Расширение технологических возможностей операций и оборудования магнитно-импульсной штамповки

• Автор: Селищев, Валерий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 227 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Анализ методов расчета электромагнитных процессов в задачах
магнитно-импульсной штамповки
1.2. Определение основных параметров процесса МИШ
1.3. Исследование процессов МИШ с помощью ЭВМ
1.4. Использование различных режимов разряда и форм импульсов давления
в ПРОЦЕССАХ МИШ
1.5. Основные выводы по разделу
1.6. Цель и основные задачи исследования
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ «ОБОРУДОВАНИЕ - ИНСТРУМЕНТ - ЗАГОТОВКА» ДЛЯ ТИПОВЫХ ОПЕРАЦИЙ МИШ
2.1. Моделирование технологической операции
2.1.1. Связь между напряжениями и деформациями при магнитно-импульсной штамповке
2.1.2. Математическая реализация упругопластических переходов
2.1.2. Обеспечение устойчивости решения системы уравнет

2.1.4. Сравнение результатов с аналитическим решением
2.1.5. Вычисление работы деформации
2.2. Электромагнитные параметры системы «индуктор-заготовка»
2.2.1. Особенности расчета индуктивности индукторов
2.2.1.1. Расчет индуктивностей индуктора при низкой и высокой частотах
2.2.1.2. Индуктивность кругового кольца кругового сечения
2.2.1.3. Индуктивность витка из полого провода круглого сечения
2.2.1.4. Индуктивность витка прямоугольного сечения
2.2.2. Расчет индуктивностей системы «индуктор - заготовка»
2.2.2.1. Индуктивности индуктора и заготовки с учетом их линейных размеров
2.2.2.2. Определение индуктивности с использованием полиномов
2.2.2.3. Расчет взаимной индуктивности
2.2.3. Определение активных сопротивлений системы «индуктор-заготовка»

2.3. Расчет электромагнитных и силовых параметров системы «индуктор-заготовка» при штамповке ИМП
( 2.3.1. Основные гипотезы
2.3.2. Построение математической модели электромагнитных процессов
2.3.3. Решение системы уравнений
2.3.4. Вычисление объемных сил
2.4. Моделирование и расчет параметров оборудования
2.4.1. Анализ схемных решений оборудования
2.4.2. Синхронное формирование импульсов управления
многоблочных установок
2.4.3. Независимое управление многоблочными установками
2.4.4. Перспективные схемы МИУ
2.4.4.1. Блочно-модульная компоновка оборудования
2.4.4.2. Формирование униполярного импульса
2.4.4.3. Вариант исполнения шунтирующей цепи
2.5. Разработка электромеханической модели системы
«ОБОРУДОВАНИЕ-ИНСТРУМЕНТ-ЗАГОТОВКА»
2.5.1. Основные положения
2.5.2. Математическое моделирование процесса раздачи
трубчатой заготовки
2.5.3. Допущения при моделировании
2.5.4. Основные математические зависимости
2.5.5. Методы формирования математической модели
2.5.6. Численная реализация метода переменных состояния
2.5.7. Формирование матрицы Якоби модели
2.6. Основные результаты и выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЕРАЦИЙ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ШТАМПОВКИ ТРУБЧАТЫХ ЗАГОТОВОК
3.1. Применение машинного эксперимента для получения математических моделей процессов МИШ
3.1.1. Основные положения теории планирования эксперимента
3.1.2. Итеративные методы поиска оптимума
3.2. Исследование операции раздачи ИМП
3.2.1. Реализация многофакторного эксперимента и анализ результатов
3.3. Общие результаты и выводы

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ШТАМПОВКИ
4.1. Образцы и экспериментальная оснастка
4.2. Оборудование-и аппаратура
4.3. Измерение разрядного тока
4.4. Результаты экспериментов и их анализ
4.5. Общие результаты и выводы
5. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ
«ОБОРУДОВАНИЕ ИНСТРУМЕНТ-ЗАГОТОВКА»
5.1. Управление формой импульса давления
5.1.1. Деформирование заготовки неравномерным магнитным полем
5.1.2. Дискретное изменение параметров разрядного контура в процессе формоизменения заготовки
5.2. Исследования режимов функционирования системы и форм импульса
ДАВЛЕНИЯ ПРИ РАЗДАЧЕ ТРУБЧАТЫХ ЗАГОТОВОК
5.2.1. Раздача заготовок из алюминия АМг2М
5.2.2. Пути повышения эффективности операции раздачи
трубчатых заготовок
5.3. Алгоритм проектирования технологии и оборудования
процессов МИШ
5.4. Опыт внедрения технологии и оборудования МИШ
5.4.1. Разработка технологического процесса изготовления
конической детали
5.4.2. Проектирование оборудования
5.5. Общие результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

2. Разработка математической модели системы «оборудование - инструмент - заготовка» для типовых операций МИШ
2.1. Моделирование технологической операции
Технологические операции магнитно-импульсной штамповки (МИШ) выполняются по трем основным схемам: обжим, раздача и плоская штамповка. По первым двум ведется обработка трубчатых заготовок, по третьей - штамповка из листового материала или из трубчатых деталей большого диаметра (правка, пробивка отверстий и др.).
При обжиме обрабатываемую трубчатую заготовку помещают внутри спирального индуктора соленоидного типа. Формообразующие операции по схеме обжим осуществляют на оправках соответствующей формы. Формовкой на оправках можно обжимать трубы с одновременным нанесе-нием внутренней резьбы, получением канавок, фасонной поверхности или пробивкой отверстия.
Для обработки трубчатых заготовок по схеме "раздача" индуктор помещают внутрь заготовки, а саму заготовку - внутрь разъемной матрицы, которую изготавливают из металла или из пластика. По этой схеме производят также отбортовку, получают кольцевые и продольные канавки, осуществляют вырубку, чеканку рисунка и др.
Сборочные операции, в основе которых лежит обжим, осуществляются непосредственно на деталях. Процесс соединения металлических деталей применяется при стыковке труб, сборке ряда соединений, для получения герметичных соединений, при запрессовке колец в тело поршня, сборке наконечников с тросами и канатами и др. Способом МИШ по схеме "обжим" можно соединять также металлические детали с керамикой, стеклом, пластмассой и другими хрупкими деталями.