[发明专利]一种采用强磁力逐步成形薄壁零件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄壁零件的成形方法，具体涉及一种采用强磁力驱动模具和坯料以成形薄壁零件的方法。

背景技术

在航空航天等领域，存在很多大尺寸且薄壁的零件，零件的壁厚低于0.5mm甚至更薄。典型的零件如：置于两个刚性结构之间起缓冲作用的薄壁波纹管，置于压力管路上用于过载时释放载荷的薄壁膜片。此类零件一般作为非承载结构件使用。由于航空航天结构普遍尺寸较大，所以上述的薄壁零件除了材料的壁厚很薄外，还具有平面内尺寸大的特点。如某规格的薄壁波纹管，其壁厚为0.2mm，而直径达到1000mm。因为壁厚很薄，所以在利用薄壁板材或薄壁管材成形此类零件时，需要的单位成形力较小。

液压胀形或气压胀形是成形薄壁零件的理想方法，这是因为采用液体或气体来驱动材料变形时，材料只与单侧的模具接触，所以材料流动阻力小，不易出现开裂等成形缺陷。但是当待成形的零件总体尺寸较大时，坯料上作用的总的成形载荷将变得很大，对成形设备的吨位提出了较高要求。同时，一般成形设备如三梁四柱液压机的工作台面也往往不能满足要求。以上述薄壁波纹管为例，如果待成形的环向波纹宽度为20mm，而相邻两个波纹之间的距离为20mm，则在采用液压胀形或气压胀形进行整体成形时，有50％的设备载荷是用来抵消两个相邻波纹之间材料受到的反力，只有50％的设备载荷是用来平衡成形波纹所需的反力。如果两个波纹之间的距离加大，则用于平衡非成形区域所需要的设备载荷占总载荷的比例将更大。经文献检索，申请号为200810063918.5的中国发明专利申请提出了具有局部凸起状的长管零件的成形方法，采用局部加热待成形部位材料的方法，来成形具有局部凸起状的管状零件。因为加热后可以降低材料的变形抗力，从而降低需要的成形压力，所以利用该方法可以大幅降低约束模具所需要的设备载荷。但是，由于这种方法仍需要采用闭合后可形成封闭型腔的上下模具来整体约束坯料上待成形的部位及其邻近的区域，仍有较大部分的设备载荷用于平衡非成形区材料受到的反力，所以对于尺寸大的零件难以实施。

为了解决采用现有成形方法一次成形大尺寸薄壁零件时存在设备吨位和台面不足，以及模具尺寸大、成本高等问题，需要建立一种能够灵活地在大尺寸薄壁管状或板状坯料上局部位置成形需要的零件特征的成形方法。

发明内容

本发明是为解决现有的成形方法在成形大尺寸薄壁零件时设备吨位和台面不足，以及模具尺寸大、成本高问题，进而提供一种采用强磁力逐步成形薄壁零件的方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

一种采用强磁力逐步成形薄壁零件的方法是按照以下步骤进行的：

步骤一、将待成形的薄壁坯料固定在加工平台上；

步骤二、将凹模放置在薄壁坯料的一侧面，将凸模放置在薄壁坯料的与凹模相对应位置的另一侧面；其中凹模和凸模均为导磁材料；

步骤三、凹模快速充磁产生强磁性，在磁力作用下，凹模和凸模吸合，凸模顶压薄壁坯料；

步骤四、凹模及凸模一起连续移动，薄壁坯料成形出长条凹槽；

步骤五、重复步骤三和步骤四，直至完成薄壁坯料上所有待成形位置的成形，成形出多个长条凹槽；

步骤六、消除凹模的强磁性，移走凹模和凸模，得到成形的薄壁零件。

一种采用强磁力逐步成形薄壁零件的方法是按照以下步骤进行的：

步骤一、将待成形的薄壁坯料固定在加工平台上；

步骤二、将凹模放置在薄壁坯料的一侧面，将凸模放置在薄壁坯料的与凹模相对应位置的另一侧面；其中凹模和凸模均为导磁材料；

步骤三、凹模快速充磁产生强磁性，在磁力作用下，凹模和凸模吸合，凸模顶压薄壁坯料形成凹坑；

步骤四、凹模的强磁性快速消除，移动凹模和凸模到下一个待成形位置，重复步骤三以完成该位置的成形；

步骤五、重复步骤三和步骤四，直至完成薄壁坯料上所有待成形位置的成形，成形出多个凹坑；

步骤六、消除凹模的强磁性，移走凹模和凸模，得到成形的薄壁零件。

一种采用强磁力逐步成形薄壁零件的方法是按照以下步骤进行的：

步骤一、将待成形的薄壁坯料固定在加工平台上；

步骤二、将凹模放置在薄壁坯料的一侧面；其中凹模和薄壁坯料均为导磁材料；

步骤三、凹模快速充磁产生强磁性，在磁力作用下，凹模和薄壁坯料吸合，薄壁坯料上形成凹坑；

步骤四、凹模的强磁性快速消除，移动凹模到下一个待成形位置，重复步骤三以完成该位置的成形；