[發(fā)明專(zhuān)利]一種采用軸向電磁拉力減小管件壓縮時(shí)起皺的裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910205205.6
• 申請(qǐng)日: 2019-03-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109967594A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱立;張龍;高浚杰;常鵬;熊奇;鄧長(zhǎng)征;曹成;江進(jìn)波;陳龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B21D26/14
• 分類(lèi)號(hào): B21D26/14
• 代理公司: 宜昌市三峽專(zhuān)利事務(wù)所 42103
• 代理人: 吳思高

一種采用軸向電磁拉力減小管件壓縮時(shí)起皺的裝置及方法，用于給待成形金屬管件提供成形力的脈沖力線圈；位于待成形金屬管件上、下端的第一環(huán)型磁軛、第二環(huán)型磁軛；所述第一、二環(huán)型磁軛的截面呈一帶間隙的矩形框架型；環(huán)型磁軛的空腔內(nèi)設(shè)有恒定磁場(chǎng)線圈；恒定磁場(chǎng)線圈用于在待成形金屬管件端部產(chǎn)生徑向恒定磁場(chǎng)；環(huán)型磁軛的空腔內(nèi)設(shè)有脈沖磁場(chǎng)線圈，脈沖磁場(chǎng)線圈用于在待成形金屬管件端部產(chǎn)生感應(yīng)渦流；脈沖磁場(chǎng)線圈均開(kāi)有一軸向通槽，通槽的位置與環(huán)型磁軛的間隙對(duì)應(yīng)。本發(fā)明一種采用軸向電磁拉力減小管件壓縮時(shí)起皺的裝置及方法，在管件壓縮的過(guò)程中通過(guò)軸向電磁拉力減少材料的軸向流動(dòng)，可以有效的抑制管件起皺。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬加工領(lǐng)域，特別涉及一種采用軸向電磁拉力減小管件壓縮時(shí)起皺的裝置及方法，主要用于抑制金屬管件壓縮過(guò)程中的起皺現(xiàn)象。

背景技術(shù)

金屬管件由于其輕量化、強(qiáng)韌化及高精度的特征優(yōu)勢(shì)，已被交通運(yùn)輸、航空航天等技術(shù)領(lǐng)域廣泛采納，各國(guó)工業(yè)領(lǐng)域都投入了大量資金來(lái)研發(fā)其相關(guān)的成形技術(shù)。然后，由于金屬管件壓縮過(guò)程中的起皺失穩(wěn)問(wèn)題，使其在工程領(lǐng)域的應(yīng)用和制造受到了很大程度的制約。

文獻(xiàn)“金屬薄壁管件外壓縮徑成形理論及實(shí)驗(yàn)研究（中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)，第28卷第3期，586-593）” 對(duì)金屬薄壁管件縮徑成形過(guò)程中的彈塑性失穩(wěn)規(guī)律進(jìn)行研究，提出預(yù)測(cè)縮徑褶皺、提高成形件質(zhì)量的方法及技術(shù)手段；同時(shí)，基于 L. H. Donnell 線性屈曲理論，推導(dǎo)了管坯均布外壓作用下的環(huán)向彈性及塑性起皺臨界載荷表達(dá)式；探討了成形條件及材料參數(shù)對(duì)管材抗起皺性能強(qiáng)弱的影響。然而，該文獻(xiàn)只對(duì)管件起皺的理論進(jìn)行了相關(guān)研究，并未提出較為合理的方法解決管件壓縮起皺問(wèn)題。

中國(guó)專(zhuān)利“一種耦合冷卻式管件柔性電磁成形方法及裝置（CN 108405700 A）” 公開(kāi)了一種耦合冷卻式管件柔性電磁成形方法及裝置，包括用于產(chǎn)生脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)的多匝多層主線圈；用于幫助所述多匝多層主線圈增強(qiáng)耦合效應(yīng)的柔性電磁力線圈；帶走所述多匝多層主線圈熱量、實(shí)現(xiàn)讓所述多匝多層主線圈降溫的耦合降溫線圈；用于加快耦合降溫線圈熱量耗散的壓縮空氣冷凝管；用于給所述多匝多層主線圈供電的脈沖電源、控制開(kāi)關(guān)。然而，這一專(zhuān)利僅實(shí)現(xiàn)了徑向力軸向分布的可控性，對(duì)管件壓縮起皺的效果甚小。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種采用軸向電磁拉力減小管件壓縮時(shí)起皺的裝置及方法，在管件壓縮的過(guò)程中通過(guò)軸向電磁拉力減少材料的軸向流動(dòng)，可以有效的抑制管件壓縮時(shí)的起皺失穩(wěn)問(wèn)題。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種采用軸向電磁拉力減小管件壓縮時(shí)起皺的裝置，包括：

用于給待成形金屬管件提供成形力的脈沖力線圈；

位于待成形金屬管件上端的第一環(huán)型磁軛、位于待成形金屬管件下端的第二環(huán)型磁軛；

所述第一、二環(huán)型磁軛的截面呈一帶間隙的矩形框架型，第一環(huán)型磁軛的間隙開(kāi)設(shè)于矩形框架型下邊，第二環(huán)型磁軛的間隙開(kāi)設(shè)于矩形框架型上邊；所述第一、二環(huán)型磁軛用于構(gòu)成恒定磁場(chǎng)磁回路；

所述第一環(huán)型磁軛的空腔內(nèi)設(shè)有第一恒定磁場(chǎng)線圈，所述第二環(huán)型磁軛的空腔內(nèi)設(shè)有第二恒定磁場(chǎng)線圈；所述第一、二恒定磁場(chǎng)線圈用于在待成形金屬管件端部產(chǎn)生徑向恒定磁場(chǎng)；第一恒定磁場(chǎng)線圈、第二恒定磁場(chǎng)線圈分別連接第一直流電源、第二直流電源；

所述第一環(huán)型磁軛的空腔內(nèi)設(shè)有第一脈沖磁場(chǎng)線圈，所述第二環(huán)型磁軛的空腔內(nèi)設(shè)有第二脈沖磁場(chǎng)線圈；所述第一、二脈沖磁場(chǎng)線圈用于在待成形金屬管件端部產(chǎn)生感應(yīng)渦流；所述第一、二脈沖磁場(chǎng)線圈均開(kāi)有一軸向通槽，通槽的位置與環(huán)型磁軛的間隙對(duì)應(yīng)；第一脈沖磁場(chǎng)線圈、第二脈沖磁場(chǎng)線圈分別連接第一脈沖電源、第二脈沖電源；

所述間隙的寬度較待成形金屬管件的壁厚大0.2-0.5mm。

所述第一、二環(huán)型磁軛由厚度為0.2mm的絕緣硅鋼片疊制而成。