Спосіб магнітно-імпульсної обробки металевих заготівок

Корисна модель відноситься до обробки металів тиском імпульсного магнітного поля і може знайти застосування в автомобільній та авіаційній галузях промисловості для рихтування корпусу автомобіля або літака без його розбирання, та в машинобудівній галузі - коли обробка заготовки може здійснюватися лише з одного боку. Відомі способи та пристрої для деформування металів енергією імпульсного магнітного поля [Белый И.В., Фертик С.М., Хименко Л.Т. Справочник по магнитно-импульсной обработке металлов. - Харьков: Вища школа, 1977. - с.5-18; 53-551]. Недоліком цих способів та пристроїв є неможливість притягування заготовок магнітним полем до індуктора, що звужує область їхнього застосування. Існують способи магнітно-імпульсної обробки металевих заготовок методом притягування до індуктора. Недоліком цих способів є необхідність застосування додаткового технологічного оснащення (Щеглов Б.А., Есин А.А. Раздача тонкостенных трубчатых заготовок силами притяжения импульсного магнитного поля // Кузнечноштамповочное производство. - 1971. - №4. - С.15-182], застосування двох джерел магнітного поля [Щеглов Б.А., Есин А.А. Раздача тонкостенных трубчатых заготовок силами притяжения импульсного магнитного поля // Кузнечно-штамповочное производство. - 1971. - №4. -С.15-182; United States Patent 3 988 08 і, B21D26/14. Electromagnetic dent puller / Karl A. Hanser, Glen Hendricson; Publ. 21.12.762-3] - високо- та низькочастотного, що ускладнює та підвищує вартість процесу обробки, можливість обробки лише феромагнітних матеріалів [WO/2006/119661, B21D1/06. Dent removing method and device / Meichtry R.; Publ. 16.11.2006], що обмежує номенклатуру оброблюваних заготівок. Найбільш близьким за своєю суттю до запропонованого є спосіб магнітно-імпульсної обробки металевих заготовок методом притягування до індуктору [Патент України 74909, B21D26/14. Спосіб магнітно-імпульсної обробки тонкостінних металевих заготовок / Батигін Ю.В., Лавінський В.І., Хавін В.Л.; опубл. 15.02.2006. Бюл. №2, 2006р]. Сутність способу, який обрано за найближчий аналог, полягає у взаємодії індукованих струмів у екрані та у заготовці, які мають однакові напрямки, що призводить до їхнього взаємного притягування. Індуковані струми в екрані та заготовці наводяться струмом індуктора, що розташований між ними та ізольований від них. Недоліком найближчого аналогу є низький ККД процесу обробки у зв'язку з великим зазором між індуктором і екраном та екраном та заготівкою, що призводить до зменшення магнітного зв'язку між струмами в індукторі та екрані і екрані та заготовці, збільшенню полів розсіювання і, як наслідок, до великих втрат енергії, пов'язаної з цими полями. Задачею корисної моделі є підвищення ККД процесу обробки та ефективності силової дії на оброблювану заготівку за рахунок посилення магнітного зв'язку між струмами в індукторі та індукованими струмами в екрані і заготовці, а, відповідно, зменшенню втрат енергії в процесі обробки, а також за рахунок надання індукторові спеціальної форми. Задача вирішується тим, що при деформуванні заготовки за рахунок дії імпульсного магнітного поля в робочій зоні індуктора шляхом притягування заготовки до індуктора, у відповідності до корисної моделі процес обробки 1 1 2 2 здійснюється в діапазоні частот діючого магнітного поля від p × d × m0 × g з до p × D × m0 × g е Гц (де d - товщина заготовки, γз - електропровідність металу заготовки, D - товщина екрану, g е - електропровідність матеріалу екрану, μ0 - магнітна проникність вакууму) у робочій зоні індуктора, виконаного у вигляді двох компланарних витків прямокутної форми, з'єднаних послідовно та розміщених у пазу масивного провідного екрана, ізольованого від нього, з боку оброблюваної заготовки так, що дві сторони окремих витків, що обмежують робочу зону, є паралельними. На схемі реалізації запропонованого способу, зображеній на Фіг.1, цифрами позначені: 1 - індуктор, 2 - екран, 3 - ізоляція індуктора, 4 - оброблювана заготівка, 5 - робоча зона індуктора, С - ємнісний накопичувач енергії, К комутатор. Запропонований спосіб реалізується наступним чином. Попередньо заряджений ємнісний накопичувач енергії С через ввімкнений комутатор К розряджається на індуктор 1. При протіканні розрядного струму через індуктор в екрані 2 та у заготівці 4 будуть наводитися струми, напрям протікання яких є протилежним до напряму струму індуктора. У робочій зоні 5, де заготівку розташовано безпосередньо під екраном, напрям протікання індукованих струмів буде однаковим, отже, між цими струмами, згідно з законом Ампера, виникає взаємне притягування. У паралельних сторонах витків індуктора струми протікають у взаємно протилежних напрямах, тому силової дії на оброблювану заготовку під витками не здійснюється. Якщо екран масивний, тобто магнітне поле, створене індуктором, повністю загасає в ньому, і жорстко закріплений, а частота діючого магнітного поля вибирається такою, що воно проникає крізь заготовку, то деформуватися, тобто притягатися до екрана, буде відповідна ділянка заготовки, яка у даному випадку має форму прямокутника. Виконання індуктора таким чином, що дві сторони окремих витків, що обмежують робочу зону, паралельні, призводить до подвоєння величини струму в робочій зоні, отже, збільшується силова дія на оброблювану заготовку, а розміщення витків індуктора в пазу екрана призводить до посилення магнітного зв'язку між струмами в індукторі та екрані за рахунок зменшення діелектричного зазору між ними, а, отже, до зменшення полів розсіювання і втрат пов'язаної з ними енергії, у результаті чого ККД процесу обробки збільшується. Запропонований спосіб магнітно-імпульсної обробки металевих заготівок, а також окремі ознаки його не відомі авторам з джерел патентної і технічної літератури. Спосіб є технічно завершеним, його промислове застосування є очевидним. Використання цього способу дає підвищення ККД процесу обробки та ефективності силової дії на оброблювану заготівку а, відповідно, зменшує втрати енергії в процесі обробки.