[實用新型]一種電脈沖輔助旋壓成形機床

有效

• 申請號: 201821645258.7
• 申請日: 2018-10-10
• 公開（公告）號: CN209272231U
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 夏琴香;程思竹;徐騰;肖剛鋒;程秀全
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B21D22/16
• 分類號: B21D22/16;B21D37/16
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本實用新型公開了一種電脈沖輔助旋壓成形機床，包括機床本體、高能脈沖電源和控制單元，機床本體的兩端分別固定有床頭箱和尾頂，床頭箱的主軸上安裝有芯模，主軸、芯模和尾頂的中心線重合，芯模和尾頂的兩側各設有一個移動平臺，各移動平臺上均安裝有可轉動的旋輪座，各旋輪座上均安裝有旋輪，高能脈沖電源的正極通過電刷與芯模連接，負極通過電刷與各旋輪連接，控制單元對機床本體上各部件的運動進行CNC控制。通過在芯模和旋輪之間施加高能脈沖電流，從而在芯模、工件、旋輪之間形成最短電流通路，避免由于過多的中間環節導致電流利用率降低，并能始終把旋壓變形區限制在高能脈沖電流密度最大的部位，實現最大限度提高電致塑性效率的目的。

技術領域

本實用新型涉及機械工程的特種加工技術領域，特別涉及一種電脈沖輔助旋壓成形機床。

背景技術

對難變形金屬進行旋壓成形，常要采取一些工藝措施來提高金屬的塑性及降低變形抗力，如先將毛坯用加熱爐進行加熱然后再放到機床進行旋壓，或將加熱方式改成直接在機床上采用火焰或電感應加熱。近年來研發了電致塑性方法：將高能脈沖電流通過金屬材料，產生大量的定向漂移的自由電子，漂移電子群頻繁地定向撞擊位錯，對位錯段產生類似于外加應力的電子風力，促進位錯在其滑移面上的移動。同時，施加高能脈沖電流時電能、熱能和應力是被瞬時輸入到材料中，原子本來的隨機熱運動在高能脈沖電流瞬時沖擊力作用下獲得足夠的動能離開平衡位置，原子的擴散能力加強，位錯更容易滑移、攀移，從而提高了金屬的塑性。

旋壓成形的特點是瞬時變形區很小，并且變形區始終位于旋輪與坯料的接觸點附近，因此旋壓成形工藝在利用電脈沖輔助成形技術時，如果不能將變形區置于高能脈沖電流密度最高的區域，則會嚴重影響電致效應的發揮。目前的電致塑性旋壓機床中，電流的加載方法要么是電源兩極分別加載于毛坯與尾頂桿，所形成的通電閉環回路無法使旋輪與毛坯點接觸區成為強電致塑性區域，更多的則是利用電熱效應而不是電致塑性效應進行旋壓成形的，因此無法充分發揮對材料塑性的提升作用；要么是電源兩極分別加載于芯模和旋輪臂，而旋輪與旋輪臂之間通常都由各種油脂進行潤滑，其絕緣作用難免造成電流通道狹窄進而局部接觸電阻增加，導致旋輪內部軸承溫度升高而壽命急劇縮短，即電熱效應未能施加在坯料上而是錯誤地旋加在旋輪的軸承上。

實用新型內容

為克服現有旋壓技術的不足，本實用新型提供一種電脈沖輔助旋壓成形機床，其可最大限度地利用材料的電致塑性，降低生產成本，提高材料的旋壓成形性能。

為解決上述技術問題所采用的技術方案：一種電脈沖輔助旋壓成形機床，包括機床本體、高能脈沖電源和控制單元，所述機床本體的兩端分別固定有床頭箱和尾頂，所述床頭箱的主軸上安裝有芯模，所述主軸、芯模和尾頂的中心線重合，所述芯模和尾頂的兩側各設有一個可在機床本體上移動的移動平臺，各所述移動平臺上均安裝有可轉動的旋輪座，各所述旋輪座上均安裝有旋輪，所述高能脈沖電源的正極通過電刷與芯模連接，負極通過電刷與各旋輪連接，所述控制單元對主軸、尾頂、芯模、移動平臺、旋輪座和旋輪的運動進行CNC控制。

進一步地，各所述旋輪座為多工位旋轉旋輪座，各所述多工位旋轉旋輪座均安裝有至少兩個旋輪。

進一步地，所述芯模與主軸之間設有絕緣結構。

進一步地，所述尾頂與芯?；蚬ぜ髁现g設有絕緣結構。

進一步地，所述旋輪與旋輪座之間設有絕緣結構。

有益效果：本實用新型通過在芯模和旋輪之間施加高能脈沖電流，從而在芯模、工件、旋輪之間形成最短電流通路，避免由于過多的中間環節導致電流利用率降低，并能夠始終把旋壓變形區限制在高能脈沖電流密度最大的部位，實現最大限度提高電致塑性效率的目的，降低生產成本，提高材料的旋壓成形性能。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明：

圖1為本實用新型的結構示意圖；