[发明专利]一种电磁吸引力成形金属板料的装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁吸引力成形金属板料的装置与方法。

背景技术

电磁成形主要应用于导电材料的成形制造工艺中，是一种利用电能转化为磁场能成形金属板料的方法，传统的电磁成形设备往往利用电磁排斥力，如中国专利公开号为CN101406913A的文献介绍的金属板料电磁成形装置，包括线圈、集磁器、工件与成形模具。线圈外部装配集磁器置于工件的一侧，集磁器有效集磁的工作面靠近工件。而成形模具则位于工件的另一侧，成形时在线圈中通过脉冲大电流，在线圈与工件之间产生排斥力推动工件向模具运动使工件贴紧模具，以此成形工件。

所述的电磁成形设备缺点为，首先电磁成形设备的模具与线圈分别置于工件的两边，使得设备整体分为两个部分不方便操作；其次需要成形工件为封闭区域蒙皮或覆盖件时，成形需要在反向设置模具需要先行拆卸覆盖件，工艺和操作都变复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电磁吸引力成形金属板料的装置与方法，转化传统的电磁成形排斥力为吸引力，将线圈和模具组合为一体，减少配合难度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种电磁吸引力成形金属板料的装置，其特征在于：包括执行器，所述执行器包括设有内置型腔的绝缘外壳，所述绝缘外壳内设置有与所述型腔配合的筒形感应器，所述筒形感应器内装配有一转换初级线圈，所述转换初级线圈的两端分别引出一个接线端；所述绝缘外壳包括前绝缘外壳与后绝缘外壳，所述前绝缘外壳开设有圆柱形槽，所述圆柱形槽内由内而外依次设置有电磁屏、隔离片和单匝工作线圈，所述单匝工作线圈与所述筒形感应器连接，所述单匝工作线圈表面包覆有绝缘模具，所述绝缘模具设置有成形金属板料的模具型腔。

进一步的，还包括电源系统，所述电源系统包括控制模块、充电模块、储能模块、放电模块及执行模块，所述执行模块包括所述转换初级线圈、筒形感应器、电磁屏、单匝工作线圈及金属板料；所述控制模块分别与所述充电模块、放电模块、执行模块连接，所述充电模块连接在储能模块两端，储能模块还与放电模块连接；所述放电模块与所述执行模块的转换初级线圈连接；所述的初级线圈缠绕在筒形感应器内，所述筒形感应器输出端与单匝线圈的引线电性连接；所述的单匝线圈置于所述的电磁屏与金属板料之间。

进一步的，所述的放电模块施加在初级线圈中的电流为正弦衰减电流，所述正弦衰减电流的频率满足，式中：为频率；为金属板料磁导率；为金属板料电导率；为金属板料厚度。

进一步的，所述后绝缘外壳的周部设置有一手柄固定环，所述手柄固定环两侧对应设置有两个手柄。

进一步的，所述单匝工作线圈为环形薄铜片，所述环形薄铜片的一侧开设有线圈通槽，沿所述线圈通槽引出垂直于所述环形薄铜片的连接板。

进一步的，所述圆柱形槽底部开设有用于所述连接板穿过的矩形槽。

进一步的，所述筒形感应器开设有与所述线圈通槽方向一致的感应器通槽，所述筒形感应器靠近所述单匝工作线圈一侧还设置有与所述连接板相配合的安装端面，所述连接板与所述安装端面固定。

进一步的，所述转换初级线圈的层间设置绝缘，以螺旋形缠绕在筒形感应器上；所述筒形感应器与所述转换初级线圈以一固定筒固定。

一种电磁吸引力成形金属板料的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤S1：所述控制模块控制所述充电模块对所述储能模块进行充电；

步骤S2：所述控制模块控制所述放电模块将所述储能模块中存储的电能释放并施加脉冲大电流给所述执行模块中的转换初级线圈；

步骤S4：所述转换初级线圈对所述筒形感应器发生电磁感应，在所述筒形感应器的感应器通槽两端积累电动势；

步骤S5：由于所述单匝工作线圈与所述筒形感应器的感应器通槽两端连接，所述电动势产生一个低频率大幅值的电流施加在所述单匝工作线圈中，完成脉冲转换的过程；

步骤S6：所述单匝工作线圈被施加所述低频率大幅值的电流后，在所述电磁屏与金属板料上皆产生涡流，因电磁屏固定于所述圆柱形槽内，所述金属板料受到电磁力的作用向所述电磁屏运动；

步骤S7：所述金属板料与所述绝缘模具接触，被挤压成模具型腔的形状。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明转化传统的电磁成形排斥力为吸引力，可以将线圈和模具组合为一体，减少配合难度；

2、本发明通过转换初级线圈和筒形感应器的作用，将低电容值输出低频高幅值的电流，提高成形力；

3、本发明执行器较为轻便，可以手持完成板料成形，适用性强。