[發明專利]一種可減小板料最小彎曲半徑的板料成形裝置及成形方法

有效

• 申請號: 201710504845.8
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107243529B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 崔曉輝;王青山;喻海良
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B21D5/04
• 分類號: B21D5/04;B21D26/14;B21D37/10
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 周孝湖

本發明公開了一種可減小板料最小彎曲半徑的板料成形裝置及成形方法，該裝置包括凸模、凹模、壓邊圈、壓板和電源系統，壓邊圈設置在凹模的上方，凹模的圓角處嵌設有脹形線圈，凹模的上部于遠離圓角的一側嵌設有第一側推線圈，壓邊圈上對應于第一側推線圈處嵌設有第二側推線圈，凹模上于圓角的下方嵌設有第三側推線圈，凸模的下部嵌設有第四側推線圈，壓板的下部角落處嵌設有用于使板料的彎曲角發生反向變形的反彎線圈，電源系統為脹形線圈、第一側推線圈、第二側推線圈、第三側推線圈、第四側推線圈和反彎線圈供電。該成形裝置可減小板料的最小彎曲半徑極值，避免板料外層彎裂，并可抑制板料回彈。

技術領域

本發明涉及材料塑性成形技術領域，具體涉及一種可減小板料最小彎曲半徑的板料成形裝置及成形方法。

背景技術

彎曲是最普通的塑性變形方式之一，幾乎發生在所有的板料成形工序中。彎曲時，變形區內靠近曲率中心的一側即內層的纖維切向受壓，產生壓縮變形；遠離曲率中心的一側即外側的纖維受拉，產生伸長變形。隨著相對彎曲半徑R/t的減小，彎曲變形程度逐步增加，外層邊緣纖維的最大拉伸變形也不斷增大。當R/t減小到使外層邊緣纖維的拉伸變形超過材料的允許變形程度時，最終導致彎曲失效，并表現為板料外層被拉裂，此刻零件的彎曲半徑為最小彎曲半徑。為了避免零件的彎裂，通常選擇塑性好的材料進行彎曲。

但針對鋁合金、鎂合金、高強鋼等塑性差的難變形材料，板料彎曲拉裂的趨勢就更加明顯。并且，這些難變形材料都具有一個共同的特點，即回彈大，板料回彈示意圖見圖1。彎曲變形后，回彈會造成彎曲件的彎曲半徑增大，從而更難以獲得小彎曲半徑的板型零件，限制了板材的精確塑性成形。

為了減小回彈，目前主要采用以下兩種方式：(1)采用有底凹模的校正彎曲代替無底凹模的自由彎曲。但校正彎曲會極大的增加壓力機的成形力，從而對壓力機噸位提出更高的要求，并容易對模具和壓力機產生破壞；(2)采用拉彎工藝。在板料彎曲的同時沿長度方向施加拉力，使整個變形區處于拉應力狀態。但這需要增加復雜的拉彎工裝，并且拉彎成形主要針對大圓角半徑的板料成形。小圓角半徑的彎曲，板料外層本身就受到較大的拉應力，如果再在沿板料長度方向施加拉應力，則板料彎曲角的外層拉應力數值會變大，更容易發生破裂。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種可減小板料的最小彎曲半徑極值，避免板料外層彎裂，并可抑制板料回彈的板料成形裝置及成形方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種可減小板料最小彎曲半徑的板料成形裝置，包括凸模、凹模、壓邊圈、壓板和電源系統，所述壓邊圈設置在凹模的上方，用于將待成形的板料夾持在凹模和壓邊圈之間，凹模的圓角處嵌設有脹形線圈，凹模的上部于遠離圓角的一側嵌設有第一側推線圈，所述壓邊圈上對應于所述第一側推線圈處嵌設有第二側推線圈，凹模上于所述圓角的下方嵌設有第三側推線圈，所述凸模的下部嵌設有第四側推線圈，所述壓板的下部角落處嵌設有用于使板料的彎曲角發生反向變形的反彎線圈，所述電源系統為所述脹形線圈、第一側推線圈、第二側推線圈、第三側推線圈、第四側推線圈和反彎線圈供電。

電磁脈沖成形是一種利用脈沖磁場力對金屬工件進行高速加工的方法，是未來制造業的關鍵技術之一。材料在脈沖磁場力高速變形條件下能夠獲得高于傳統沖壓加工下的成形性能。本發明的成形裝置通過設置第一側推線圈、第二側推線圈、第三側推線圈、第四側推線圈和脹形線圈，凸模下壓將板料彎曲后通過脹形線圈放電，板料圓角在脹形電磁力的作用下向遠離凹模圓角方向運動，四個側推線圈放電將板料的兩個直邊推向板料的彎曲角區域，可減小彎曲角脹形時外層的拉應力數值，避免彎裂；通過在壓板的下部角落處設置反彎線圈，脹形線圈放電完畢后，反彎線圈放電，使板料彎曲角發生反向變形，減小甚至消除板料回彈。該成形裝置可減小板料的最小彎曲半徑極值，避免板料外層彎裂，并可抑制板料回彈。

作為對上述技術方案的進一步改進：