[發明專利]一種深沖性構件電磁成形方法

有效

• 申請號: 201310542952.1
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN103586325A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 黃亮;李建軍;劉賢龍;馬慧娟;莫建華;駱文勇;汪志強
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B21D26/14
• 分類號: B21D26/14
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本發明屬于零件成形制造領域，具體涉及一種深沖性構件電磁成形方法。

背景技術

電磁成形是利用磁場力使金屬坯料變形的高速率成形方法，它具有工裝簡單，工藝過程無須潤滑，產品精度高等優點，特別是在鋁合金板料成形方面表現出了日益廣闊的應用前景。

雖然鋁合金板料在電磁成形中體現出超塑性(hyperplasticity)，成形極限得到了一定的提高；但是由于電磁力作用時間很短，瞬間完成放電，大部分變形是在慣性階段完成，由于電磁力作用無法持續，成形深度受到限制。而且，成形精度靠單邊模具保證，當凹模固定時會發生碰撞反彈現象，影響工件成形質量。

目前電磁成形技術在板料方面的應用主要體現在局部成形，翻孔，整形等方面，在深成形方面應用受到限制。

發明內容

為了克服現有電磁成形中不能實現深拉伸的不足，本發明提供了一種深沖性構件電磁成形方法，每次放電通過吸能擋塊得到較為平整的工件，在每次放電之后采用退火熱處理，然后重復以上過程，逐步實現大深徑比的零件成形。

本發明所采用的技術方案是：

一種深沖性構件電磁成形方法，包括以下步驟：

(1)將待成形板料放于凹模上，并用壓邊圈壓緊；

(2)在待成形板料位于凹模型腔之上的部分放置線圈；

(3)在凹模型腔的底部設置凹模擋塊，并在凹模擋塊的下方添加吸能物質或者彈簧，使待成形板料與凹模擋塊恰好接觸；

(4)驅動線圈下行，直至線圈運動到與待成形板料恰好接觸的位置；

(5)通過充放電，在線圈中產生脈沖電流，同時在待成形板料上感生出方向相反的渦流，在洛倫茲力的作用下，待成形板料發生高速變形；

(6)取下高速變形后的待成形板料，進行退火熱處理；

(7)將退火熱處理后的待成形板料放回凹模上，并用壓邊圈壓緊；

(8)重復步驟(2)-(7)，直到完成電磁成形。

進一步的，待成形板料第一次發生高速變形時采用的線圈為平面螺旋線圈或者多匝線圈；之后的高速變形時采用的線圈為多匝線圈。

本發明具有如下有益效果：

1、本發明利用1次放電+1次退火的電磁成形方法實現待成形板料(比如鋁合金)的深拉伸，實現大深徑比(成形深度：最終零件直徑＞2：1)的電磁成形，與普通常溫下拉深相比，能夠顯著提高極限拉深比。

2、當凹模底部固定時，待成形板料速度不能及時耗散，引起反彈；本發明采用在凹模擋塊下面添加吸能物質或者彈簧，有效控制待成形板料與模具碰撞產生的反彈，使得工件底部更加平整，減少了再次加工的成本。

附圖說明

圖1是本發明的原理圖；

圖2是第一次放電時采用吸能材料的示意圖；

圖3是第一次放電時采用彈簧進行吸能的示意圖；

圖4是第二次放電的示意圖；

圖中：1-壓邊圈，2-線圈，3-待成形板料，4-凹模擋塊，5-凹模，6-吸能物質，7-電阻、8-開關、9-電容器組、10-支撐板，11-支撐桿，12-驅動桿、13-彈簧。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本發明，但并不構成對本發明的限定。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

如圖1所示為一種深沖性構件電磁成形裝置，包括壓邊圈1、線圈2、凹模擋塊4、凹模5、吸能物質6、電阻7、開關8、電容器組9、支撐板10、支撐桿11和驅動桿12，電阻7、開關8和電容器組9串聯組成一脈沖發生裝置，所述線圈2與該脈沖發生裝置相連；凹模5上設置有壓邊圈1，支撐板10通過支撐桿11將壓邊圈1壓住；線圈2設置在凹模5型腔之上，線圈2與驅動桿12相連，由驅動桿12驅動下行；所述驅動桿12與支撐板10連接，由電機驅動下行。凹模擋塊4設置在凹模5型腔的底部，凹模擋塊4的下方設置有吸能物質6(或者彈簧13)。

利用上述裝置進行深沖性構件電磁成形的方法，包括以下步驟：

(1)將待成形板料3放于凹模5上，并用壓邊圈1壓緊，設定壓邊力為0-20KN；

(2)在待成形板料3位于凹模5型腔之上的部分放置線圈2；

(3)在凹模5型腔的底部設置凹模擋塊4，并在凹模擋塊4的下方添加吸能物質6或者彈簧13，根據工件成形高度，調整吸能物質6或者彈簧13，使待成形板料3與凹模擋塊4恰好接觸；