[发明专利]一种板料高精度U形弯曲的成形装置及方法

权利要求书

1.一种板料高精度U形弯曲的成形装置，其特征在于，包括凸模(1)、凹模(4)和两个曲面螺旋线圈(2)，其中：

所述凸模(1)下端两侧圆角区加工有大小一致且对称的凹槽；两个所述曲面螺旋线圈(2)分别安装在所述凸模(1)的两个凹槽中，且其外轮廓与所述凸模(1)外轮廓相匹配，两个所述曲面螺旋线圈(2)串联，且连接有电磁成形放电装置(6)，所述电磁成形放电装置(6)用于实现曲面螺旋线圈(2)的充电和放电过程；所述凹模(4)的形状与所述凸模(1)配套，其用于放置待弯曲的板料(3)；

所述曲面螺旋线圈(2)包括线圈内骨架(7)、线圈外骨架(8)和导线(9)，所述线圈内骨架(7)嵌入在所述线圈外骨架(8)中，所述线圈内骨架(7)上开设有沿圆弧面的螺旋状等分的线圈槽，所述导线(9)嵌装在该线圈槽内；

所述线圈外骨架(8)的圆角半径R₁与所述板料(3)完成弯曲成形后的圆角半径R一致，所述导线(9)沿半径为R₂的圆弧曲面呈螺旋状等分分布，且R₂＝R₁-2mm，所述线圈内骨架(7)的圆角半径R₃＝R₂-0.1mm。

2.如权利要求1所述的板料高精度U形弯曲的成形装置，其特征在于，所述线圈内骨架(7)与所述线圈外骨架(8)间的配合间隙，以及所述线圈内骨架(7)与所述导线(9)间均采用固化材料填充加固。

3.如权利要求1所述的板料高精度U形弯曲的成形装置，其特征在于，当所述板料(3)弯曲成形后的圆角半径R12mm时，所述导线(9)的匝数n＝1，当R≥12mm时，R每增加6mm，所述导线(9)的匝数n增加1匝。

4.如权利要求3所述的板料高精度U形弯曲的成形装置，其特征在于，所述导线(9)间的匝间距Z为1.5～3.5mm。

5.一种板料高精度U形弯曲的成形方法，其采用如权利要求1-4任一项所述的装置实现，其特征在于，包括如下步骤：

S1将待弯曲的板厚为δ的板料(3)置于凹模(4)上表面，保证板料(3)的中心线与凹模(4)上表面中心线重合；

S2凸模(1)下压，对板料(3)进行弯曲成形，当凸模(1)下压到凸模(1)下表面与凹模(4)上表面距离为2δ时，凸模(1)停止下压，完成板料准静态预成形，此时板料(3)的弯曲圆角区累积有残余应力；

S3保持凸模(1)固定不动，控制电磁成形放电装置(6)对两个曲面螺旋线圈(2)进行充电和放电，使两个曲面螺旋线圈(2)产生对称的电磁力场，并作用于板料(3)的弯曲圆角区，该板料(3)的弯曲圆角区材料在电磁力的作用下在凹模(4)和凸模(1)之间产生碰撞和往复的惯性运动，从而释放在准静态预成形过程中板料(3)的弯曲圆角区累积的残余应力，完成磁脉冲应力释放；

S4凸模(1)继续下压保证板料(3)实现良好贴模，完成板料准静态终成形，最终实现板料(3)的高精度U形弯曲成形。

6.如权利要求5所述的板料高精度U形弯曲的成形方法，其特征在于，在步骤S3中，所述电磁成形放电装置(6)的放电电压其中，R为板料(3)完成弯曲成形后的弯曲圆角半径。