Пристрій для імпульсного електрогідравлічного штампування

Реферат: UA 87866 U UA 87866 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області обробки матеріалів з використанням енергії електричного розряду у воді, а саме до технологій імпульсного електрогідравлічного (ЕГ) штампування. Як аналог прийнято пристрій для ЕГ штампування (Оборудование и технологические процессы с использованием электрогидравлического эффекта. Под ред. Г.А. Гулого. М., "Машинобудування", 1977. - С. 128-131), що містить заповнену робочою рідиною розрядну камеру, розташовані співвісно негативний і позитивний електроди з ізоляторами, що підключені до генератора імпульсних струмів. Ознаки, що збігаються з ознаками корисної моделі, що заявляється, є такі: - заповнена робочою рідиною розрядна камера; - негативний і позитивний електроди з ізолятором, підключені до генератора імпульсних струмів. Причини, що перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату, полягають у тому, що при такому конструктивному виконанні, немає можливості змінювати довжину розрядного проміжку та просторову конфігурацію каналу розряду, тому енергоефективність процесу ЕГ штампування має невисокі показники. Як прототип прийнято пристрій для ЕГ штампування, який описано у патенті "Спосіб формування електричних розрядів у рідині" (патент України №75592, МПК B21D 26/12 (2006.01), опубл. 10.12.2012, Бюл. № 23/2012), що містить заповнену робочою рідиною розрядну камеру з негативним і позитивним електродами, підключеними до генератора імпульсних струмів, ізолятор позитивного електрода, обмежувач об'єму робочої рідини, який виконано у вигляді пружної електроізоляційної оболонки, що розташована між електродами та покриває бічну поверхню робочої частини позитивного електрода. Ознаки, що збігаються з суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є такі: - заповнена робочою рідиною розрядна камера; - негативний і позитивний електроди, підключені до генератора імпульсних струмів; - ізолятор позитивного електрода; - обмежувач об'єму робочої рідини, який виконано у вигляді пружної електроізоляційної оболонки, що розташована між електродами та покриває бічну поверхню робочої частини позитивного електрода. Причини, що перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату, є такі: - не передбачено можливість змінювати довжину розрядного проміжку; - при наближенні каналу розряду до поверхні деталі, що обробляють, спостерігається некерований електричний пробій по поверхні переходу ізолятор-пружна електроізоляційна оболонка. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення пристрою для імпульсної електрогідравлічної штамповки шляхом введення нових елементів і зміни конструкції електродів, що дозволить змінювати довжину розрядного проміжку та запобігти некерованому електричному пробою і за рахунок цього підвищити енергоефективність процесу ЕГ штампування та надійність пристрою в цілому. Крім цього, використання корисної моделі дозволить розширити технологічні можливості імпульсного ЕГ штампування. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для імпульсного електрогідравлічного штампування, що містить заповнену робочою рідиною розрядну камеру з негативним і позитивним електродами, підключеними до генератора імпульсних струмів, ізолятор позитивного електрода, обмежувач об'єму робочої рідини, який виконано у вигляді пружної електроізоляційної оболонки, що розташована між електродами та покриває бічну поверхню робочої частини позитивного електрода, згідно з корисною моделлю, пружну електроізоляційну оболонку використано як ізолятор позитивного електрода та закріплено у корпусі розрядної камери, а негативний електрод оснащено змінним наконечником, робочий торець якого встановлено усередині пружної електроізоляційної оболонки. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між основними ознаками корисної моделі, що заявляється, і технічним результатом, необхідно відзначити наступне. Ознака "… пружну електроізоляційну оболонку використано як ізолятор позитивного електрода та закріплено у корпусі розрядної камери…" - дозволяє запобігти некерованому електричному пробою при наближенні каналу розряду до поверхні деталі, що обробляють. Таке конструктивне виконання усуває небезпечний для пробою перехід ізолятор-пружна електроізоляційна оболонка, а пружна електроізоляційна оболонка виконує одночасно роль ізолятора та обмежувача об'єму робочої рідини, у якому формується канал розряду. При наближенні каналу розряду до поверхні оброблюваної деталі збільшується тиск на деталь від 1 UA 87866 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 дії електричного розряду в рідині, що дозволяє підвищити енергоефективність процесу імпульсного ЕГ штампування і надійність пристрою в цілому. Ознака "…негативний електрод оснащено змінним наконечником, робочий торець якого встановлено усередині пружної електроізоляційної оболонки" - дозволяє змінювати довжину розрядного проміжку при варіюванні напругою розряду та відновлювати його довжину при електроерозійному зношуванні електродів, що дозволяє підвищити енергоефективність процесу імпульсного ЕГ штампування і надійність пристрою в цілому. Суть корисної моделі пояснює креслення. На фіг. 1 - для плоских заготовок, на фіг. 2 - для порожнистих конструкцій складної конфігурації; на фіг. 3 - для окремих ділянок плоских заготовок. Пристрій для імпульсного електрогідравлічного штампування (фіг. 1) містить розрядну камеру 1, заповнену робочою рідиною 2, з негативним 3 і позитивним 4 електродами, підключеними до генератора імпульсних струмів (на малюнку не показано), обмежувач об'єму робочої рідини, який виконано у вигляді пружної електроізоляційної оболонки 5, яку розташовано між електродами 3 та 4. Пружна електроізоляційна оболонка 5 покриває бічну поверхню робочої частини позитивного електрода 4 і є його ізолятором. Пружну електроізоляційну оболонку 5 закріплено в корпусі розрядної камери 1. Негативний електрод 3 оснащено змінним наконечником 6, робочий торець якого встановлено усередині пружної електроізоляційної оболонки 5. Пружну електроізоляційну оболонку 5 виконано з матеріалу, акустичний імпеданс якого вибирають близьким до імпедансу робочої рідини, для безперешкодного проходження ударних хвиль крізь пружну електроізоляційну оболонку. Пружні властивості пружної електроізоляційної оболонки 5 забезпечують її розширення в процесі розряду та повернення до початкового стану. Пристрій для імпульсного електрогідравлічного штампування працює наступним чином. Для випадку штампування плоских заготовок (фіг. 1) розрядну камеру 1 пристрою для імпульсного ЕГ штампування розміщають над матрицею 7 із заготовкою 8. Перед початком роботи між торцями негативного електрода 3 і пружною електроізоляційною оболонкою 5 установлюють зазор 2-5 мм для заповнення внутрішньої порожнини пружної електроізоляційної оболонки 5 робочою рідиною 2. Для цієї ж мети діаметр змінного наконечника 6 негативного електрода 3 вибирають на 2-3 мм менше внутрішнього діаметра пружної електроізоляційної оболонки 5. Встановлюють необхідну за технологією імпульсного ЕГ штампування довжину розрядного проміжку l1 (фіг. 1), при цьому відстань від каналу розряду до поверхні заготовки l2 можна зробити набагато меншою за довжину розрядного проміжку, навіть до товщини пружної електроізоляційної оболонки 5. Розрядну камеру 1 заповнюють робочою рідиною 2. Потім подають високу напругу від генератора імпульсних струмів на електроди 3 і 4, при цьому між електродами в об'ємі робочої рідини, що обмежений пружною електроізоляційною оболонкою 5, відбувається електричний пробій, формується канал розряду. Ударні хвилі, які генеровані каналом розряду, проходять крізь оболонку 5 та передають рідині енергію, що виділилася в каналі розряду. Відбувається штампування заготовки 8. Пружні властивості оболонки 5 забезпечують її розширення в процесі розряду та повернення до початкового стану без залишкових деформацій. При необхідності процес повторюють до одержання бажаного результату. Для випадку штампування порожнистих конструкцій складної конфігурації (фіг. 2) пристрій для імпульсного ЕГ штампування розміщують над перехідною плитою 9, на яку встановлюють матрицю 10. Заготовку 8 встановлюють на бічній поверхні пружної електроізоляційної оболонки 5. У випадку імпульсного ЕГ штампування окремих ділянок плоскої заготовки (фіг. 3) механічні властивості пружної електроізоляційної оболонки 5 дозволяють конфігурувати розташування каналу розряду в просторі розрядної камери 1. При цьому негативний 3 і позитивний 4 електроди можуть бути встановлені в різних площинах, а пружна електроізоляційна оболонка 5 вигнута, щоб забезпечити електричний розряд саме в заданій області заготовки 8, задаючи необхідний градієнт тиску на оброблювану заготовку, що дає можливість оброблювати окремі локальні області заготовки або деталі. Таким чином, використання пристрою для імпульсного електрогідравлічного штампування дозволяє підвищити енергоефективність процесу ЕГ штампування та надійність пристрою в цілому, а також розширити технологічніможливості імпульсного ЕГ штампування. 2 UA 87866 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Пристрій для імпульсного електрогідравлічного штампування, що містить заповнену робочою рідиною розрядну камеру з негативним і позитивним електродами, підключеними до генератора імпульсних струмів, ізолятор позитивного електрода, обмежувач об'єму робочої рідини, який виконано у вигляді пружної електроізоляційної оболонки, що розташована між електродами та покриває бічну поверхню робочої частини позитивного електрода, який відрізняється тим, що пружну електроізоляційну оболонку використано як ізолятор позитивного електрода та закріплено у корпусі розрядної камери, а негативний електрод оснащено змінним наконечником, робочий торець якого встановлено усередині пружної електроізоляційної оболонки. 3 UA 87866 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4