[发明专利]一种板料电磁辅助弯曲成形回弹控制方法及装置

说明书

本发明的板料电磁辅助弯曲成形回弹控制方法及装置，方法包括S1：设置平移路径和弯曲路径；S2：将板料置于平移路径上并覆盖在弯曲路径上方；S3：对板料施加弯曲成形力；S4：对板料施加径向和/或轴向电磁力使板料消除回弹；S5：取出成形后的板料。装置包括凹模、压板以及凸模，压板设置在凹模上方并与凹模之间形成平移路径，凸模设置在压板侧方，凸模运行时与凹模之间形成弯曲路径，板料置于平移路径上并覆盖在弯曲路径上方，板料位于凹模上，平移路径附近设置有用于对板料施加径向和/或轴向电磁力使板料发生高频震荡效应消除回弹的电磁线圈。该发明具有能降低板料回弹、可抑制板料冲压过程中的厚度减薄，还能大幅度提高成形效率的优点。

技术领域

本发明主要涉及材料塑性成形技术领域，尤其涉及一种板料电磁辅助弯曲成形回弹控制方法及装置。

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。因而能够有效提高难变形材料的成形极限、降低回弹。

在采用脉冲电磁力控制回弹方面，电磁辅助冲压技术得到国内外学者的重视。在文献“Electromagnetically Assisted Sheet Metal Stamping”中，GS Daehn等采用嵌入线圈的凸模先对板料进行V形弯曲，然后线圈放电，使线圈正对的板料弯曲角在电磁力作用下发生变形。在文献“Reduction of springback in V-shaped parts usingelectromagnetic impulse calibration”中，崔晓辉等采用有限元和实验手段发现，采用嵌入线圈的凸模先对板料进行V形弯曲，然后线圈放电后，板料的弯曲角会在电磁力作用下发生高速运动并高频震荡，从而使线圈放电后板料的弯曲角来回发生正向和反向弯曲，最终弯曲角的残余应力减小，回弹降低。但上述的回弹控制方法存在以下不足：将线圈设置在凸模圆角区域，会增加凸模的制作难度和制作精度，并极大降低凸模的使用寿命。这也是虽然电磁成形能显著降低回弹，但依旧无法在工业上进行应用的原因。

在专利“一种板料弯曲回弹的电磁控制成形装置和方法”中，崔晓辉等提出在板料法兰的端部设置径向侧推线圈。径向侧推线圈放电后，凹模圆角所对应的板料圆角区域会发生高频震荡效应，从而消除回弹。但这种方法存在以下问题：(1)成形过程中需要采用压边圈和凹模将板料夹紧，那么凸模下压容易使板料受到较大的拉应力，发生厚度减薄、甚至破裂；(2)凸模对板料拉形后，板料法兰会向内收缩，造成板料的端部与线圈距离大。因此需要在板料端部和径向侧推线圈之间设置驱动板。但增加驱动板的步骤会降低成形效率；(3)由于板料的法兰尺寸往往较大，需要较大的电磁力才能使法兰部位发生径向变形。

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，提供一种能降低板料回弹、可抑制板料冲压过程中的厚度减薄，还能大幅度提高成形效率的板料电磁辅助弯曲成形回弹控制方法及装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种板料电磁辅助弯曲成形回弹控制方法，包括以下步骤：

S1：设置相通的平移路径和弯曲路径，平移路径的路径间距大于板料的厚度；

S2：将板料置于平移路径上并覆盖在弯曲路径上方，板料位于平移路径的底部；

S3：在弯曲路径上方对板料施加弯曲成形力；

S4：在平移路径附近对板料施加径向和/或轴向电磁力使板料发生高频震荡效应消除回弹；

S5：取出成形后的板料。

作为上述技术方案的进一步改进：