Главная → Теоретическая библиотека → Электрическая формовка (Электровысадка)

Электрическая высадка это технология горячей деформации металла.
Обычно применяется для обработки чугуна, стали и стальных сплавов.
Электровысадка также возможна для других металлов и сплавов:

• Латунь
• Титан
• Титаноалюминиевый сплав
• Нимоника (Cr, Ti, Al)
• И.т.д.

Электрическая высадка это горячая, предварительная формовка заготовки за которой обычной следуют операции горячего прессования и объемной штамповки, выполняемые различными видами прессов, наиболее популярны винтовые фрикционные пресса.
Электрическую высадку выгодно применять, когда у заготовки есть относительно длинный стержень, не предназначенный для операций горячего формоизменения.

Типичные применения:

• Клапаны двигателей
• Оси
• Валы
• Конические шестерни
• Торсионные валы
• Поперечная рулевая тяга
• Клапаны автопокрышек (латунь)
• Шток с ушком
• Автомобильные компоненты

Электрическая высадка позволяет нагревать только ту часть детали, которая подвергается деформации.

Нагрев осуществляется с помощью эффекта Джоуля, так же как при контактной сварке сопротивлением в ее различных применениях: точечной, рельефной, шовной, стыковая оплавлением и т.д.
В зависимости от размеров прутка, предназначенного для высадки, нагревающий ток изменяется от нескольких тысяч Ампер до 100.000 Ампер.
Плотность тока в небольшом прутке около 30-40 А/мм² (диаметр до 15 мм) и 12 А/мм² для диаметра более 100 мм.
Значения вторичного напряжения и тока накала похожи на значения при контактной сварке сопротивлением, но электрическое измерение различно, так как продолжительность включения намного выше при электрической высадке, чем при контактной сварки сопротивлением.
Продолжительность цикла начинается от нескольких секунд, для маленьких клапанов двигателя, до нескольких минут для больших осевых валов.
Обычно машины для электрической высадки направлены на 100% рабочий цикл при номинальной мощности.
Максимальная мощность может быть больше номинальной.

Недостаточно просто нагреть деталь, необходимо деформировать для получения соответствующей заготовки для последующей операции штамповки. Необходимо приложить осевую силу, чтобы получить увеличение диаметра прутка в накаленной части заготовки.
Если сила слишком большая – деформация происходит при низкой температуре для штамповки.
Если сила слишком мала – материал загорается и даже плавится.

МАШИНА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ВЫСАДКИ
(основные характеристики)

Сейчас мы попытаемся описать, как устроена электровысадочная машина.

Прочная станина из сварных стальных секций выдерживает нагрузку, которая создается усилием развиваемым рабочими элементами, установленными на ней.

На станине располагается электрическое и гидравлическое оборудование машины.

Основные рабочие органы:

• Толкатель, приводимый в движение одним или более гидравлическим цилиндром, передает толкающее усилие к холодному краю прутка и производит деформирование нагретой части. Толкатель передвигается на соответствующих направляющих без боковых ползунов, что гарантирует симметричность увеличивающейся головки. Обычно значение толкающего усилия находиться между 7 и 15 даН/мм². Для диаметра прутка 20 мм ( поперечное сечение 314 мм²) сила высадки находиться между 2,200 даН/мм² и 5,000 даН/мм². При одних и тех же условиях температура головки будет уменьшаться с увеличением толкающего усилия.

• Контактный зажим расположен на раме машины и соединен с вторичной обмоткой трансформатора или с выпрямителем, приводится в действие гидравлическим цилиндром, удерживает контакты из медного сплава, которые передают нагревающий ток к прутку. Усилие зажима должно быть достаточным, для обеспечения хорошего контакта с прутком. Для небольших прутков контактное нажатие примерно несколько сотен даН и несколько тысяч даН для больших диаметров. Контакт на прутке является скользящим контактом, фактически в процессе высадки пруток скользит в контактах. Чтобы гарантировать хорошее электрическое соединение без поверхностного горения и чтобы свести к минимуму износ контактов, очень важны: состояние поверхности прутка, материал контактов, правильное регулирование усилия сжатия.

• Наковальня – это элемент напротив, которого толкается конец прутка, который будет высажен. Через наковальню течет ток для нагрева прутка. Наковальня соединена с трансформатором или выпрямителем. Наковальня перемещается на направляющих подобно толкателю, привод гидравлический. Движение наковальни имеет важное значение при получении требуемой формы головки. В начале цикла наковальня находится близко к контактному зажиму тока для того чтобы локализовать распространение тепла и избежать неконтролируемой деформации с ассиметрической гибкой прутка (эффект змеи). Задержка начала движения наковальни, длина и скорость ее хода имеют очень большое влияние на форму головки. Эти параметры должны тщательно регулироваться.

ГОЛОВКА

Вы видите на фотографии основные элементы электровысадочной машины:

• Толкатель, который передает мощность для деформирования прутка
• Токопроводящий зажим, который с помощью хорошо расположенных контактов подает нагревающий ток к прутку
• Наковальня замыкает контур нагревающего тока. Она удерживает усилие толкания и двигается в направлении формирования правильной формы головки./li>

Что является правильной головкой?

Правильная головка:

1. С объемом, который заполнит матрицу плюс возможный заусенец.
2. Имеет температуру, которая позволяет материалу растекаться в матрице, но не столь высокую, чтобы зажигать или плавить материал
3. Она имеет правильную форму для обеспечения заполнения матрицы

Расчет нагреваемого объема

A	Наковальня
H	Толкатель
C-CC	Токопроводящий зажим
B	Начальное расстояние между А и С-СС
C	Конечное расстояние между А и С-СС
Ls	Начальная длина прутка
Lf	Конечная длина прутка
HS	Ход толкателя (полезный)
½ D	Длина равная половине диаметра r
HL	Нагреваемая длина
VH	Нагреваемый объем

Нагреваемая длина HL = B + HS – ½ D
В действительности длина приблизительно равная ½ D близкая к токопроводящим контактам не нагревается
Нагреваемый объем VH = HL x 3.14 x D2 / 4
VH = (B + HS – ½ D) x 3.14 x D2 / 4

ТЕМПЕРАТУРА

Температура головки должна быть достаточной, чтобы обеспечить формоизменение без трещин, но не слишком высокой, чтобы оптимизировать металлургические и механические характеристики материала, и кроме того, должна быть подходящей для правильного заполнения матрицы.

ФОРМА Пример

Если головка имеет неправильную форму, нагретый материал не может заполнить матрицу, появляются нежелательные заусенцы и матрица будет наполовину пуста.

Подобрать оборудование для электрической формовки Вы можете в каталоге металлообратывающего оборудования «Robur International».

С целью повышения качества обслуживания клиентов и партнеров, ГК «Robur International» открыла новый офис в г. Челябинске. Офис находится по адресу: Россия, 454126, г. Челябинск, ул. Витебская, д.1, оф.109А.

С 22 по 25 ноября 2011 года в г. Киев (Украина) пройдет «X международный промышленный форум-2011». Международный промышленный форум включает в себя специализированные промышленные выставки в области металлообработки, машиностроения и смежных отраслей. Будем рады видеть вас среди гостей нашего стенда.

С 16 по 18 ноября 2011 года в г. Таллинн (Эстония) пройдет 17-я международная выставка развития, технологических процессов, инструментов, аутсорсинга в области промышленного производства «Instrutec-2011». Будем рады видеть вас среди гостей нашего стенда.