[发明专利]一种轻合金材料磁脉冲驱动固体弹性介质压力成形装置及其成形方法

说明书

技术领域

本发明属于零件成形制造领域，具体涉及一种轻合金材料磁脉冲驱动固体弹性介质压力成形装置与成形方法。

背景技术

磁脉冲成形是一种高速率成形技术，可显著提高材料的成形性能。它是利用磁场力，而不是利用机械力实现对金属的加工，具有无润滑、无机械接触、快速加工、模具简单(单模成形)等特点。在磁脉冲成形过程中，由于成形速率较快，板材常与模具发生强烈的碰撞，导致板材回弹，在材料表面形成明显的凹陷，无法贴模。且磁脉冲成形工艺在成形中通常使材料产生胀形，无法实现拉深零件的成形。固体弹性介质压力成形即利用固体弹性介质取代传统冲压工艺中的凸模或凹模，将固体弹性介质作为传力介质使板材发生塑性变形。固体弹性介质压力成形工艺具有使金属板材成形更加灵活、模具磨损较少、成形零件的精度较高和表面良好、提高板材的成形性能、节约成本等优点。结合磁脉冲成形与固体弹性介质压力成形将有利于充分利用两者的优势，既体现高速率成形的特点又发挥固体弹性介质压力成形的特性，从而实现拉深件、盒形件以及复杂型面零件的高应变速率成形。

发明内容

本发明的目的是为了实现轻合金材料的拉深件、盒形件以及复杂型面零件的高应变速率成形，本发明提出一种磁脉冲驱动固体弹性介质压力成形装置及其成形方法。

本发明的技术方案是，一种轻合金材料磁脉冲驱动固体弹性介质压力成形装置，上压板，下固定板正对设置，通过螺栓连接，在上压板下侧面装有平板螺旋线圈，在平板螺旋线圈上装有铜驱动板；在下固定板的上侧面装有垫块。

一种轻合金材料磁脉冲驱动固体弹性介质压力成形方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将凹模放置于垫块；

(2)将轻合金待成形板材置于凹模上；

(3)固体弹性介质凸模与铜驱动板连接与待成形板材接触；

(4)调整螺栓，通过上压板和下固定板将整个成形装置固定；

(5)关闭放电开关K，电容器C开始放电，在平板螺旋线圈中产生变化的电流，铜驱动板产生感应电流，铜驱动板受到电磁力的作用产生高速运动；固体弹性介质凸模在铜驱动板的驱动下同样发生高速运动，轻合金板材在固体弹性介质凸模的作用下发生高速率的塑性变形，使轻合金板材与凸模贴模成形。

在凹模上通过压边螺栓装有压边圈，待成形板材通过压边圈置于凹模(11)上。

本发明具有如下的技术效果，(1)本发明将磁脉冲成形与固体弹性介质压力成形工艺结合，充分利用两种工艺的优势，提高了材料的成性能，针对室温下成形性能较差的材料同样可成形出质量良好的零件，节约生产成本，且所用方法简单，易于操作；(2)本发明克服了磁脉冲成形只能产生胀形变形以及磁脉冲成形中板材与模具碰撞后发生严重回弹无法贴模的缺陷，通过本发明使得磁脉冲高速率成形工艺可进行拉深变形，成形筒形件、盒形件以及复杂曲面零件等。

附图说明

图1本发明为轻合金板材磁脉冲驱动固体弹性介质压力成复杂曲面零件的示意图。

图2本发明为轻合金板材磁脉冲驱动固体弹性介质压力成盒形件的示意图。

图3本发明为轻合金板材磁脉冲驱动固体弹性介质压力成筒形件的示意图。

图4本发明平板螺旋线圈电路图。

图中：1-螺栓，2-螺母，3-垫片，4-上固定压板，5-平板螺旋线圈，6-铜驱动板，7-固体弹性介质凸模，8-螺栓，9-压边圈，10-板材，11-凹模，12-垫块，13-下固定压边，14-排气孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

如图1、图4所示，一种轻合金材料磁脉冲驱动固体弹性介质压力成形装置，上压板4，下固定板13正对设置，通过螺栓1连接，在上压板4下侧面装有平板螺旋线圈5，在平板螺旋线圈5上装有铜驱动板6；在下固定板13的上侧面装有垫块12；在平板螺旋线圈5连接有电磁成形系统14，所述的是在管线圈L的两端串联放电控制开关K、电阻R、整流器Z、变压器P，电容C一端接在电控制开关K与电阻R之间，另一端接在管线圈L的另一端。使用时将凹模11置于垫块12上，将轻合金待成形板材10置于凹模11上，在凹模11上开有排气孔15。