[發明專利]一種電磁壓邊拉深試驗裝置及試驗方法

在審

• 申請號: 201810309056.3
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108465725A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 王強;李昊;何芳;鄭婭云
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B21D22/22
• 分類號: B21D22/22;B21D37/12;B21C51/00
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 高強

本發明公開了一種適于電磁壓邊拉深試驗裝置及試驗方法，包括定位及緊固機構、電磁壓邊拉深裝置、電磁力標定裝置及相應試驗方法。定位及緊固機構由固定塊、壓板、墊塊及底板組成，凹模及固定環由螺釘緊固于裝置底板；凹模上部環形凹槽內安裝有彈簧頂件機構；固定環凹槽內繞制有勵磁線圈，并配有相應電源及控制器；磁力環加工有環形凹槽與壓邊圈配合為一整體；磁力環與標定塊由螺紋配合；凸模與標定塊手柄通過螺釘緊固在上模座。本發明的電磁壓邊拉深試驗裝置，可輸出可調電磁力，通過給出的標定方法可獲得電磁力與電流強度曲線。通過試驗可得到給定拉深件的最優壓邊力曲線，并可獲得板料直徑大小對給定拉深件極限拉深系數的影響。

技術領域

本發明涉及一種電磁壓邊拉深試驗裝置及試驗方法，特別涉及一種適于薄板金屬拉深電磁壓邊拉深試驗裝置。

背景技術

在薄板金屬的拉深過程中，毛坯法蘭的外緣由于受到較大切向壓應力的作用容易發生起皺，往往需要在法蘭部分施加壓邊力抑制起皺的發生。傳統的壓邊裝置分為機械式與液壓式兩類。機械式壓邊一般采用彈簧、橡膠墊與氮氣缸，液壓式壓邊往往通過活塞產生的液體壓力進行壓邊。傳統的壓邊裝置所提供的壓邊力一般無法靈活調節且成遞增趨勢。為解決傳統壓邊方式的缺陷，提出了電磁壓邊技術，并已在電磁成形領域中得到應用。電磁壓邊技術在薄板金屬拉深領域中的應用目前大多是機械與電磁混合壓邊的形式，成本較高，結構較為復雜，可拆卸性能較差，壓邊力由于機械力的作用無法做到靈活精確的控制。為解決壓邊力由電磁力精確控制的電磁壓邊拉深裝置的實現問題，本發明人曾申請了一項名為“一種可拆卸式電磁壓邊拉深模具及其壓邊力控制方法”的發明專利（申請公布號：CN107716723 A），提出了一種實用型模具，用于大批量生產，但沒有涉及合理壓邊力曲線的獲取。合理壓邊力曲線的獲取方式主要可分為理論解析法、數值模擬法與試驗法。理論解析法往往需要對裝置結構簡化，易造成計算結果不精確。數值模擬法也往往需要對裝置結構簡化且所輸入的參數曲線不夠精確，因而也會造成仿真結果的不準確。試驗法是通過設計一系列的試驗，采用實踐的方法獲得合理的壓邊力曲線，試驗的設計精度會對曲線產生一定的影響。

發明內容

（1）發明目的

本發明的目的是為了提供一種壓邊力單純由電磁力提供的薄板金屬拉深電磁壓邊拉深試驗裝置的具體實施方案，并給出具體的裝置安裝方式、合理壓邊力曲線確定方法、空氣隙及電流強度對壓邊力影響規律測量方法及電磁力與電流強度大小的標定方法；通過改變毛坯尺寸以確定拉深件的極限拉深系數，極限拉深系數的確定可有效減少拉深次數，降低生產成本。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

（2）技術方案

一種電磁壓邊拉深試驗裝置及試驗方法，整套裝置包括凸模、凹模、磁力環、勵磁線圈、固定環、凹模、圓柱頭內六角螺釘、墊塊、固定塊、壓板、底板、墊片、圓柱螺旋壓縮彈簧、推件板、標定塊等零件。薄板金屬拉深電磁壓邊試驗裝置安裝于萬能材料試驗機上。萬能材料試驗機的上模座呈圓盤形，下模座為加工有長直梯形槽的工作臺。為將裝置底板與萬能材料試驗機工作臺緊固為一整體，設計橫截面為梯形的固定塊嵌于萬能材料試驗機工作臺面的梯形凹槽中，固定塊加工有螺紋通孔，將壓板放置于墊塊與底板的上端面，并由圓柱頭內六角螺釘將四者緊固為一整體。凹模及固定環由圓柱頭內六角螺釘固定于裝置底板，兩者間的配合采用間隙配合。固定環的凹槽內繞制有勵磁線圈，并配有相應的電源及控制器。固定環的下方設置有厚度可調的墊片以改變工作氣隙的大小。

凹模上部圓形凹槽內的彈簧頂件機構由圓柱螺旋壓縮彈簧與推件板組成。所述的壓邊圈，由模具鋼制成，其上均布有螺紋孔以與磁力環配合。

所述的磁力環，由磁導率較大的鋼材制成。磁力環的上端面加工有圓柱凸臺，圓柱凸臺的中央加工有螺紋通孔，以與凸?；驑硕▔K配合。磁力環的周向均布有螺紋孔，且其下端面加工有圓形凹槽，通過圓柱頭內六角螺釘將其與壓邊圈連接為一個整體。