышении надежности рабочей головки. Устройство содержит электромагнитную систему для создания импульсных магнитных полей в обрабатываемой детали, первичный медленный источник импульсного тока и вторичный быстрый источник импульсного тока. Направление вторичного магнитного поля преимущественно противоположно направлению первичного магнитного поля. Вторичный источник тока генерирует последовательность двух или более импульсов тока. Рабочая головка изготовлена в виде отдельного перемещаемого узла с ручками или держателем для фиксации его положения относительно детали. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области утилизации патронов стрелкового оружия (ПСО), и в частности к технологии разделения пуль на составные части, включающие оболочку, свинцовую рубашку, сердечник, с последующим повторным использованием отдельных частей пули и переработкой других частей в материалы промышленного назначения. Способ демонтажа включает перемещение пули в матрицу, фиксацию ее оболочки относительно матрицы, перемещение пуансоном внутренней части пули относительно матрицы, проталкивание и удаление ее через отверстие матрицы с последующим удалением оболочки из матрицы. Пулю донной частью устанавливают на подвижные упоры матрицы, размещенной внутри статора линейного двигателя, фиксируют оболочку пули относительно матрицы, по крайней мере, двумя симметрично расположенными относительно оси пули диэлектрическими захватами, подают напряжение на статор линейного двигателя, используя создаваемое им электромагнитное поле в качестве пуансона, взаимодействующего с внутренними частями пули, которым придают функцию вторичного элемента линейного двигателя. Нагревают свинцовую рубашку и выталкивают свинцовую рубашку и стальной сердечник в направлении дна пули. Освобождают оболочку пули из захвата и выталкивают ее с помощью электромагнитного поля статора линейного двигателя. Перед демонтажем пули в ее оболочке выполняют отверстие; в процессе демонтажа пули линейный двигатель реверсируют, первоначально обеспечивая перемещение стального сердечника в сторону носика пули, а затем - в сторону ее донной части. Перед демонтажем пули ее перемещают через зону работы линейного двигателя, расплавляя свинцовую рубашку. Техническим результатом является повышение производительности способа и снижение его трудоемкости. 3 з.п. ф-лы, 12 ил.
Наверх