[实用新型]一种改善电磁成形工件贴模性的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于金属成形制造领域，特别涉及一种改善电磁成形工件贴模性的装置。

背景技术

轻量化是航天、航空、汽车等工业制造领域节能减排的重要手段和技术途径，实现轻量化的主要途径之一是采用高性能的轻质合金材料，如铝合金、镁合金等。但传统的成形工艺对成形轻质合金存在瓶颈，由于轻质合金材料在室温下成形性能较差，难以工业制造要求。而电磁成形是解决轻质合金成形困难的最有潜力的技术手段之一。电磁成形时一种高速率的脉冲成形技术，其成形过程中的高应变率能有效的改善金属材料的成形性能，增大成形极限，减小回弹并抑制起皱，因而有望广泛应用于轻质合金的加工制造。

电磁成形主要针对金属管件和板件进行加工，本实用新型提出的技术方案主要针对轻质合金板的加工。现有技术主要是采取冲压成形，如专利CN 101018626，提供了一种金属板冲压成形装置及冲压成形方法，相比于温锻可以进一步提高冲压成形的成形极限，而且不产生断裂。又如专利CN 101370603A，提供了一种能够控制冲压加工中的模具应变、精度高，而且应用性好的冲压成形装置及冲压成形方法。

现有电磁成形技术中，驱动线圈一旦绕制，则结构大小基本确定；同时，由于电磁成形过程中，驱动线圈内部受到很大的电磁力，为防止线圈出现内应力破坏，线圈结构基本以对称结构为主，否则容易出现内应力集中，形成结构上的局部薄弱点，影响线圈寿命。基于这些因素，在电磁成形过程中，会出现局部区域内线圈与工件之间距离较远的现象，从而导致工件在局部区域内受到的电磁力不足，贴模性较差，进而影响到最终的成形精度。另外，在现有的电磁成形技术中，一个线圈结构通常只能与一种工件相对应，当更换模具或者对其他形状工件进行加工时，必须重新绕制线圈，而电磁成形驱动线圈的绕制工艺比较复杂，绕制过程中使用的加固纤维、环氧树脂等原材料价格十分昂贵，频繁更换线圈所带来的成本也十分昂贵。

实用新型内容

为解决电磁成形过程中工件局部区域难以贴模的问题，本实用新型提出了一种改善电磁成形工件贴模性的装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出以下技术方案：一种改善电磁成形工件贴模性的装置，它包括电容器电源模块，所述电容器电源模块与驱动线圈相连，所述驱动线圈固定在滑块上，并设置在半球型模具的正上方，所述半球型模具的顶部通过压边圈固定有金属板件；所述驱动线圈包含多匝多层，轴向用于产生感应涡流及轴向电磁力，径向用于产生涡流及径向电磁力；所述驱动线圈上安装有集磁器模块。

所述集磁器模块包括螺线管线圈集磁器，所述螺线管线圈集磁器安装在驱动线圈外部径向，用于改变径向电磁力分布。

所述集磁器模块还包括平板线圈集磁器装置，所述平板线圈集磁器装置安装在驱动线圈底部，用于改变轴向电磁力分布。

所述螺线管线圈集磁器内表面长度与线圈长度相等，内径比线圈外径略大，外表面为倾斜的曲面，与半球型模具的内侧壁相贴合。

所述平板线圈集磁器装置的上表面靠近驱动线圈的底部，外半径与驱动线圈外半径一致，下表面靠近工件表面。

采用任意一项所述成形装置的成形方法，将待成形的工件经电磁成形后，根据模具的要求，径向出现难以贴模区域，通过在驱动线圈外部径向增加一个螺线管线圈集磁器装置，把能量传送到靠近侧壁工件的区域，改变径向难以贴模区域内的电磁力分布，实现工件侧壁无缝贴模。

工件在轴向远端区域内，出现贴模误差较大，通过在驱动线圈轴向底部增加一个平板线圈集磁器装置，把能量转移到靠近工件底部区域内，改变工件底部难以贴模区域内的电磁力分布，实现工件底部无缝贴模。

在同一个多匝线圈的轴向和径向同时加入集磁器装置，实现了不同区域内的同时加载。

对于径向和轴向难以贴模的电磁成形过程，通过同时加入多个集磁器装置。

在更换模具后，在不更换线圈的情况下，可通过更换集磁器来实现不同工件的贴模。

本实用新型有如下有益效果：

1、本实用新型在驱动线圈外部径向上增加一个螺线管线圈集磁器装置，其主要的功能是，在不必更换线圈，也不必改变线圈结构的情况下，通过螺线管线圈集磁器装置把驱动线圈的能量传递到更加接近金属工件径向难以贴模的区域内，改变径向难以贴模区域内的电磁力分布，工件径向所受的电磁力增加，使工件侧壁向模具贴近，贴模精度提高。