[发明专利]一种壳体件的磁脉冲翻孔成形方法

说明书

一种壳体件的磁脉冲翻孔成形方法，它涉及壳体翻孔件成形方法，以解决现有钢模翻孔法制作翻边孔过程存在工艺复杂、生产效率低、生产周期长的问题，方法步骤为：步骤一、根据已经加工预制孔的曲面壳体件设计翻孔线圈骨架的形状；步骤二、把已经加工预制孔的曲面壳体件置于翻孔成形凹模上，曲面壳体件的内表面沿周向设置有压边圈，翻孔线圈骨架缠绕有与翻孔变形区相匹配的翻孔线圈，翻孔线圈覆盖并贴靠翻孔变形区，将电容器组的一端与翻孔线圈一接线端相连，电容器组的另一端与间隙开关一端相连，间隙开关的另一端与翻孔线圈另一接线端相连，将电容器组充电到预设的电压值；步骤三、磁脉冲翻孔成形；步骤四、翻孔校形。本发明用于壳体翻孔件成形。

技术领域

本发明涉及壳体翻孔件成形方法，涉及各种成形难度大、成形质量要求高的零件的翻孔成形工艺，属于金属板材塑性成形制造领域。

背景技术

在航天飞行器中，一般都存在曲面或平面壳体零部件上的翻孔成形特征，如在一般的液体火箭发动机的燃料贮箱底板和侧壁等部件中，管路与箱体之间需要采用焊接方法连接，为了给焊接创造更好的条件，提高焊接质量和强度，需要在箱体上制造一个高质量的翻边孔。常规的翻边方法就是直接用钢模翻孔，该方法需要一套具有凸凹模的大型成形工装和大台面压力机，生产成本高、周期长。当翻孔系数较小时，圆孔翻边变形区容易产生裂纹，通常需要道次成形工序，工序中间要进行打磨、修边和退火处理，制造工艺相当复杂，致使生产效率低，废品率高，成本高，工人劳动强度大。

发明内容

本发明为解决现有钢模翻孔法制作翻边孔过程存在工艺复杂、生产效率低、生产周期长的问题，提供一种壳体件的磁脉冲翻孔成形方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：一种壳体件的磁脉冲翻孔成形方法包括以下步骤：

步骤一、根据已经加工预制孔的曲面壳体件设计翻孔线圈的形状；

步骤二、把已经加工预制孔的曲面壳体件置于翻孔成形凹模上，曲面壳体件的内表面沿周向设置有压边圈，翻孔成形凹模和压边圈将曲面壳体件夹紧，预留出翻孔变形区，压边圈内布置翻孔线圈骨架，翻孔线圈骨架缠绕有与翻孔变形区相匹配的翻孔线圈，翻孔线圈覆盖并贴靠翻孔变形区，翻孔线圈与预制孔同轴设置，翻孔线圈由矩形截面铜匝线绕制；将电容器组的一端与翻孔线圈一接线端相连，电容器组的另一端与间隙开关一端相连，间隙开关的另一端与翻孔线圈另一接线端相连，将电容器组充电到预设的电压值；

步骤三、当电容器组充电结束后，断开充电回路，闭合间隙开关，则放电回路导通，电容器组经线圈放电，产生衰减震荡脉冲大电流和与之对应的瞬态变化磁场，根据电磁感应原理，上述放电过程会在曲面壳体件的翻孔变形区产生与翻孔线圈电流相对应的感应电流，翻孔变形区的感应电流也会产生感应磁场，翻孔线圈电流磁场和感应电流磁场在翻孔线圈与翻孔变形区之间增强，通过与感应电流作用，产生作用于翻孔变形区的法向脉冲磁场力，由于翻孔线圈固定不动，而翻孔变形区在这个法向力作用下发生向下变形和运动，逐渐贴靠翻孔成形凹模的过渡圆角面和直立面，形成向过渡圆弧边和翻起直壁的变形转变，直至变形力幅值急剧下降；

步骤四、将步骤三的翻孔线圈骨架替换为螺线管形线圈骨架，将矩形截面铜匝线缠绕在翻孔线圈骨架上形成圆柱状螺线管形线圈，将电容器组的一端与圆柱状螺线管形线圈一接线端相连，电容器组的另一端与间隙开关一端相连，间隙开关的另一端与圆柱状螺线管形线圈另一接线端相连，将电容器组充电到预设的电压值；当电容器组充电结束后，断开充电回路，闭合间隙开关，则放电回路导通，电容器组经圆柱状螺线管形线圈放电，产生衰减震荡脉冲大电流及作用于翻边孔的直壁的径向脉冲载荷，使翻边孔的直壁产生高速率径向变形，直至贴模，拆掉圆柱状螺线管形线圈和压边圈，取出成形好的带有翻孔的壳体件。