Проведенные исследования по определению влияния заряда на характер распределения деформации показывают, что цилиндрический заряд диаметром 0,1 диаметра заготовки является оптимальным для получения качественных деталей. Плоский заряд уменьшает возможность образования складок на боковых поверхностях тонкостенных деталей. Использование вместо сосредоточенного заряда детонирующего шнура позволяет уменьшить количество используемого взрывчатого вещества и максимально приблизить заряд к заготовке.
Производственные исследования показали, что идеальная форма заряда должна соответствовать форме детали. Это позволяет расположить энергоноситель в максимальной близости к заготовке, и при использовании подобных зарядов возникает плоская волна, имеющая большую мощность.
При деформировании сосредоточенным зарядом высота его расположения над заготовкой в большей мере зависит от относительной толщины деталей. Чем больше эта толщина, тем меньше расстояние заряда до заготовки. (0,1-0,3 диаметра заготовки).
Высота расположения заряда подбирается и в зависимости от условий получения максимального изгиба заготовки при минимальной его массе. Кроме того, необходимо обеспечить равномерное формоизменение заготовки, а скорость деформации должна быть меньше критической, связанной с природой металла. Например, для легированных сталей высота расположения заряда должна быть больше, чем для углеродистых сталей. Существует тенденция связывать высоту подвески заряда с проходным сечением матрицы. Некоторые исследователи утверждают, что высота подвески заряда в проходном сечении должна быть в пределах 0,5-1,0 размера проходного отверстия матрицы, ибо увеличение высоты ведет к увеличению массы заряда, а от последнего зависят прочность и габариты технологического оборудования. При определении необходимого уровня воды над заготовкой исходят из рабочего давления. Над заготовкой должен быть такой слой воды, чтобы отраженная волна достигла заготовку за больший промежуток времени, чем ударная волна.
Предотвращение образования складок на детали – одна из важных и наиболее трудных проблем при внедрении гидровзрывного формообразования в промышленность. Для избежания складок в настоящее время рекомендуется применять обычные методы прижима заготовок с помощью винтов, скоб, клиньев и т.п.
Технологическое оборудование при гидровзрывном формообразовании
Основную роль при гидровзрывном формообразовании играет технологическое оборудование, включающее стационарные сооружения для гидровзрывного формообразования, инструментальную оснастку, вспомогательное оборудование и защитные средства. Стационарные сооружения подразделяются на стационарные бассейны разового использования, бассейны-матрицы, бронекамеры и др. Стационарные бассейны нашли наиболее широкое применение и используются при изготовлении большой номенклатуры изделий. Основное стационарное оборудование для гидровзрывного формообразования заготовок должно обеспечить сохранение деформирующей жидкости в очаге деформации; максимальную сейсмозащиту окружающих его промышленных зданий, вспомогательного технологического оборудования и бытовых сооружений; максимальную безопасность обслуживающего персонала; удобство работы, производительность труда; использование средств механизации и автоматизации. Стационарные бассейны выпускают различной геометрической формы: прямоугольные, цилиндрические, в форме усеченного конуса, в форме усеченной пирамиды. Бассейны в соответствии с применяемым материалом подразделяют на металлические, железобетонные, кирпичные и др.
В зависимости от способа монтажа они бывают: вкопанными в землю с фундаментом или без него, смонтированными на поверхности также с фундаментом или без него.
Стационарные сооружения – бассейны обладают некоторыми недостатками: неуправляемое перемещение бассейна, смонтированного на песчаной подушке или цементном основании;
повышенная взрывосейсмическая нагрузка на почву и окружающие сооружения и оборудование;
возможность образования трещин, особенно в бассейнах из кирпича или бетона; искривление стен в результате плохой центровки заряда;
выброс рабочей жидкости; погружение бассейна в землю, если он смонтирован непосредственно на земле.
Эти недостатки могут быть уменьшены, а в некоторых случаях и полностью исключены при расположении стационарного оборудования на амортизаторах в виде винтовых или конических пружин.
Производство изделий деформацией взрывом
Использование энергии взрыва значительно расширяет возможности обработки металлов давлением. Посредством энергии взрыва можно создавать давление от тысяч до миллионов атмосфер. Высокие давления определяют особые условия деформации металла, изменение свойств ( повышение прочности, плотности, твердости), позволяют деформировать материалы, не поддающиеся обработке давлением при обычных скоростях и условиях деформации, и осуществлять сварку разнородных металлов с большой разницей температур плавления. Изменением при деформации взрывом массы и конфигурации заряда, расстояния от заряда до заготовки и других параметров процесса можно получать изделия с заданными механическими свойствами. Применение энергии взрыва при штамповке позволяет не только отказаться в ряде случаев от создания крупногабаритного и дорогостоящего оборудования, но и обеспечить получение изделий с новыми качествами более точными размерами, значительно сократить технологический цикл получения готового продукта и во многих случаях исключить ручные отделочные операции. Особое место занимает применение энергии взрыва для соединения (сварки) разнородных металлов и получения композиционных материалов. Почти все традиционные способы сварки связаны с местным нагревом металла до пластического состояния, а в некоторых случаях – до расплавления.
Возможности сварки металлов взрывом для получения двух - и многослойных материалов не ограничены. Практически возможно сваривать разнородные металлы любых размеров. Прочность сварных соединений при сварке взрывом, как правило, превышает прочность свариваемых металлов. Энергия взрыва используется также в одном из перспективных направлений – порошковой металлургии для прессования (уплотнения) некомпактных металлических и неметаллических материалов.
Вывод
Практика показала, что многие ручные слесарно-зачистные операции и слесарно-полировальные операции могут быть успешно заменены высокоэффективной механизированное или автоматизированной струйной гидроабразивной обработкой. Этот метод обработки обладает высокими технологическими возможностями, он может использоваться для различных видов обработки, например, для: скругления острых кромок и сопряженных радиусов; полировки и шлифовки сложных поверхностей; удаления заусенцев и зачистки сварных швов; снятия со всей поверхности или локально дефектного слоя; подготовки поверхности под покрытие; снятия небольшого припуска с целью снижения шероховатости поверхности; удаления оксидных пленок, нагара, различных повреждений с поверхностей деталей. При этом обеспечивается высокая производительность и хорошее качество поверхностного слоя.
Однако этот метод обработки еще не получил широкого распространения. Это объясняется, в первую очередь, тем, что инженерно-технические работники предприятий недостаточно осведомлены о технологических возможностях струйной гидроабразивной обработки, они не располагают необходимыми материалами по выбору параметров и режимов обработки, применяемых абразивах и составах суспензии, конструкций струйных аппаратов, имеющегося технологического оборудования и т.п.
Учитывая это, нужно стремиться показать возможности струйной гидроабразивной обработки, привести необходимые данные по разработке технологических процессов с использованием данного метода обработки, описать конструкции и методики расчета струйных аппаратов.
Список литературы
1)www.twirpx.com
2)www.neuch.ru