[发明专利]一种高速率流体驱动板料精确成形的装置及其成形方法

说明书

本发明公开了一种高速率流体驱动板料精确成形的装置及其成形方法，包括电磁成形线圈、线圈加强板、导电驱动块、驱动冲头、流体约束模具和成形模具，电磁成形线圈安装在线圈加强板内，驱动冲头的下端设置有线圈加强板，上端与流体约束模具内的约束腔密封滑接，成形模具设置为能将板料压接在约束腔的上方，约束腔内设置有液面低于板料的流体，成形模具靠近板料的一侧设置有成形腔。本发明采用倒置成形装置，当液面低于板料表面时。电磁成形线圈放电可以驱动冲头对液体加速。当高速液体与板料接触时刻，板料被赋予很高的变形速度，从而提高材料的成形极限。

技术领域

本发明涉及材料加工成形技术领域，尤其涉及一种高速率流体驱动板料精确成形的装置及其成形方法。

背景技术

电磁成形技术是利用金属在强脉冲磁场中受到的电磁力作用使其发生塑性变形的一种高速加工技术。电磁成形过程中材料的延展性和材料的成形极限大幅度提升。但是目前电磁成形存在的主要问题是：高速率冲击下零件的形状难以控制。为此众多学者将电磁成形与传统成形工艺进行了结合。

在专利“冲压与磁脉冲成形协同控制复杂曲面件回弹与破裂的方法”专利中，将传统冲压工艺与电磁成形工艺相结合，通过传统冲压将板料初步弯曲成一个复杂曲面的板件，接着设置在凸模中的线圈放电对板料进行二次成形得到比较精确形状的复杂曲面板件。但线圈的制造以及线圈如何嵌入到模具的恰当位置，同时又要保证线圈和模具具备高寿命，难度较大。

在专利“一种流体冲击板料成形的电磁成形装置及其成形方法”专利中，将通过电磁力驱动流体高速运动，实现零件的成形制造。其中，线圈和模具制造都相对较为简单。但该方法也存在诸如流体在成形初期难以获得较高速度，以及电磁力会随着线圈与驱动板的距离增大而减小、进而影响成形质量等问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种高速率流体驱动板料精确成形的装置及其成形方法，从而解决上述问题。

为实现上述目的，本发明首先公开了一种高速率流体驱动板料精确成形的装置，包括电磁成形线圈、线圈加强板、导电驱动块、驱动冲头、流体约束模具和成形模具，所述电磁成形线圈安装在所述线圈加强板内，所述驱动冲头的下端设置有所述线圈加强板，上端与所述流体约束模具内的约束腔密封滑接，所述成形模具设置为能将所述板料压接在所述约束腔的上方，所述约束腔内设置有液面低于所述板料的流体，所述成形模具靠近所述板料的一侧设置有成形腔。

进一步的，所述线圈加强板的下方设置有固定安装的底板，所述底板上设置有可驱动所述线圈加强板向上位移的伸缩驱动件，所述伸缩驱动件的伸缩端与所述线圈加强板连接。

进一步的，所述伸缩驱动件为弹簧或者气缸。

进一步的，所述线圈加强板的底部固定安装有导电反冲板，所述线圈加强板靠接在所述导电反冲板的上端面上，所述导电反冲板的底部固定安装有内设有所述电磁成形线圈的所述线圈加强板。

进一步的，所述流体约束模具或成形模具上设置有一可容纳所述板料的沉孔，所述沉孔与所述板料间隙配合，且所述沉孔内形成有连通所述板料边缘和约束腔的侧向流道。

进一步的，还包括侧向电磁成形线圈、侧向线圈加强板、侧向导电驱动块、侧向流体约束模具和侧向驱动冲头，所述流体约束模具、成形模具和板料的外侧形成一板料端部流体流道，所述侧向电磁成形线圈安装在所述侧向线圈加强板内，所述侧向导电驱动块设置在所述侧向线圈加强板的上方，所述侧向线圈加强板安装在所述侧向驱动冲头的下端，所述侧向驱动冲头的上端与所述侧向流体约束模具的侧向约束腔滑接，所述侧向约束腔内填充有流体，所述侧向约束腔的上端与所述板料端部流体流道密封连接。

进一步的，所述驱动冲头包括多个分体驱动冲头，所述分体驱动冲头之间密封滑接。

然后本发明公开了一种高速率流体驱动板料精确成形方法，包括上述任一所述的高速率流体驱动板料精确成形的装置，包括如下步骤：