[發明專利]一種無線圈電磁復合成形裝置及成形方法

有效

• 申請號: 201910886135.5
• 申請日: 2019-09-19
• 公開（公告）號: CN110666018B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 劉維;曾小勇;孟正華;黃尚宇;周壽露;彭超
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B21D22/02
• 分類號: B21D22/02;B21D26/14;B21D43/00;B21D37/01
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 龔雅靜

本發明提供一種無線圈電磁復合成形裝置及成形方法，包括沖壓機構、電磁成形機構和外接電路，沖壓機構包括上模座、凸模、凹模和下模座，上模座底部固定凸模固定件，凸模嵌在凸模固定件內，電磁成形機構包括壓料板金屬片和凹模金屬片，凹模金屬片固定在凹模頂部，凸模、凸模固定件、壓料板金屬片上表面、凹模金屬片、凹模絕緣處理，壓料板金屬片下表面不進行絕緣處理，金屬坯料設在壓料板金屬片和凹模金屬片間，外接電路包括并聯的主電路、第一支路、第二支路和第三支路，主電路上設有電源，壓料板金屬片設在第一支路，凹模金屬片設在第二支路，第三支路上設電容，將傳統的沖壓成形和無線圈的電磁成形技術相結合，對較深坯料成形。

技術領域

本發明涉及材料塑性成形技術領域，具體涉及一種無線圈電磁復合成形裝置及成形方法。

背景技術

材料的輕量化是當今汽車工業、航空航天工業發展的重要領域之一，然而由于輕質材料如鋁合金、鎂合金的高硬度，低塑性，導致采用傳統的加工技術生產的成形件容易發生褶皺、裂紋等損壞現象。電磁成形是一種采用電磁線圈放電產生磁場，在成形件上形成感應電流，利用電磁力的作用使輕質金屬成形的技術，能獲得優良的成形性能。但由于線圈大小的限制，電磁成形難以成形較大曲面的零件。

電磁復合成形是結合傳統的沖壓成形技術與電磁成形技術，該方法是將線圈鑲入凸模中，先采用傳統沖壓凸模對坯料預加工，完成大部分的成形，再由線圈爭對坯料局部難以成形的部位進行電磁成形，實現大面積曲面零件的加工。但該技術的不足之處是，線圈要鑲入模具中，對模具的形狀、大小、精度求解苛刻，鑲入線圈極為困難，且鑲入線圈的凸模也易對模具質量造成損壞。另外，電磁成形為高能率成形，產生的電磁力非常大，在使用過程中線圈極易變形或損壞。

無線圈的電磁成形技術是采用兩個平行板料通入相同或相反電流，產生較大電磁力，使板料間產生相互排斥或相互吸引的作用力的成形方法。該方法雖然取代了使用線圈造成的弊端，但無線圈板料電磁成形的磁場范圍有限，靠近兩塊板料較近時，則電磁力較大，超過一定范圍，電磁力急劇減小。故在對較深坯料成形時，無線圈的電磁成形技術則無法完成。

發明內容

根據現有技術的不足，本發明的目的是提供一種無線圈電磁復合成形裝置及成形方法，將傳統的沖壓成形和無線圈的電磁成形技術相結合，完成較深沖壓，對金屬坯料成形較大曲面，且避免了傳統沖壓容易產生的褶皺和裂紋等問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種無線圈電磁復合成形裝置，包括沖壓機構、電磁成形機構和外接電路；

所述沖壓機構包括上模座、凸模、壓料板、第一螺釘、下模座和凹模，所述上模座底部固定有凸模固定件，所述凸模鑲嵌在所述凸模固定件內，所述凸模底部為沖頭，所述壓料板設在所述沖頭外側，所述第一螺釘自所述上模座穿過所述凸模固定件至所述壓料板，所述第一螺釘與所述上模座和所述凸模固定件間隙配合，所述第一螺釘與所述壓料板螺紋連接進行固定，所述第一螺釘上套設有彈簧，所述彈簧一端與所述壓料板頂部固定，另一端與所述凸模固定件底部固定，所述凹模鑲嵌在所述下模座內，所述凸模、所述壓料板和所述凹模表面絕緣處理；

所述電磁成形機構包括壓料板金屬片和凹模金屬片，兩個所述壓料板金屬片分別設在所述凸模兩側，所述壓料板金屬片固定在所述壓料板底部，所述凹模金屬片固定在凹模頂部，所述壓料板金屬片上表面和所述凹模金屬片表面絕緣處理，所述壓料板金屬片下表面不進行絕緣處理，金屬坯料設在所述壓料板金屬片和所述凹模金屬片間；

所述外接電路包括主電路、第一支路、第二支路和第三支路，所述主電路、所述第一支路、所述第二支路和所述第三支路并聯，所述主電路上設有電源、電阻和第一控制開關，所述壓料板金屬片設在所述第一支路上，所述凹模金屬片設在所述第二支路上，所述第一支路和所述第二支路的總電路上串聯有第二控制開關，所述第三支路上設有電容，用于儲存電荷以供電磁成形機構放電。

進一步的，所述壓料板金屬片為Z字形。