[发明专利]一种适于高速成形的电磁压边方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于成形技术领域，更具体地，涉及一种适于高速成形的电磁压边方法及装置。

背景技术

在板材冲压成形中，为了防止在拉伸过程中板件外围的起皱现象，需要施加一定的压边力，该力的产生与控制非常关键。一方面若压边力过大虽金属板件不易起皱，但会造成摩擦阻力大不利于金属板件的塑性流动的问题，这一点对深拉伸是非常不利的。另一方面，若压边太小，则不能有效抑制板材起皱。对于需要塑性流动的成形理想的压边方式是既能抑制起皱，又能最小化压边导致的摩擦阻力。因而既能抑制起皱，又能减少摩擦阻力，对提高成形能力有重要的意义。同时，由于传统是通过采用油压机在成形板件的外围施加压边力，但当待加工板件的面积较大时，油压机的工作台面随之增大，油压机的体积也将变的很大，成本高，操作难。因而发明一种易控、不受现有压力设备台面尺寸限制的压边方法对于提高大尺度构件的成形效率和能力具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适于高速成形的电磁压边方法，采用两个线圈的电磁吸引力代替传统压力机的液压力，使得压力大小、作用时间灵活可控；解决了现有能成形的工件尺寸受压力设备台面尺寸限制的问题。

本发明提供了一种适于高速成形的电磁压边方法，包括下述步骤：

(1)在金属板件压边区域上、下端面各放置一个压边线圈组；

(2)在高速成形过程中，通过在两个压边线圈组中通入脉冲电流，使得线圈组间产生巨大的电磁吸引力，从而起到压边力的效果。

更进一步地，所述压边线圈组由两个线圈组成，两个线圈通电流方向相反，在两个线圈间形成局部磁场，而在包含成形区域在内的其他区域处产生的磁场较小。

更进一步地，上压边线圈组与下压边线圈组之间产生的吸引力可直接通过自身骨架传递给金属板件进行压边，或者吸引力通过骨架传递给压边圈进行压边，压边圈形状由工件形状决定。

更进一步地，上、下压边线圈组可由整块或对称的分块组成。

本发明中，在金属板件压边部位上下对称放置两个压边线圈组；每个压边线圈组包含两个线圈，两个线圈电流方向相反以避免对工件电磁成形区域的磁场分布产生影响；两个压边线圈组通入脉冲电流，压边力来自于两个线圈组的电磁吸引力，为大小、脉宽可调的强脉冲电磁力。

本发明还提供了一种适于高速成形的电磁压边装置，包括模具，下压边线圈组，上压边线圈组和金属板件；所述上压边线圈组通过螺栓进行自身加固，所述下压边线圈组通过螺栓固定在所述模具上，所述金属板件处于所述模具与所述上压边线圈组之间，上压边线圈组与下压边线圈组之间有一定的空隙，工作时，吸引力使得所述上压边线圈组紧压在工件上。

其中，所述上压边线圈组包括第一下固定板，第一中固定板，第一上固定板，第一紧固螺栓，第一加固层，第一线圈和第二线圈；所述第一下固定板、所述第一中固定板和所述第一上固定板通过所述第一紧固螺栓连接；所述第一线圈与所述第二线圈均绕制在所述第一中固定板上，且绕线方向相同，通电流的方向相反；在所述第一线圈外绕制有所述第一加固层。

其中，所述下压边线圈组包括第二下固定板，第二中固定板，第二上固定板，第二紧固螺栓，第二加固层，第三线圈和第四线圈；所述第二下固定板，所述第二中固定板和所述第二上固定板通过所述第二紧固螺栓连接；所述第二紧固螺栓还用于将所述下压边线圈组与所述模具连接，用于将吸引力传递到所述模具上；所述第三线圈和所述第四线圈均绕制在第二中固定板上，且绕线方向相同，通电流的方向相反；在所述第三线圈外绕制有所述第二加固层。

更进一步地，所述第一线圈、所述第二线圈、所述第三线圈和所述第四线圈采用一个脉冲电源供电，产生与电磁脉冲成形所匹配的强脉冲电磁压边力。

本发明中的压边装置由两个压边线圈组构成，其中压边线圈为脉冲磁体结构，其与金属板件接触的端面光滑平整。下线圈与模具通过螺栓相连，把力传递给模具。每个电磁线圈组包含两个线圈，线圈镶嵌在中间层，上下两层采用坚固的绝缘材料。三层结构采用螺栓连接。每个压边线圈组中压边线圈通电方向相反，产生局部磁场，局部磁场对工件成形区域的磁场分布产生的影响极小。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明中由于压边线圈产生的电磁吸引力可以完全替代传统压边装置的压边力，从几十吨到数百吨都可以，并且体积小，安装方便，适应性和可扩容性强，特别适合受现有压力设备尺寸限制而无法实现压边的大尺度工件成形所需的压边。