[实用新型]一种三通管电磁脉冲复合胀形装置

说明书

本实用新型公开了一种三通管电磁脉冲复合胀形装置，属于金属材料塑性成形领域。胀形装置包括凹模，凹模的一侧设有支管，凹模内侧设有芯棒，待成形管件套设于芯棒外侧，芯棒上设置有胀形线圈，凹模上支管的外侧设有背压线圈，待成形管件的两端分别设有上轴推线圈和下轴推线圈，电源单元分别与胀形线圈、背压线圈、上轴推线圈和下轴推线圈相连。本实用新型克服现有技术中三通管件胀形成形容易破裂的不足，胀形装置可以大幅度提高三通管端部区域的轴向补料，胀形方法则可以有效抑制胀形区壁厚减薄，防止胀破现象，提高成形极限。

技术领域

本实用新型涉及金属材料塑性成形技术领域，更具体地说，涉及一种三通管电磁脉冲复合胀形装置。

背景技术

随着现代工业的飞速发展，多通管的运用越来越广泛，尤其是三通管，在管道工程、水利电力、消防系统、航天航天、工业排气排水系统等各个领域应用不断增加。对于中高压下使用的三通管的生产，除少数单位还采用传统的焊接、铸造以及刚性模拉拔外，大多数采用胀形方法生产。然而在成形长径比较大的管件时，由于管件轴向长度较大，外壁与模具的接触区域太大而产生的摩擦力较大，施加轴向力时材料流动困难，同时在模具几何形状的限制下轴向补料会更困难，因此容易产生管件壁厚过度减薄而破裂、轴向受力不均而失稳起皱、填充性不好等缺陷。尤其当采用铝合金以及镁合金等轻质高强度材料来制造三通管构件时，虽然能够很好的从结构和材料两方面相结合来实现轻量化设计，但这些材料在室温下的成形性较差，当采用传统工艺成形时，金属流动不均匀，易出现破裂、起皱等缺陷，且零件卸载后回弹量较大，易出现扭曲变形，难以精确控制成形精度。

电磁成形是利用瞬间的高压脉冲磁场迫使坯料在冲击磁场力作用下发生高速变形的一种成形方法，具有小回弹、高精度、工装简单、成本低等优点，被普遍的应用在扩管工艺中。成形过程中板料应变速率高达10³～10⁵s^-1量级，因此可显著提高材料的成形性能。此外，板料的受力是坯料中带有电荷的分子、原子所受的洛伦兹力，因而成形后工件残余应力较小，能够延长工件的服役寿命。与传统准静态冲压胀形工艺相比，电磁成形条件下管件变形分布均匀，硬化不显著，因此材料的胀形系数可提高30％～70％。然而传统的电磁管件胀形过程中，管件端部区域难以充分的进行轴向补料，因此壁厚变薄甚至破裂仍然是管件胀形的主要问题。特别是在成形长径比较大的铝合金三通管件时，这些问题就显得更为严重。

经检索，关于三通管件的胀形技术已有大量专利公开，如中国专利申请号：2018103298754，申请日：2018年4月13日，发明创造名称为：一种三通管胀形成形装置以及三通管支管胀形成形方法，该申请案公开了一种三通管胀形成形装置以及成形方法，其中三通管胀形成形装置至少包括模具、压力介质注入装置、压力推头装置、压力传感器、位移传感器以及控制器；控制器分别与压力传感器和位移传感器电连接，且还分别与压力推头装置、顶缸装置以及压力介质注入装置的动力模块控制连接；该申请案实现了对压力介质、推头以及顶缸的压力和位移的实施监测和调节，且改进了三通管胀形过程，采用支管成形部分材料先管内预拉伸胀形，后向外胀形的方法，提高了支管胀形壁厚的均匀性，不易发生破裂，有效增加了支管胀形极限高度，但该申请案结构较为繁琐，其实际胀形效果仍有较大的提升空间。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中三通管件胀形成形容易破裂的不足，提供了一种三通管电磁脉冲复合胀形装置，本实用新型的胀形装置可以大幅度提高三通管端部区域的轴向补料，一方面充分利用电磁成形高速率提高材料性能的优势，另一方面可以发挥三通管件支管端部区域形成的三向压应力状态促进材料塑性成形的长处，因而可以有效抑制胀形区壁厚减薄，防止胀破现象，提高成形极限，从而获得超出常规成形极限的大变形。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：