[發(fā)明專利]一種基于電樞發(fā)射體的高速沖擊成形方法及裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110395270.3
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN102554024A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 江蘇大學
• 主分類號: B21D31/06
• 分類號: B21D31/06
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

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

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)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(tǒng)的成形方法具有壓力大、壓力持續(xù)時間短，工件變形速度快的特點，所以特別適合于常規(guī)方法難以成形或根本無法成形的材料成形。

目前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。專利公開號為CN101590501、名稱為“鎂合金板材溫熱電磁成形方法”提出將鎂合金板材置于凹模上，通過凹模內(nèi)的加熱棒加熱使鎂合金板材升溫至100-300℃，電磁成形線圈在壓力機的作用下壓緊鎂合金板材，再通過電磁成形設(shè)備對電磁成形線圈放電，使鎂合金板材貼模成形。其特點在于：通過儲能電容對電磁成形線圈瞬間放電產(chǎn)生強脈沖磁場，使加熱的坯料在沖擊電磁力作用下高速成形，由于復合了溫成形與電磁成形的優(yōu)勢，鎂合金板材的成形性能得到有效提高，而且克服了單一溫成形中的潤滑及由此所帶來的材料與環(huán)境污染、成形速度受限、模具強度、成形工藝條件較苛刻、參數(shù)可調(diào)整范圍小等局限性。專利號為200780035514.9、名稱為“用于爆炸成形的方法和裝置”提出將至少一個工件設(shè)置在至少一個工具中，借助于炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊波成形，這種方法具有高效節(jié)能、成本低、結(jié)構(gòu)簡單的特點。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(zhì)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、沖孔等。但這三種高速成形方法的共同缺陷是：成形速度慢，效率比較低，成形過程難以控制。

發(fā)明內(nèi)容

?本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有高速成形方法的不足，提供一種成形速度快、沖壓件表面質(zhì)量好的基于電樞發(fā)射體高速沖擊成形的方法及裝置，根據(jù)物理學中運動電荷或載流導體在磁場中受到電磁力（即洛倫茲力)作用的基本原理來加速電樞發(fā)射體以高速沖壓工件。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明基于電樞發(fā)射體的高速沖擊成形裝置采用的技術(shù)方案是：包括電磁高速發(fā)射系統(tǒng)，電磁高速發(fā)射系統(tǒng)由電磁高速推動炮和電樞發(fā)射體組成；電樞發(fā)射體的正前方并且間隔一段距離處設(shè)置發(fā)射體回收裝置；水平設(shè)置的高速推動桿后端伸入發(fā)射體回收裝置中，高速推動桿正前方是成形裝夾系統(tǒng)；成形裝夾系統(tǒng)包括沖壓座、鋼模集裝器、聚氨酯橡膠沖頭、鋼模和頂模固定器；沖壓座位于高速推動桿的正前方，沖壓座固定連接鋼模集裝器且在沖壓座的前端面上固定連接聚氨酯橡膠沖頭，鋼模集裝器是套筒形狀，鋼模集裝器中套有聚氨酯橡膠沖頭且套有與鋼模集裝器軸向滑動連接的頂模固定器，頂模固定器后端固定連接鋼模，鋼模和聚氨酯橡膠沖頭之間設(shè)置工件。

本發(fā)明基于電樞發(fā)射體高速沖擊成形方法采用的技術(shù)方案是：先是電磁高速推動炮通入電流產(chǎn)生磁場，磁場力驅(qū)動電樞發(fā)射體運動一段距離后與高速推動桿的后端面發(fā)生高速碰撞，然后高速推動桿在沖擊力作用下迅速撞擊成形裝夾系統(tǒng)中的沖壓座，沖壓座帶動聚氨酯橡膠沖頭和鋼模集裝器向前運動沖擊工件，最后，裝夾在鋼模上的工件向鋼模的模腔內(nèi)彎曲變形，復制出模腔的形狀。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后的有益效果是：

1、可根據(jù)工件的性質(zhì)和成形形狀優(yōu)化沖擊參數(shù)，從而實現(xiàn)工件的精確成形，實現(xiàn)拉深、彎曲、擴孔、沖孔等沖壓加工，特別適合于常規(guī)方法難以成形或根本無法成形的材料成形，生產(chǎn)重復性好，效率高，能夠?qū)崿F(xiàn)大批量自動化生產(chǎn)。

2、利用聚氨酯橡膠做沖頭，避免了傳統(tǒng)金屬沖頭與工件直接接觸導致的金屬刻印現(xiàn)象，同時由于聚氨酯橡膠具有不可壓縮性及超彈特性，能夠與工件均勻接觸并緊密貼合，能夠均布載荷、避免接觸應力集中，有利于工件變形的均勻性，成形質(zhì)量好，精度高，成形能力強。由于聚氨酯橡膠本身具有吸震功能，所以震動或者噪聲較小，能夠滿足要求減少震動等條件的較高場合。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明：

圖1為本發(fā)明提出的基于電樞發(fā)射體高速沖擊成形的裝置示意圖；

圖2為圖1中成形裝夾系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)放大圖；

圖中：1.電磁高速推動炮；2.電樞發(fā)射體；3.發(fā)射體回收裝置；4.可調(diào)支撐；5.高速推動桿；6.底座；7.沖壓座；8.鋼模集裝器；9.聚氨酯橡膠沖頭；10.工件；11.鋼模；12.頂模固定器。???????????????

具體實施方式