[实用新型]一种基于通流模式的金属管件成形装置

说明书

本实用新型公开了一种基于通流模式的金属管件成形装置，包括成形驱动棒、电极以及绝缘模块；其中，成形驱动棒为金属管件提供成形力，电极用于连接电源系统、金属管件和成形驱动棒以构成闭合回路，绝缘模块用于实现金属管件和成形驱动棒之间的电气隔离，同时保证成形驱动棒具有足够高的机械强度。通过本实用新型避免了现有的金属管件电磁成形技术中存在的线圈温升和应力破坏问题，实现了小口径和异形管件的成形以及管件的焊接。

技术领域

本实用新型属于金属管件成形领域，更具体地，涉及一种基于通流模式的金属管件成形装置。

背景技术

电磁成形是利用脉冲电磁力对金属工件进行塑性加工的一种高速率成形技术。与传统准静态成形技术相比，电磁成形技术具有高速率、非接触、单模具及体积力等特点，可有效提高材料的成形极限、抑制起皱及减小回弹等，在轻质材料板管零件成形制造领域具有广泛的应用前景。

专利CN103406418A公开了一种径向与轴向双向加载式金属管件电磁成形方法及装置，其原理是利用脉冲电源为磁场线圈和涡流线圈供电，磁场线圈产生背景磁场、涡流线圈在金属管件中感应出涡流并产生电磁力从而驱动管件成形。然而，目前基于线圈的金属管件电磁成形方法存在以下问题：

(1)线圈是不可或缺的装置之一，但线圈在工作过程中往往面临温升和应力破坏问题。一方面，线圈相当于是大阻抗负载，通过脉冲大电流后会产生大量焦耳热导致温度急剧上升，因此线圈每工作一段时间都必须进行冷却处理，无法长期运行。另一方面，在电磁成形过程中线圈本身会受到强大的电磁应力作用，为保证线圈具有足够高的机械强度从而避免发生应力破坏，需要对线圈进行加固处理，大大提高了设计和生产成本；

(2)难以成形小口径的金属管件。当金属管件内径很小且需要实现胀形时，放置在管件内部的线圈的直径将非常小，这会导致线圈的加工难度和成本大大提高，甚至无法得到满足要求的线圈；

(3)难以成形异形管件。用于金属管件电磁成形中的线圈普遍为圆筒状，在金属管件中产生的电磁力均匀对称分布，可成形形状规则的管件，但难以实现形状不规则管件的成形；

(4)管件的成形深度有限。线圈和管件的相对位置固定，首次放电使得管件变形后，管件与线圈之间的距离增大，线圈在管件中产生的电磁力将大幅减小，在后续放电的过程中管件的成形效果不明显。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种基于通流模式的金属管件成形装置，由此解决现有金属管件成形技术存在的线圈温升、应力破坏以及难以实现小口径和异形管件成形的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于通流模式的金属管件成形装置，包括：电极、成形驱动棒以及绝缘模块；

所述电极包括连接电极和换向电极，其中，所述连接电极放置在成形管件和所述成形驱动棒的同一侧，分别实现所述成形管件和所述成形驱动棒与外部供电模块之间的连接；所述换向电极放置在所述成形管件和所述成形驱动棒的另一侧，形成所述成形管件和所述成形驱动棒之间的导电通道，构成完整的闭合放电回路，以实现通过所述成形驱动棒的第一脉冲电流与通过所述成形管件的第二脉冲电流的方向相反；

所述成形驱动棒，放置在所述成形管件的外部或内部，其通过所述第一脉冲电流以及所述第二脉冲电流的相互作用，驱动所述成形管件发生变形；

所述绝缘模块，为所述电极提供绝缘保护，以及为所述成形管件和所述成形驱动棒之间提供绝缘隔离。

优选地，所述绝缘模块包括绝缘盖板和绝缘套筒；其中，所述绝缘盖板开有若干个槽以放置所述电极并提供绝缘保护，以避免所述电极直接裸露在空气中，所述绝缘套筒放置在所述成形管件和所述成形驱动棒之间，以提供绝缘隔离，同时实现所述成形驱动棒的加固以提高所述成形驱动棒的机械强度，保证所述成形驱动棒在工作过程中不发生变形。