[发明专利]一种可拆卸式电磁压边拉深模具及其压边力控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可拆卸式电磁压边拉深模具及其压边力控制方法，特别涉及一种适于薄板金属拉深成形模具。

背景技术

在薄板拉深过程中，在毛坯法兰处径向会产生较大的拉伸应力，切向会产生较大的压缩应力，容易造成起皱缺陷。通常在毛坯法兰处施加压边力可以有效地抑制法兰起皱缺陷，所以对于压边力的精确控制是决定金属板料成形质量的关键技术之一。常见的压边方式主要有机械与液压压边两类。机械式压边主要采用弹簧、橡胶垫及氮气缸，液压式压边是通过活塞产生液体压力实现的。近期研发的新型压边技术，已在电磁成形工艺中得到应用，一般采用机械电磁混合压边的方法。如采用压边弹簧与电磁压边的混合形式，压边弹簧在工作过程中会提供逐渐增加的压边力，与所控制的电磁力叠加后很难得到预定的压边力曲线，造成对电磁力控制的不精确，难免会使得拉深件出现破裂与起皱缺陷。另外，现有的薄板拉深成形电磁压边技术往往没有考虑电磁压边装置的可拆卸性，不方便更换凸模。此外，目前所提出的板料拉深电磁压边装置均采用交流电，可能会使得压边力变化不平稳。并且所提出的板料拉深电磁压边装置只停留在结构的设计，并未给出具体的电磁线圈电流控制策略。

发明内容

（1）发明目的

本发明的目的是为了解决现有压边技术的空缺，提供了一种可拆卸式电磁压边的薄板拉深模具及其压边力控制方法，它可以通过对可控直流电源的调节，以实现变压边力输出，并解决现有电磁压边拉深成形模具无法去除机械压力对压边力的影响，并提出可拆卸式的模具结构。将通入电磁线圈的交变电流改为直流电，可使得压边力的变化更为平稳。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

（2）技术方案

一种可拆卸式电磁压边拉深模具及压边力控制方法，模具包括上模座、下模座、模套、导柱、固定环、凸模、凹模、磁力环、组合式压边圈、电磁线圈、紧定螺钉、圆柱销、模柄、调整垫片、定位销、垫板、凸模固定板、限位板、连接板、隔磁板等零件；上模座和下模座呈方形结构，上模座通过模柄和夹具固定在压力机滑块上，下模座通过夹具固定在工作台上；上模座左后侧和右后侧设有两个模具导套，下模座左后侧和右后侧设有两个模具导柱，上模座和下模座通过模具导柱和模具导套相联接，上模座可以在模具导柱的导向作用下相对于下模座上下运动；凹模呈凸台圆柱状，对凹模圆角下方开设有直径较大的梯台，为使拉深件在拉伸结束后自动顶出，凹模由紧定螺钉固定在下模座上，由圆柱销定位；凸模采用阶梯形式，紧定螺钉将凸模、凸模固定板及垫板紧固在上模座上，并由圆柱销定位；

所述的组合式压边圈，由连接板与压边圈组成；两者材质均选用无磁模具钢；连接板上开设有两组沿周向交错均匀分布的多个螺栓孔并在内缘部位设计有与凸模梯台相搭接的接口；压边圈上周向均匀分布有多个螺栓孔，连接板与压边圈由多个紧定螺钉紧固。

所述的磁力环，由磁导率较大的钢材制成，圆环形状，设置有与压边圈配合的搭接接口；在搭接接口的周向设置有沿周向均匀分布的多个螺栓孔；磁力环与连接板的配合是由多个紧定螺钉紧固；磁力环与压边圈的配合通过搭接接口来完成。

所述的电磁线圈部分，由扁平铜漆包线制成，呈螺旋形均匀绕制在固定环的凹槽壁面上，电磁线圈由环氧树脂封装在固定环的凹槽内。

所述的固定环，由磁导率较大的钢材制成，其上加工有环形凹槽，用来放置电磁线圈。固定环的下方设置有调整垫片，材料为模具钢。

所述的隔磁板，圆环状，由无磁模具钢制成，其上开设有内外两组均匀分布的多个螺钉孔，通过紧定螺钉完成对隔磁板与凹模的连接。

本发明包括电磁压边系统、板料拉深系统和励磁电流控制系统。电磁压边系统由连接板、磁力环、固定环、电磁线圈、压边圈、限位板、紧定螺钉、隔磁板、调整垫片等组成。电磁压边系统工作时，电磁线圈通入直流电流，在磁力环与固定环间的空气隙中会产生电磁吸力，电磁吸力会通过磁力环与压边圈的接口传递给压边圈，完成对板料的压边；板料拉深系统由凸模、凹模、上模座、下模座、导柱、模套、定位销、紧定螺钉、圆柱销、凸模固定板与凸模垫板组成，用于完成薄板的拉深成形；电流控制系统的基本工作原理为：由电磁互感器检测流过电磁线圈的电流，反馈到控制器，并与励磁电流给定信号进行比较，调节可控直流电源输出电压和电流的幅值，电路中电容C与电感L起滤波作用。

本发明结构紧凑，功能齐全，使用安全可靠，可以依据模具设计数据及电流控制策略，实现薄板拉深变压边力的控制。

（3）技术效果