[实用新型]一种变截面金属管材电磁胀形装置

说明书

本实用新型涉及一种变截面金属管材电磁胀形装置，包括待成形金属管材和电源系统，所述待成形金属管材的左、右两端分别套设有一套筒，所述套筒内部设置有一凸台，所述凸台的一端伸入待成形金属管材的内部并安装有感应棒；所述电源系统通过导线分别与待成形金属管材两端的套筒连接。本实用新型利用自由胀形原理来实现变截面金属管材成形，结构简单、合理，通过对金属管材施加电流，来实现金属管材在任意位置处的截面变径。此外，本实用新型还可以采用模具结构来精确控制变截面金属管材的成形。

技术领域：

本实用新型涉及一种变截面金属管材电磁胀形装置。

背景技术：

液压胀形技术制造中空薄壁管零件具有工序少、成本低、重量轻、强度和刚度好等优点，我国船舶舰艇、航空航天、汽车制造的迅猛发展，用于焊接变径管结构件的需求越来越多，在各种制造业中逐渐得到了广泛应用。但采用常规液压成形技术生产汽车机架、发动机架等轴向尺寸大的异形截面中空件时，由于摩擦阻力大再加上模具几何结构的阻碍导致轴向补料困难，容易引起管件过度减薄而破裂或填充性不好等缺陷。

电磁脉冲成形技术能提高材料成形极限,并且具有易于精确控制,成形速度快,成形工件精度高的特点。电磁成形技术主要应用于航空航天、船舶舰艇、武器装备和汽车制造等领域，具体在管材的塑性加工，尤其是胀管工艺上应用较多，所以，电磁成形在变径管的塑性成形上具有极大优势。

传统的电磁成形过程一般是利用线圈对金属管材产生电磁排斥力进行成形，如中国专利公开号为CN103406418A的文献介绍的管材电磁成形装置成形时在线圈中通过电流，工件受磁场作用产生涡流，线圈与工件之间由于电磁场作用产生排斥力推动工件向模具运动使工件贴紧模具，以此成形工件。现有的金属管件电磁成形方法存在的主要问题有：（1）电磁成形中电容最大容量有限，仅适用于导电性能好、机械强度较低的金属(如铜、铝合金)，且金属管件的管壁厚度一般小于3mm；（2）线圈与管件位置相对固定，管件胀形或缩径时，为了产生相应的电磁力，需要改变线圈与工件间的相对位置；（3）管件胀形要将线圈置于管材内部，用于产生电磁斥力，达到金属管件胀形目的。这种方法只能成形有一定直径的管材，当金属管材直径较小时，采用线圈结构来成形就比较困难，且线圈制作成本较高。

实用新型内容：

本实用新型针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供一种变截面金属管材电磁胀形装置，结构简单、合理，直接对金属管材施加电流，可实现金属管材在任意位置处的截面变径，解决高机械强度、低导电率和壁厚大的变截面金属管材成形。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种变截面金属管材电磁胀形装置，包括待成形金属管材和电源系统，所述待成形金属管材的左、右两端分别套设有一套筒，所述套筒内部设置有一凸台，所述凸台的一端伸入待成形金属管材的内部并安装有感应棒；所述电源系统通过导线分别与待成形金属管材两端的套筒连接。

进一步的，所述套筒为金属材料，套筒的一端具有用以套设在待成形金属管材外侧的第一盲孔，套筒的另一端具有第二盲孔，导线通过螺钉压紧在第二盲孔内部。

进一步的，所述凸台为绝缘材料，凸台成T形状，凸台的一端通过螺钉固联在第一盲孔的孔底，另一端开设有沿径向贯穿的并用以安装感应棒的通孔，所述通孔中放置绝缘垫片来固定感应棒。

进一步的，所述感应棒为高导电率材料，感应棒与待成形金属管材之间设有间隙。

进一步的，所述感应棒与待成形金属管材之间设有绝缘层。

进一步的，所述待成形金属管材为高导电率材料或低导电率材料。

进一步的，所述电源系统包括充电电源、变压器、整流硅堆、限流电阻、储能电容器以及闭合开关；所述充电电源、变压器、整流硅堆、限流电阻以及储能电容器形成充电回路；所述储能电容器、闭合开关、套筒、凸台、感应棒以及待成形金属管材形成放电回路。