[发明专利]一种基于集磁器的电磁冲裁装置及方法

说明书

本发明属于板料冲裁领域，并具体公开了一种基于集磁器的电磁冲裁装置及方法。该装置的模具单元包括上模板、凸模和下模板，凸模与上模板连接并置于上模板与下模板之间；电磁单元与下模板连接，待冲裁板料置于凸模与电磁单元之间，电磁单元包括集磁器和线圈，集磁器将线圈产生的脉冲电流进行集聚，并在待冲裁板料表面形成电磁力从而完成冲裁过程获得成形板料；脉冲放电单元与电磁单元连接，用于向线圈放电形成脉冲电流。本发明采用“无间距”冲裁，避免了传统冲裁的凸凹模间距导致的毛刺问题，为材料轻量化提供了技术支撑；同时可根据冲裁件的形状更换线圈的形状、集磁器靠近待冲裁板料侧的形状和凸模的形状，同时满足了结构轻量化的要求。

技术领域

本发明属于板料冲裁领域，更具体地，涉及一种基于集磁器的电磁冲裁装置及方法。

背景技术

随着环境问题日益突出，绿色制造已经成为时代的发展趋势，对各种形状的轻量化结构的材料的需求也随之越来越多。轻量化通常可通过结构轻量化和材料轻量化来完成。

在材料轻量化方面，铝合金由于具有密度低、比强度高等特点，使其成为轻量化设计的首选材料。与此同时，铝合金在传统塑性成形条件下，其成形极限远低于钢，表面硬度低，在高应变区容易产生撕裂现象，且刚度低，容易发生回弹，所以尺寸精度难以控制。比如，航天领域中运载火箭用膜片，是液体型号活门中的关键部件，该零件表面质量要求高，不允许有任何划伤和压痕。目前膜片加工方法采用冷冲模落料工艺，由于膜片零件为1035铝合金(L4工业纯铝)，材质较软，在落料过程中断面带容易产生较大的毛刺，必须手工锉修零件边缘毛刺，在去毛刺工序中，轻微的细小毛刺均会使零件表面产生划痕和压痕，导致零件直接报废，从而在批量生产中膜片的合格率极低(一般在5％以下)，无法满足工业化生产的需求。

在结构轻量化方面，由于受到可靠性、美观及成本等因素的限制，零件制造呈现复杂化、整体化趋势。但是复杂化、整体化所带来的加工难度呈指数上升，比如是曲线轮廓代替简单圆形轮廓冲裁、曲面非世界坐标系Z轴冲裁以及曲面多孔冲裁(以上情况将在实施例体现)，这些都对模具的加工提出的更高的要求，对工艺设计提出了新的难题，因而很大程度上限制了结构优化的思路。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于集磁器的电磁冲裁装置及方法，其中该装置根据传统冲裁过程中容易产生毛刺的问题，相应设计了“无间距”冲裁装置，并对其关键组件如模具单元和电磁单元的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可有效解决冲裁质量较差的问题，同时还具备适应性强的优点，因而尤其适用于材料轻量化制造的应用场合。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种基于集磁器的电磁冲裁装置，该装置包括模具单元、电磁单元和脉冲放电单元，其中：

所述模具单元包括上模板、凸模和下模板，所述凸模与所述上模板连接并置于所述上模板与下模板之间，用于决定冲裁形状；

所述电磁单元与所述下模板连接，该电磁单元包括集磁器和线圈，冲裁时，待冲裁板料置于所述凸模与电磁单元之间，所述集磁器将所述线圈产生的脉冲电流进行集聚，并在所述待冲裁板料表面形成电磁力从而完成冲裁过程获得成形板料；

所述脉冲放电单元与所述电磁单元连接，用于向线圈放电形成脉冲电流。

作为进一步优选地，所述上模板与下模板之间通过双头螺柱和螺母相互配合进行固定。

作为进一步优选地，所述上模板通过液压装置控制其移动和固定，并通过设置导柱为上模板的移动提供导向。

作为进一步优选地，所述脉冲放电单元包括电容器组、电阻和开关，所述电容器组充电完成后，通过所述闭合开关与所述电阻形成放电回路。

作为进一步优选地，所述待冲裁板料与上模板之间还设置有橡胶体和压边圈，所述压边圈设置于所述待冲裁板料的一侧，所述橡胶体设置于所述压边圈与上模板之间。