[发明专利]一种电磁驱动的软凹模充液拉深成形装置及工艺方法

说明书

本发明公开了一种电磁驱动的软凹模充液拉深成形装置及工艺方法，装置包括线圈且线圈平行于地面设置，距离线圈一定距离处垂直设置有液压室，所述液压室的内部设置有磁流体，所述液压室远离线圈的另一端设置有密贴磁流体的板材和垂直密贴板材的凸模，所述板材未与凸模密贴的部分与压边圈密贴。本发明结合了板材液压成形工艺和电磁成形技术的优点，避免了其各自的缺点，适用于各种材料的板材，成形过程无机械接触，成形速度快，工件表面质量高。

技术领域

本发明涉及机械加工和装置技术领域，尤其是一种电磁驱动的软凹模充液拉深成形装置及工艺方法。

背景技术

拉深，是一种重要的板材成形工艺，在汽车、飞机、电器、仪表、电子等工业部门的生产过程中，占有相当重要的地位。对于传统的金属板材，多采用传统的冷拉深成形工艺。但是随着汽车、飞机、航空航天等产业的发展，对材料提出了高强度和轻量化的要求，于是高强钢、铝合金、镁合金等板材得到了广泛的应用。但是，上述材料在常温下，塑性较差，冷拉深成形有较大的难度，拉深比比较小，且容易起皱、破裂。

为了解决上述问题，发展了多种特殊拉深方式。其中主要包括板材液压成形和板材电磁成形。板材液压成形是一种先进的冲压成形新工艺，它是采用液体作为传力介质代替刚性凹模或者凸模传递载荷，使坯料在液体压力作用下贴靠凸模或凹模以实现金属板材零件的成形。

电磁成形是一种利用磁场力驱动金属工件变形的高速成形方法，由于在成形过程中载荷是以脉冲的方式作用于成形工件，因此又称为磁脉冲成形。电磁成形是一种高效率的成形方法，将其应用到板材拉深成形，有着良好的表现。

板材液压成形和板材电磁成形各有优缺点，液压成形具有模具结构简单，模具成本低，而成形零件质量性能好，表面质量好，成形零件形状和尺寸精度高回弹小，可以减少复杂零件生产道次等优点；但是其成形效率不高，适用于多品种少批量生产。电磁成形技术，可以显著提高材料的成形极限，残余应力小，回弹小，成形速度极快，容易实现能量控制和生产自动化，但是不是所有的金属材料都可以用该技术直接加工，低电导率的材料需用高导电率的材料做“驱动体”，而驱动体和成形板材之间的碰撞会降低成形件的表面质量和精度。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种电磁驱动的软凹模充液拉深成形装置及工艺方法，本发明结合了板材液压成形和电磁成形的优点，避免了其各自的缺点，适用于各种材料的板材，减少了成形过程的机械接触，成形速度快，成形精度高，工件表面质量高。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种电磁驱动的软凹模充液拉深成形装置，包括线圈且线圈平行于地面设置，距离线圈一定距离处垂直设置有液压室，所述液压室的内部设置有磁流体，所述液压室远离线圈的另一端设置有密贴磁流体的板材和垂直密贴板材的凸模。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述板材未与凸模密贴的上下方分别固定设置有第一压边圈和第二压边圈且通过第一压边圈和第二压边圈施加压力将板材压紧, 所述第一压边圈和第二压边圈的中间开口尺寸和液压室的开口尺寸相同，所述液压室在板材成形过程中与凸模间隙配合。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述线圈与液压室之间的距离范围0.1mm-10mm。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述线圈采用平板线圈。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述线圈、液压室、第一压边圈、板材、第二压边圈和凸模从上而下依次设置。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述液压室靠近线圈的一端开口设置。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述液压室靠近线圈的一端封闭设置且采用陶瓷封闭。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述线圈、液压室、第一压边圈、板材、第二压边圈和凸模从下而上依次设置，所述液压室靠近线圈的一端封闭设置且采用陶瓷封闭。