[发明专利]一种基于磁场力驱动的阶梯状筒形件制作设备和方法

说明书

本申请公开了一种基于磁场力驱动的阶梯状筒形件制作设备和方法，包括第一类装置和第二类装置；所述第一类装置包括具有阶梯状内腔的凹模，所述凹模的侧壁上部设置有按压部件，所述按压部件和所述凹模的侧壁中分别设置有上端部缩径线圈和下端部缩径线圈，所述凹模的内腔上方还设置有用于对所述待制作板材产生轴向下压电磁力以形成锥形件的多层平板螺旋轴向拉深线圈；所述第二类装置包括具有阶梯状表面的凸模，所述凸模的上部周边设置有按压部件，所述凸模上方还设置有多层平板螺旋径向‑轴向拉深线圈。该设备和方法能够避免阶梯状筒形件成形时的起皱失稳和拉裂，提高拉深高度和产品质量，简化成形的工艺。

技术领域

本发明属于材料加工成形技术领域，特别是涉及一种基于磁场力驱动的阶梯状筒形件制作设备和方法。

背景技术

现有的阶梯筒形件的成形方法是拉深，采用一套具有凸凹模的成形工装和压力机，生成成本高、周期长，而且拉深过程中容易出现起皱，即失稳现象，甚至拉裂，难以加工高强度难成形的金属材料。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于磁场力驱动的阶梯状筒形件制作设备和方法，能够避免阶梯状筒形件成形时的起皱失稳和拉裂，提高拉深高度和产品质量，简化成形的工艺。

本发明提供的一种基于磁场力驱动的阶梯状筒形件制作设备，包括第一类装置和第二类装置；

其中，所述第一类装置包括具有阶梯状内腔的凹模，所述凹模的侧壁上部设置有按压部件，所述按压部件用于配合所述凹模的侧壁固定待制作板材，所述按压部件和所述凹模的侧壁中分别设置有上端部缩径线圈和下端部缩径线圈，用于对所述待制作板材形成径向向内压缩电磁力，所述凹模的内腔上方还具有预留空间，所述预留空间内设置有用于对所述待制作板材产生轴向下压电磁力以形成锥形件的多层平板螺旋轴向拉深线圈；

所述第二类装置包括具有阶梯状表面的凸模，所述凸模的上部周边设置有按压部件，所述按压部件用于配合所述凸模固定所述锥形件，所述凸模上方还具有预留空间，所述预留空间内设置有用于对所述锥形件同时产生轴向下压电磁力和径向向内压缩电磁力以形成阶梯状筒形件的多层平板螺旋径向-轴向拉深线圈。

优选的，在上述基于磁场力驱动的阶梯状筒形件制作设备中，所述按压部件为压边圈。

优选的，在上述基于磁场力驱动的阶梯状筒形件制作设备中，所述按压部件和所述凹模的侧壁中分别设置有上端部缩径线圈和下端部缩径线圈为：

所述按压部件设置有上部线圈凹槽，所述凹模的侧壁设置有与所述上部线圈凹槽相对的下部线圈凹槽，所述上部线圈凹槽内具有所述上端部缩径线圈，所述下部线圈凹槽内具有所述下端部缩径线圈。

本发明提供的一种基于磁场力驱动的阶梯状筒形件制作方法，利用如上面任一项所述的第一类装置和第二类装置，包括：

将待制作板材固定在所述第一类装置的按压部件和具有阶梯状内腔的凹模的侧壁之间，所述按压部件和所述凹模的侧壁中分别设置有上端部缩径线圈和下端部缩径线圈；

对所述上端部缩径线圈、所述下端部缩径线圈和所述多层平板螺旋轴向拉深线圈通电，利用所述多层平板螺旋轴向拉深线圈对所述待制作板材施加轴向下压电磁力的同时，利用所述上端部缩径线圈和所述下端部缩径线圈对所述待制作板材施加径向向内压缩电磁力，直到将所述待制作板材弯曲成锥形件；

将所述锥形件放置在所述第二类装置的凸模上部周边和所述按压部件之间；

对所述第二类装置中的多层平板螺旋径向-轴向拉深线圈通电，利用所述多层平板螺旋径向-轴向拉深线圈对所述锥形件施加径向向内压缩电磁力和轴向下压电磁力，直到将所述锥形件变形为阶梯状筒形件。

优选的，在上述基于磁场力驱动的阶梯状筒形件制作方法中，所述按压部件为压边圈。