[發(fā)明專利]一種改善電磁成形工件貼模性的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710302139.5
• 申請(qǐng)日: 2017-05-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107186039B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊奇;黃浩;唐紅濤;邱立;江進(jìn)波;鄧長(zhǎng)征
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號(hào): B21D26/14
• 分類號(hào): B21D26/14
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

本發(fā)明涉及一種改善電磁成形工件貼模性的裝置及方法，本發(fā)明在驅(qū)動(dòng)線圈外部增加一個(gè)或多個(gè)集磁器裝置，不改變線圈結(jié)構(gòu)的情況下，通過(guò)集磁器把線圈能量傳遞到接近工件難以貼模的區(qū)域內(nèi)，改變電磁力的分布，增大難貼模區(qū)域的電磁力，從而使金屬工件無(wú)縫貼模，提高成形精度。另一方面，在不更換線圈的情況下，通過(guò)跟換不同的集磁器裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同工件的成形，可以極大的增加裝置的靈活性，并且由于集磁器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工期短，材料一般為最常見(jiàn)的銅，價(jià)格相對(duì)低廉，相對(duì)于更換線圈，更換集磁器更加靈活，成本也更低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬成形制造領(lǐng)域，特別涉及一種改善電磁成形工件貼模性的裝置及方法。

背景技術(shù)

輕量化是航天、航空、汽車等工業(yè)制造領(lǐng)域節(jié)能減排的重要手段和技術(shù)途徑，實(shí)現(xiàn)輕量化的主要途徑之一是采用高性能的輕質(zhì)合金材料，如鋁合金、鎂合金等。但傳統(tǒng)的成形工藝對(duì)成形輕質(zhì)合金存在瓶頸，由于輕質(zhì)合金材料在室溫下成形性能較差，難以工業(yè)制造要求。而電磁成形是解決輕質(zhì)合金成形困難的最有潛力的技術(shù)手段之一。電磁成形時(shí)一種高速率的脈沖成形技術(shù)，其成形過(guò)程中的高應(yīng)變率能有效的改善金屬材料的成形性能，增大成形極限，減小回彈并抑制起皺，因而有望廣泛應(yīng)用于輕質(zhì)合金的加工制造。

電磁成形主要針對(duì)金屬管件和板件進(jìn)行加工，本發(fā)明提出的技術(shù)方案主要針對(duì)輕質(zhì)合金板的加工。現(xiàn)有技術(shù)主要是采取沖壓成形，如專利CN 101018626，提供了一種金屬板沖壓成形裝置及沖壓成形方法，相比于溫鍛可以進(jìn)一步提高沖壓成形的成形極限，而且不產(chǎn)生斷裂。又如專利CN 101370603A，提供了一種能夠控制沖壓加工中的模具應(yīng)變、精度高，而且應(yīng)用性好的沖壓成形裝置及沖壓成形方法。

現(xiàn)有電磁成形技術(shù)中，驅(qū)動(dòng)線圈一旦繞制，則結(jié)構(gòu)大小基本確定；同時(shí)，由于電磁成形過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)線圈內(nèi)部受到很大的電磁力，為防止線圈出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力破壞，線圈結(jié)構(gòu)基本以對(duì)稱結(jié)構(gòu)為主，否則容易出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力集中，形成結(jié)構(gòu)上的局部薄弱點(diǎn)，影響線圈壽命。基于這些因素，在電磁成形過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)局部區(qū)域內(nèi)線圈與工件之間距離較遠(yuǎn)的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致工件在局部區(qū)域內(nèi)受到的電磁力不足，貼模性較差，進(jìn)而影響到最終的成形精度。另外，在現(xiàn)有的電磁成形技術(shù)中，一個(gè)線圈結(jié)構(gòu)通常只能與一種工件相對(duì)應(yīng)，當(dāng)更換模具或者對(duì)其他形狀工件進(jìn)行加工時(shí)，必須重新繞制線圈，而電磁成形驅(qū)動(dòng)線圈的繞制工藝比較復(fù)雜，繞制過(guò)程中使用的加固纖維、環(huán)氧樹(shù)脂等原材料價(jià)格十分昂貴，頻繁更換線圈所帶來(lái)的成本也十分昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

為解決電磁成形過(guò)程中工件局部區(qū)域難以貼模的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種改善電磁成形工件貼模性的裝置及方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：一種改善電磁成形工件貼模性的裝置，它包括電容器電源模塊，所述電容器電源模塊與驅(qū)動(dòng)線圈相連，所述驅(qū)動(dòng)線圈固定在滑塊上，并設(shè)置在半球型模具的正上方，所述半球型模具的頂部通過(guò)壓邊圈固定有金屬板件；所述驅(qū)動(dòng)線圈包含多匝多層；所述驅(qū)動(dòng)線圈上安裝有集磁器模塊。

所述集磁器模塊包括螺線管線圈集磁器，所述螺線管線圈集磁器安裝在驅(qū)動(dòng)線圈外部徑向，用于改變徑向電磁力分布。

所述集磁器模塊還包括平板線圈集磁器裝置，所述平板線圈集磁器裝置安裝在驅(qū)動(dòng)線圈底部，用于改變軸向電磁力分布。

所述螺線管線圈集磁器內(nèi)表面長(zhǎng)度與線圈長(zhǎng)度相等，內(nèi)徑比線圈外徑略大，外表面為傾斜的曲面，與半球型模具的內(nèi)側(cè)壁相貼合。

所述平板線圈集磁器裝置的上表面靠近驅(qū)動(dòng)線圈的底部，外半徑與驅(qū)動(dòng)線圈外半徑一致，下表面靠近工件表面。

采用任意一項(xiàng)所述成形裝置的成形方法，將待成形的工件經(jīng)電磁成形后，根據(jù)模具的要求，徑向出現(xiàn)難以貼模區(qū)域，通過(guò)在驅(qū)動(dòng)線圈外部徑向增加一個(gè)螺線管線圈集磁器裝置，把能量傳送到靠近側(cè)壁工件的區(qū)域，改變徑向難以貼模區(qū)域內(nèi)的電磁力分布，實(shí)現(xiàn)工件側(cè)壁無(wú)縫貼模。