[發明專利]一種利用子彈高速沖擊金屬板料成形的方法及裝置

無效

• 申請號: 201110395259.7
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN102527831A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 王霄;高陽陽;沈宗寶;張虎;李品;胡楊;杜道忠;郭朝;劉輝;劉會霞
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B21D31/06
• 分類號: B21D31/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

?本發明涉及機械制造領域，特指一種基于高速沖擊成形的方法及裝置，適用于金屬板料的高效成形，也適用于金屬薄板成形。

背景技術

目前，國內外金屬薄板塑性成形的方法有很多。其中沖壓成形是最常見的成形方法，這種方法主要用于對低碳薄板、鋁合金板、紫銅板及部分黃銅板的成形。由于高速成形相對傳統的成形方法具有壓力大、壓力持續時間短，工件變形速度快的特點，所以特別適合于常規方法難以成形或根本無法成形的材料成形。

典型的高速成形方法有以下幾種：電磁成形、爆炸成形和電液成形；例如：專利號為201010545184.1、名稱為“微型燃料電池金屬雙極板微溝道的電磁成形裝置及方法”，提出向線圈放電激發出強脈沖磁場，瞬變的強脈沖磁場在驅動片表面產生感應渦流進而產生與線圈的磁場方向相反的磁場；在磁場間相斥的作用力下，驅動片帶動板坯向模具做貼模運動，其特點在于：成形利用電磁力，無機械接觸摩擦，不需要對工件整體加熱，不改變材料的金相組織，保持工件材料的原有性能。專利號為200780035514.9、名稱為“用于爆炸成形的方法和裝置”，該專利提出將至少一個工件設置在至少一個工具中，借助于炸藥爆炸產生的沖擊波成形，這種方法具有高效節能，成本低，結構簡單的特點。而電液成形則是利用高壓電擊穿電極板間隙放電，形成強大的沖擊電流在介質中引起沖擊波及液流沖擊，使金屬坯料成形，這種方法可以進行拉伸、脹形、校形或沖孔等。上述三種高速成形方法共有的不足之處是：不能精確地控制被加工材料的應變率。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構簡單，能精確控制被加工材料應變率的高速沖擊金屬板料成形的方法及裝置。

本發明利用子彈高速沖擊金屬板料成形的方法采用的技術方案是：先由輕氣壓縮槍壓縮100m/s～8000m/s發射脈沖的高壓氣體，驅動子彈運動；然后子彈與正前方的單軸高速撞擊桿的后端面發生高速碰撞，使單軸高速撞擊桿撞擊正前方的成形裝夾系統上的沖壓座，沖壓座前部的沖頭穿過固定器的中間孔向板材撞擊，板材向鋼模座方向壓縮復制出模具形狀。

本發明利用子彈高速沖擊金屬板料成形的裝置采用的技術方案是：包括輕氣壓縮發射系統和成形裝夾系統，輕氣壓縮發射系統由子彈和裝有子彈的輕氣壓縮槍組成；成形裝夾系統包括沖壓座、固定器和鋼模座；子彈正前方設置子彈回收室，水平設置的單軸高速撞擊桿后端伸在子彈回收室中，單軸高速撞擊桿正前方是沖壓座，沖壓座的正前方是中間帶孔的固定器，固定器的正前方是鋼模座，沖壓座相對固定器可前后移動且沖壓座上的沖壓頭正對著固定器的中間孔，固定器和鋼模座之間放置板材且板材位于固定器的中間孔位置處。

本發明的有益效果是：?

1、本發明采用輕氣壓縮發射系統產生的高速脈沖動力，實現高速脈沖沖擊，實現材料的生產與成形同步，可以實現拉深、脹形、彎曲、擴孔、沖孔等沖壓加工，使得輕氣壓縮發射系統在材料的高速成形加工中得以實用化，重復性好，可以實現自動化生產。

2、本發明可以改善現有高速成形方法的不足，可以根據生產實際的要求，適當選取被加工材料的尺寸，精確地將被加工材料的應變率控制在10³～10⁴S^-1?的范圍內，可以實現拉深、脹形、彎曲、擴孔、沖孔等沖壓加工，在該種高速沖擊成形條件下，沖壓件的精度很高，特別適合于常規方法難以成形或根本無法成形的材料成形。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明：

圖1為本發明提出的利用子彈高速沖擊金屬板料成形的裝置結構圖；

圖2為圖1中成形裝夾系統的剖視結構放大圖；

圖中：1.輕氣壓縮槍；2.子彈；3.子彈回收室；4.支座；5.單軸高速撞擊桿；6.底座；7.沖壓座；8.固定器；9.板材；10.鋼模座。???????????????

具體實施方式