[发明专利]一种板材电磁力反胀拉深成形方法及成形装置

说明书

本发明的板材电磁力反胀拉深成形方法及成形装置，方法包括S1：设置平移路径和反胀拉深路径；S2：将板料置于平移路径上；S3：对板料施加径向电磁力使板料向反胀拉深路径挤压，同时在反胀拉深路径下方对板料施加轴向电磁力使板料向上反胀；S4：在对板料施加轴向推力使板料向下拉深；S5：保持步骤S3至步骤S4循环进行直至成形完成。装置包括凹模、压边圈、凸模和顶杆，压边圈设置在凹模上方并与凹模之间形成平移路径，凹模上设置有贯穿的反胀拉深路径，板料置于平移路径上，凸模和顶杆分置在板料的上下方，平移路径附近设置有径向侧推线圈，顶杆的顶部设有轴向反胀线圈。该发明具有成形均匀稳定、可提高成形效率和成形质量的优点。

技术领域

本发明主要涉及材料塑性加工的高速率成形技术领域，尤其涉及一种板材电磁力反胀拉深成形方法及成形装置。

背景技术

电磁脉冲成形是一种利用脉冲磁场力对金属工件进行高速加工的方法。研究表明：材料在高速冲击下，产生不同于传统加工方法准静态的变形行为而出现一种动态行为，即材料在变形弹性波、塑性波的冲击下出现晶体孪生、组织相变、绝热剪切等动力学行为。因而能够有效提高铝合金、镁合金和钛合金等难变形材料的成形极限、降低回弹。

在文献“一种板材包拉成形装置及成形的方法”中，莫健华等在凹模圆角处设置电磁反胀线圈，使凹模圆角对应的板料区域发生局部反胀，然后凸模下拉将板料拉平。但该方法存在以下局限：(1)由于发胀线圈设置在凹模圆角处，反胀线圈的匝数少，尺寸小。在凹模圆角处产生的磁场力小，仅能使凹模圆角处的板料发生较小的反胀；(2)反胀线圈设置在凹模圆角处，会大幅的增加线圈和凹模的难度，并且降低凹模的使用寿命；(3)板料的反胀区域必然会发生减薄，而凸模底部的板料在成形过程中厚度不会发生明显改变，这就造成变形后板料的厚度分布不均匀。

在文献“电磁脉冲助推式渐进拉深成形方法及装置”中，莫健华等将电磁拉深线圈设置在凸模底部。线圈放电后，凸模底部的板料发生胀形。但该方法存在明显的局限性：(1)凸模往往采用钢材制造，而线圈采用紫铜等高电导率材料绕制，为了避免线圈和钢模接触，需要在线圈和钢模之间填充绝缘材料；(2)从文献“Electromagnetic pulse-assistedincremental drawing of aluminum cylindrical cup”可知，线圈放电后板料胀形，凸模下压不能使板料的底部平整，总会在板料的顶部出现一个凸起，这大大降低了拉深件的质量。因此，将线圈设置在凸模中，会显著增大凸模的制作成本和降低凸模的使用寿命，并且无法实现高质量零件拉深成形，从而无法实现真正的工业应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成形均匀稳定、可提高成形效率和成形质量的板材电磁力反胀拉深成形方法及成形装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种板材电磁力反胀拉深成形方法，包括以下步骤：

S1：设置相通的平移路径和反胀拉深路径；

S2：将板料置于平移路径上并覆盖在反胀拉深路径上方；

S3：对板料施加径向电磁力使板料向反胀拉深路径挤压，同时在反胀拉深路径下方对板料施加轴向电磁力使板料向上反胀；

S4：在反胀拉深路径上方对板料施加轴向推力使板料向下拉深；

S5：保持步骤S3至步骤S4循环进行直至成形完成。

作为上述技术方案的进一步改进：

在步骤S3中，径向电磁力从板料的端部施加。

在步骤S3中，径向电磁力从板料上下方施加并作用于板料的端部。