[發(fā)明專(zhuān)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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710504845.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107243529B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔曉輝;王青山;喻海良
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B21D5/04
• 分類(lèi)號(hào): B21D5/04;B21D26/14;B21D37/10
• 代理公司: 長(zhǎng)沙朕揚(yáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43213
• 代理人: 周孝湖

本發(fā)明公開(kāi)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(tǒng)，壓邊圈設(shè)置在凹模的上方，凹模的圓角處嵌設(shè)有脹形線圈，凹模的上部于遠(yuǎn)離圓角的一側(cè)嵌設(shè)有第一側(cè)推線圈，壓邊圈上對(duì)應(yīng)于第一側(cè)推線圈處嵌設(shè)有第二側(cè)推線圈，凹模上于圓角的下方嵌設(shè)有第三側(cè)推線圈，凸模的下部嵌設(shè)有第四側(cè)推線圈，壓板的下部角落處嵌設(shè)有用于使板料的彎曲角發(fā)生反向變形的反彎線圈，電源系統(tǒng)為脹形線圈、第一側(cè)推線圈、第二側(cè)推線圈、第三側(cè)推線圈、第四側(cè)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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料塑性成形技術(shù)領(lǐng)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(shù)

彎曲是最普通的塑性變形方式之一，幾乎發(fā)生在所有的板料成形工序中。彎曲時(shí)，變形區(qū)內(nèi)靠近曲率中心的一側(cè)即內(nèi)層的纖維切向受壓，產(chǎn)生壓縮變形；遠(yuǎn)離曲率中心的一側(cè)即外側(cè)的纖維受拉，產(chǎn)生伸長(zhǎng)變形。隨著相對(duì)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(dāng)R/t減小到使外層邊緣纖維的拉伸變形超過(guò)材料的允許變形程度時(shí)，最終導(dǎo)致彎曲失效，并表現(xiàn)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(jìn)行彎曲。

但針對(duì)鋁合金、鎂合金、高強(qiáng)鋼等塑性差的難變形材料，板料彎曲拉裂的趨勢(shì)就更加明顯。并且，這些難變形材料都具有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即回彈大，板料回彈示意圖見(jiàn)圖1。彎曲變形后，回彈會(huì)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(wú)底凹模的自由彎曲。但校正彎曲會(huì)極大的增加壓力機(jī)的成形力，從而對(duì)壓力機(jī)噸位提出更高的要求，并容易對(duì)模具和壓力機(jī)產(chǎn)生破壞；(2)采用拉彎工藝。在板料彎曲的同時(shí)沿長(zhǎng)度方向施加拉力，使整個(gè)變形區(qū)處于拉應(yīng)力狀態(tài)。但這需要增加復(fù)雜的拉彎工裝，并且拉彎成形主要針對(duì)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(yīng)力，如果再在沿板料長(zhǎng)度方向施加拉應(yīng)力，則板料彎曲角的外層拉應(yīng)力數(shù)值會(huì)變大，更容易發(fā)生破裂。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服以上背景技術(shù)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(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)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(tǒng)，所述壓邊圈設(shè)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(shè)有脹形線圈，凹模的上部于遠(yuǎn)離圓角的一側(cè)嵌設(shè)有第一側(cè)推線圈，所述壓邊圈上對(duì)應(yīng)于所述第一側(cè)推線圈處嵌設(shè)有第二側(cè)推線圈，凹模上于所述圓角的下方嵌設(shè)有第三側(cè)推線圈，所述凸模的下部嵌設(shè)有第四側(cè)推線圈，所述壓板的下部角落處嵌設(shè)有用于使板料的彎曲角發(fā)生反向變形的反彎線圈，所述電源系統(tǒng)為所述脹形線圈、第一側(cè)推線圈、第二側(cè)推線圈、第三側(cè)推線圈、第四側(cè)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(chǎng)力對(duì)金屬工件進(jìn)行高速加工的方法，是未來(lái)制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。材料在脈沖磁場(chǎng)力高速變形條件下能夠獲得高于傳統(tǒng)沖壓加工下的成形性能。本發(fā)明的成形裝置通過(guò)設(shè)置第一側(cè)推線圈、第二側(cè)推線圈、第三側(cè)推線圈、第四側(cè)推線圈和脹形線圈，凸模下壓將板料彎曲后通過(guò)脹形線圈放電，板料圓角在脹形電磁力的作用下向遠(yuǎn)離凹模圓角方向運(yùn)動(dòng)，四個(gè)側(cè)推線圈放電將板料的兩個(gè)直邊推向板料的彎曲角區(qū)域，可減小彎曲角脹形時(shí)外層的拉應(yīng)力數(shù)值，避免彎裂；通過(guò)在壓板的下部角落處設(shè)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(fā)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(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：