[發明專利]基于電磁脈沖的輕合金管件氣脹熱成型裝置及成型方法

在審

• 申請號: 201710838334.X
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107377733A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 徐俊瑞;封元華;文智生;謝雪云;曹棟;周穎奇
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: B21D26/033
• 分類號: B21D26/033
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 宋詩非

1.基于電磁脈沖的輕合金管件氣脹熱成型裝置，其特征在于，所述成型裝置包括組合式模具單元、高壓氣體儲存單元(1)、高壓氣體發生單元(2)、電磁脈沖發生單元、壓縮單元(3)和溫控加熱單元；

待成型的管件(4)固設在組合式模具單元內，所述管件(4)、高壓氣體儲存單元(1)和高壓氣體發生單元(2)的內部兩兩連通；

電磁脈沖發生單元包括高壓脈沖發生子單元和平板線圈(5)，二者構成電氣回路；

壓縮單元(3)用于在平板線圈(5)所產生的電磁力的作用下，將高壓氣體儲存單元(1)內的氣體擠壓至所述管件(4)內；

溫控加熱單元用于對所述管件(4)進行加熱。

2.如權利要求1所述的基于電磁脈沖的輕合金管件氣脹熱成型裝置，其特征在于，所述成型裝置還包括壓力施加單元，該單元用于對所述管件(4)的非成型區域施加壓力。

3.如權利要求1或2所述的基于電磁脈沖的輕合金管件氣脹熱成型裝置，其特征在于，組合式模具單元包括第一子模具(6)和第二子模具(7)，第一子模具(6)的一端開口，第二子模具(7)的兩端均開口，第一子模具(6)的開口端與第二子模具(7)的第一開口端互合；

在第一子模具(6)內、自其開口端起依次為第一成型腔和圓形凹槽；

在第二子模具(7)內、自其第一開口端起依次為第二成型腔和圓形通孔；

第一成型腔和第二成型腔相對設置并構成完整成型腔，所述管件(4)的第一端依次經過圓形通孔和完整成型腔進入圓形凹槽，并固設其中。

4.如權利要求3所述的基于電磁脈沖的輕合金管件氣脹熱成型裝置，其特征在于，第一子模具(6)的開口端和第二子模具(7)的第一開口端均為環周臺階狀；

高壓氣體儲存單元(1)與圓形通孔通過法蘭(14)相連。

5.如權利要求4所述的基于電磁脈沖的輕合金管件氣脹熱成型裝置，其特征在于，組合式模具單元還包括第一座板(8)和第二座板(9)，第一座板(8)與第二座板(9)通過設置在兩者之間的多個緊固螺栓(10)相對且平行固設，并用于對互合后的第一子模具(6)與第二子模具(7)施加平行于圓形凹槽的徑向的壓力；

第一座板(8)與第一子模具(6)和第二子模具(7)、第二座板(9)與第一子模具(6)和第二子模具(7)均通過內六角螺釘(11)固連。

6.如權利要求5所述的基于電磁脈沖的輕合金管件氣脹熱成型裝置，其特征在于，高壓脈沖發生子單元包括高壓變壓器T、整流器UF、限流電阻R、儲能電容C和開關S；

高壓變壓器T的原邊線圈的兩端分別與交流電壓源的兩端相連，高壓變壓器T的副邊線圈的第一端通過整流器UF與限流電阻R的第一端相連，限流電阻R的第二端同時與開關S的第一端和儲能電容C的第一端相連，開關S的第二端與平板線圈(5)的第一端相連，平板線圈(5)的第二端同時與儲能電容C的第二端和高壓變壓器T的副邊線圈的第二端相連。

7.如權利要求6所述的基于電磁脈沖的輕合金管件氣脹熱成型裝置，其特征在于，

壓縮單元(3)為圓盤結構，在壓縮單元(3)的后端面上設置有驅動片(12)，驅動片(12)與固定內設在高壓氣體儲存單元(1)的后端面上的平板線圈(5)相對且接觸；

壓縮單元(3)能夠在高壓氣體儲存單元(1)內前后滑動，并與高壓氣體儲存單元(1)的內壁滾動摩擦。

8.如權利要求7所述的基于電磁脈沖的輕合金管件氣脹熱成型裝置，其特征在于，溫控加熱單元包括多個加熱棒(13)和溫控儀，多個加熱棒(13)均勻且貫穿設置在第一子模具(6)和第二子模具(7)內，溫控儀用于測量所述管材(4)的表面溫度，并與多個加熱棒(13)構成溫度閉環控制系統。

9.如權利要求8所述的基于電磁脈沖的輕合金管件氣脹熱成型裝置，其特征在于，在所述管材(4)的第一端與圓形凹槽的交接處、第一子模具(6)與第二子模具(7)的互合面上、法蘭(14)與圓形通孔的交接處和壓縮單元(3)的環面上均設置有密封圈；

在第一子模具(6)或第二子模具(7)上設置有與完整成型腔連通的排氣孔；

在所述成型裝置的氣路上設置有氣閥(15)，氣閥(15)用于控制高壓氣體發生單元(2)與高壓氣體儲存單元(1)和所述管件(4)之間的氣路的通斷。

10.基于權利要求1所述成型裝置的輕合金管件成型方法，其特征在于，所述成型方法包括：

步驟一、將待成型的管件(4)固設在組合式模具單元內；

步驟二、通過溫控加熱單元使所述管材(4)升溫至預定溫度；

步驟三、開啟高壓氣體發生單元(2)，使高壓氣體進入高壓氣體儲存單元(1)和所述管件(4)內，直至二者內部的氣壓升至預定值；

步驟四、通過電磁脈沖發生單元和壓縮單元(3)將高壓氣體儲存單元(1)內的氣體擠壓至所述管件(4)內；

步驟五、循環執行步驟二～步驟四，直至所述管件(4)的待成型區域與組合式模具單元的成型腔完全貼合。