способ изготовления индуктора для магнитно-импульсной обработки металлов

Формула изобретения

1. Способ изготовления индуктора для магнитно-импульсной обработки металлов, включающий выполнение токопроводящей спирали в виде единой плоской заготовки, которую формируют из соединенных перемычками токопроводящих пластин в виде многогранников, в каждом из которых между его контуром и центральным отверстием выполняют отверстия и пазы, при этом условная линия токов проходит по всему рабочему контуру пластины, крайние токопроводящие пластины оснащают токовыводами подключения, расположенными параллельно друг другу, пластины сгибают в местах перемычек с совмещением осей центральных отверстий, затем рабочие поверхности токопроводящих пластин электрически изолируют и сжимают до соприкосновения, отличающийся тем, что минимальное число формуемых граней многогранника выбирают кратным числу витков изготовляемого индуктора, упомянутые отверстия и пазы располагают в вершинах многогранника, причем поперечное сечение одного из пазов выполняют клинообразным, образующие клин стороны располагают на продолжении обращенных к друг другу сторонах перемычек, перпендикулярных смежным граням многогранника, а его зауженную часть соединяют с центральным отверстием.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в перемычках, соединяющих токопроводящие пластины, выполняют прорези, количество, форму и размеры которых определяют исходя из форм и размеров самих перемычек.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перемычки разрезают, а затем срезы соединяют между собой многожильными проводами.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к технологическому оборудованию для обработки давлением цилиндрических заготовок с использованием магнитных средств.

Основным элементом индуктора для магнитно-импульсной обработки является электропроводящая спираль, эффективность которой зависит от ее индуктивности, которая прямо пропорциональна количеству витков спирали.

Чаще всего используются индукторы на обжим с витой спиралью, которую наматывают из провода прямоугольной формы, предварительно покрытого изоляцией (И.В.Белый, С.М.Фертик, Л.Т.Хименко. Справочник по магнитно-импульсной обработке металлов. - Харьков: Вища школа, 1977 г., стр.142, рис.77).

Недостаток таких индукторов заключается в низкой эффективности из-за большого шага витков прямоугольного сечения, которые навиваются на ребро, что ведет к ослаблению поля и увеличению энергозатрат.

Из вышеназванной технической литературы также известны индукторы - концентраторы магнитного поля для обжима, в конструкции которых применяется сердечник, который создает большую паразитную индуктивность (стр.154-155, рис.85).

Из патентной литературы известен способ изготовления индуктора для магнитно-импульсной обработки металлов, включающий выполнение токопроводящей спирали в виде единой плоской заготовки, которую формируют из соединенных перемычками токопроводящих пластин, в каждой из которых между ее контуром и центральным отверстием выполняют отверстия и пазы так, чтобы условная линия токов проходила по всему контуру пластины, крайние токопроводящие пластины оснащают токовыводами подключения, расположенными параллельно друг другу, пластины сгибают в местах перемычек с совмещением осей центральных отверстий, затем рабочие поверхности токопроводящих пластин электрически изолируют и сжимают до соприкосновения, а сгибание пластин в местах перемычек осуществляют с помощью специального гибочного механизма (RU № 2465088, B21D 26/14).

Вышеназванный способ можно считать наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу.

Недостаток прототипа заключается в том, что токопроводящая спираль имеет ограниченную форму раскроя, а в результате может получиться индуктор, количество витков которого также ограничено. Кроме того, для сгибания пластин в местах перемычек необходимо специальное приспособление.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, - создание универсального способа изготовления индуктора для магнитно-импульсной обработки металлов, позволяющего получать любые параметры количества витков даже при минимальном количестве граней многогранника, повышение надежности и простоты сборки.

Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления индуктора для магнитно-импульсной обработки металлов, включающем выполнение токопроводящей спирали в виде единой плоской заготовки, которую формируют из соединенных перемычками токопроводящих пластин в виде многогранников, в каждом из которых между его контуром и центральным отверстием выполняют отверстия и пазы так, чтобы условная линия токов проходила по всему рабочему контуру пластины, крайние токопроводящие пластины оснащают токовыводами подключения, расположенными параллельно друг другу, пластины сгибают в местах перемычек с совмещением осей центральных отверстий, затем рабочие поверхности токопроводящих пластин электрически изолируют и сжимают до соприкосновения, минимальное количество формуемых граней многогранника выбирают кратным необходимому числу витков изготовляемого индуктора, отверстия и пазы располагают в вершинах многогранника, поперечное сечение одного из пазов выполняют клинообразным, образующие клин стороны располагают на продолжении обращенных к друг другу сторонах перемычек, перпендикулярных смежным граням многогранника, а его зауженную часть соединяют с центральным отверстием.

Кроме того, в способе изготовления индуктора для магнитно-импульсной обработки металлов в перемычках, соединяющих токопроводящие пластины, выполняют прорези, количество, форму и размеры которых определяют, исходя из форм и размеров самих перемычек.

Кроме того, в способе изготовления индуктора для магнитно-импульсной обработки металлов перемычки разрезают, а затем срезы соединяют между собой многожильными проводами.

На фиг.1 представлена схема получаемого индуктора для магнитно-импульсной обработки, на фиг.2 - электропроводящая спираль, выполненная в виде единой плоской заготовки, токопроводящие пластины которой имеют, например, шестиугольную форму; на фиг.3 - варианты выполнения электропроводящей спирали: треугольное, четырехугольное, пяти- и шестиугольное, на фиг.4 - варианты выполнения индуктора.

По предлагаемому способу изготовления индуктора для магнитно-импульсной обработки металлов из токопроводящей спирали, выполненной в виде единой плоской заготовки, формируют токопроводящие пластины в виде многогранников 1 1ⁿ, соединенных перемычками 2, в вершинах каждого многогранника между контуром и центральным отверстием 3 выполняют отверстия 4 и пазы 5 так, чтобы условная линия токов проходила по всему контуру пластины. Поперечное сечение одного из пазов 5 выполняют клинообразным, образующие клин стороны 6 располагают на продолжении обращенных к друг другу сторонах 7 перемычек 2, перпендикулярных смежным граням 8, 9 многогранника 1, а его зауженную часть 10 соединяют с центральным отверстием 3.

Крайние токопроводящие пластины оснащают токовыводами подключения 11, расположенными параллельно друг другу.

Пластины 1 1ⁿ сгибают в местах перемычек 2 с совмещением осей центральных отверстий 3, затем рабочие поверхности токопроводящих пластин электрически изолируют и сжимают до соприкосновения.

Минимальное количество формуемых граней многогранника 1 1ⁿ выбирают кратным необходимому числу витков изготовляемого индуктора, например необходимое число витков индуктора 12 для изготовления такого индуктора из плоской токопроводящей пластины можно вырезать соединенные между собой перемычками треугольники, четырехугольники двенадцатиугольники.

В перемычках 2, соединяющих токопроводящие пластины 1 1ⁿ, выполняют прорези 12, количество, форму и размеры которых определяют исходя из форм и размеров самих перемычек 2.

Перемычки 2 разрезают, а затем срезы 13 соединяют между собой многожильными гибкими проводами 14.

Предлагаемым способом было изготовлено несколько индукторов с количеством граней многогранника 3, 4, 5, что на практике доказало:

- простоту раскроя на любое число витков индуктора.

- индуктор, изготовленный предлагаемым способом, может быть собран из токопроводящих спиралей разной толщины, что дает возможность создавать на обрабатываемой заготовке импульсное магнитное поле разной плотности.

Проверена работоспособность индукторов, собранных предлагаемым способом. В процессе отработки было установлено: для тонколистовых пластинок 0,2÷0,5 мм применима сплошная перемычка, для пластинок, толщина которых 1÷3 мм и более, - перемычка с прорезями или перемычка, соединенная многожильным гибким проводом (многожильные гибкие провода при этом целесообразно распределять веером, что позволит значительно уменьшить паразитную индуктивность и упростить монтаж индуктора).

Индукторы, полученные предлагаемым способом, подтвердили свою универсальность, надежность, а также высокую эффективность.