[发明专利]采用磁流变脂辅助的薄壁管材局部冲压装置及工艺方法

说明书

本发明公开了一种采用磁流变脂辅助的薄壁管材局部冲压装置及工艺方法，涉及管材冲压成形技术领域，该装置包括上模具、下模具、左密封盖、右密封盖、冲头、管坯、充液管以及电磁装置；上模具和下模具合模形成两端开口的腔体，管坯嵌入固定在腔体内；左密封盖、右密封盖分别安装在腔体的左端口和右端口；冲头固定在上模具与下模具的合模位置；电磁装置安装在右密封盖上；左密封盖开设有注液通孔，充液管通过注液通孔向管坯注入磁流变脂。在磁场作用下，位于管坯内部的磁流变脂变成类固体，形成软芯膜；然后在软芯膜和冲头压制的作用下制备成形管件，符合精密成形工艺要求，避免管件变形等不良现象。

技术领域

本发明涉及管材冲压成形技术领域，特别是涉及一种采用磁流变脂辅助的薄壁管材局部冲压装置及工艺方法。

背景技术

在航空航天及汽车制造、摩托车制造等领域，薄壁管材(铝合金管、镁合金管等)的运用已成为实现构件轻量化和保证足够强度的主要途径之一，然而在生产中薄壁管材不同部位需要成形不同形状以满足管材零件的使用要求，传统冲压通常是冲头由外向内的方法加工的，虽然生产效率高，但质量不稳定。

随着生产的发展，近年，采用液压冲压方法增多起来。用液压冲压方法进行管材局部进行成形，不仅能满足管件的使用要求，而且效率提高，模具结构简单，不需特殊设备，在一般压力机上即可冲制，管材无凹模冲压，即是在管材中无凹模支承的状态下，仅靠冲头对管壁局部进行冲压加工。由于冲头在冲制时，管材处于空心状态，冲头对管壁施加的压力超过管壁本身的刚度所能承受的能力时，管材容易被压扁、冲塌，使冲压加工无法完成。所以进行无凹模冲制，首要的条件，是尽可能提高管材刚度，但是这种方法会使加工成本大大增加，同时，加工时间较长，在工艺和模具结构方面，还应采取特殊措施，方能收到较好效果。这种方法多用于管件和其它高刚度工件的冲压成形。因此在保证满足使用要求的情况下，在对薄壁管材局部冲压过程中如何避免整体变形等不良现象的产生显得尤为重要。

近年来随着对机电一体化的需求和材料制备技术的提高，磁流变液的研究得到迅速发展，成为当前智能材料研究领域的一个重要分支，在汽车、建筑、桥梁、密封、振动控制等领域得到广泛应用。但目前磁流变液本身的沉降问题以及磁流变器件的密封问题仍然没有得到很好的解决。

发明内容

为了克服现有技术存在的技术缺陷，本发明提供了一种采用磁流变脂辅助的薄壁管材局部冲压装置及工艺方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种采用磁流变脂辅助的薄壁管材局部冲压装置，包括上模具、下模具、左密封盖、右密封盖、冲头、管坯、充液管以及电磁装置；

所述上模具和所述下模具合模形成两端开口的腔体，所述管坯嵌入固定在所述腔体内；所述左密封盖、所述右密封盖分别安装在所述腔体的左端口和右端口；所述冲头固定在所述上模具与所述下模具的合模位置；

所述电磁装置安装在所述右密封盖上；所述左密封盖开设有注液通孔，所述充液管通过所述注液通孔向所述管坯注入磁流变脂；所述磁流变脂为传压介质。

可选的，所述磁流变脂为锂基磁流变脂；所述锂基磁流变脂由硅油、12—羰基硬脂酸、饱和氢氧化锂水溶液以及羰基铁粉混合而成；其中，所述羰基铁粉的质量分数为30％。

可选的，所述充液管与外界的增压泵连接；所述增压泵为所述充液管提供压力。

可选的，所述电磁装置与外界的磁控单元连接；所述磁控单元通过控制所述电磁装置的开启与关闭，从而控制所述腔体内磁场的产生。

可选的，所述冲头、所述左密封盖、所述右密封盖均与外界的压力装置连接。

可选的，所述充液管的出液口上安装有溢流阀。

可选的，所述薄壁管材局部冲压装置还包括密封圈，所述密封圈安装在所述左密封盖与所述腔体的左端口之间，防止所述管坯在低压充液过程中渗漏。