[发明专利]基于比特线圈的管材磁脉缩径成形装置与方法

权利要求书

1.一种基于比特线圈的管材磁脉缩径成形装置，其特征在于：所述装置包括磁脉冲成形机(1)、连接线(2)、比特线圈(3)、上绝缘板(4)、下绝缘板(5)、集磁器(6)和绝缘套筒(7)，集磁器(6)沿轴线设有工作区域孔(6-1)，集磁器(6)的上、下端面分别设有上锥面(6-2)和下锥面(6-3)，集磁器(6)沿径向设有纵缝(6-4)，绝缘套筒(7)套装在集磁器(6)上，集磁器(6)和绝缘套筒(7)的组件设置在比特线圈(3)内，集磁器(6)与比特线圈(3)同轴设置，上绝缘板(4)和下绝缘板(5)分别设置在比特线圈(3)的两端，通过连接元件将上绝缘板(4)和下绝缘板(5)与比特线圈(3)固定连接，磁脉冲成形机(1)的正极通过连接线(2)与比特线圈(3)的正极端连接，磁脉冲成形机(1)的负极通过连接线(2)与比特线圈(3)的负极端连接。

2.根据权利要求1所述的基于比特线圈的管材磁脉缩径成形装置，其特征在于：所述纵缝(6-4)的宽度S为0.3mm～1mm。

3.根据权利要求2所述的基于比特线圈的管材磁脉缩径成形装置，其特征在于：所述纵缝(6-4)的宽度S为0.5mm。

4.根据权利要求2所述的基于比特线圈的管材磁脉缩径成形装置，其特征在于：所述纵缝(6-4)的宽度S为0.75mm。

5.一种利用权利要求1或2所述的装置实现基于比特线圈的管材磁脉缩径成形方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：

步骤一、安装铝合金管材(9)：将铝合金管材(9)置于集磁器(6)的工作区域孔(6-1)中，并将铝合金管材(9)的待成形区(9-1)与集磁器(6)的工作区域孔(6-1)相对，同时铝合金管材(9)的非成形段通过工装定位；

步骤二、安装芯模(8)：把芯模(8)置于铝合金管材(9)的内腔，位置与待成形区(9-1)相对；

步骤三、通过磁脉冲成形铝合金管材(9)：控制磁脉冲成形机(1)，通过外电网对磁脉冲成形机(1)中储能单元充电，当磁脉冲成形机(1)被充电到设定电压后，通过比特线圈(3)放电，放电回路为RLC回路，通过比特线圈(3)的脉冲电流具有瞬时衰减震荡的特性，2～3个周期即衰减震荡完毕，通过比特线圈(3)的脉冲大电流必然在集磁器(6)外壁表层产生感应电流，此感应电流沿集磁器(6)外壁表层和纵缝(6-4)流入到工作区域孔(6-1)并形成回路，由此，流过集磁器(6)工作区域的感应电流会产生变化的磁场，该磁场在置于工作区域内的铝合金管材(9)的外表层产生感应电流，此感应电流和被约束在集磁器(6)的工作区域与铝合金管材(9)间隙内的磁场相互作用，产生沿径向向内的、作用于铝合金管材(9)待成形区(9-1)的脉冲磁场力，在脉冲磁场力作用下，铝合金管材(9)的待成形区(9-1)产生径向向内的高速率运动和变形，直到与芯模(8)冲击接触，实现缩径变形；

步骤四、卸荷：缩径成形加工完毕，磁脉冲成形机(1)安全接地卸荷；

步骤五、取出缩径成形铝合金管件(9)，拆除芯模(8)，获得缩径管件。

6.根据权利要求5所述的基于比特线圈的管材磁脉缩径成形方法，其特征在于：步骤二中的芯模(8)为金属棒或管材。

7.根据权利要求5所述的基于比特线圈的管材磁脉缩径成形方法，其特征在于：步骤三中的比特线圈(3)的外表面与空气直接接触。