[发明专利]基于磁脉冲成形的板材与管材连接方法及装置

摘要

基于磁脉冲成形的板材与管材连接方法及装置，属于金属材料加工成形领域。解决了磁脉冲成形技术多工序加工过程存在换模效率低，大型线圈制作成本高的问题。本发明先进行坯料的冲孔，然后磁脉冲翻边成形，最后利用磁脉冲成形技术进行连接管件的安装的，利用线圈完成多工序加工成形，成形过程快速高效，成形工件加工精度高，无毛刺，回弹小，无裂纹，无须后续清理工序及焊后热处理，显著提高了材料的成形极限和板材和管材的电磁脉冲连接的加工灵活性。适用于进行板材和管件连接使用。

主权项

1.基于磁脉冲成形的板材与管材连接方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：步骤一、在二号底座(12)的中心开设圆形通孔，且在二号底座(12)的上表面开设定位凹槽，将下模压板(14)安装在所述定位凹槽内，在下模压板(14)的筒形结构内安装一号绝缘块(15)用以缓冲圆形平板线圈(16)产生的电磁斥力，所述圆形平板线圈(16)设置在一号绝缘块(15)的筒形结构内；步骤二、将圆形平板线圈(16)的正负极与电磁成形放电系统的正负信号输出端连接，将坯板材料(17)放置于下模压板(14)、一号绝缘块(15)和圆形平板线圈(16)的上侧，并在坯板材料(17)的上侧安放翻边模具(18)，在翻边模具(18)的中心孔内安装冲孔模仁(19)；步骤三、当电磁成形放电系统的开关(1)闭合时，电磁成形放电系统对圆形平板线圈(16)放电，脉冲电流经过圆形平板线圈(16)后，在圆形平板线圈(16)中产生脉冲磁场，坯板材料(17)处于脉冲磁场中，在坯板材料(17)表面产生感应涡流，感应涡流产生的脉冲磁场与圆形平板线圈(16)的强磁场旋转方向相反，两个磁场产生相互排斥的磁场力，推动坯板材料(17)向上运动与冲孔模仁(19)的直角刃口发生作用，完成坯料的冲孔，断开开关(1)；步骤四、将步骤三中的冲孔模仁(19)从翻边模具(18)上拆卸下来，再次闭合开关(1)，电磁成形放电系统对圆形平板线圈(16)放电，脉冲电流经过圆形平板线圈(16)后，在圆形平板线圈(16)中产生脉冲磁场，坯板材料(17)处于脉冲磁场中，在坯板材料(17)表面产生感应涡流，感应涡流产生的脉冲磁场与圆形平板线圈(16)的强磁场旋转方向相反，两个磁场产生相互排斥的磁场力，推动坯板材料(17)向上运动与翻边模具(18)贴合，完成坯板材料(17)的翻边成形，断开开关(1)；步骤五、将翻边模具(18)从坯板材料(17)上拆卸下来，将圆形平板线圈(16)从一号绝缘块(15)的凹槽内拆卸下来，将胀形模具(25)套设在翻边后的坯板材料(17)的外侧，并利用一号上盖板(20)通过螺钉对胀形模具(25)进行固定；步骤六、将伸缩杆(8)的一端通过螺栓安装至一号底座(6)上，钢芯轴套(7)和胀形线圈(9)均套设在伸缩杆(8)的杆体上，且胀形线圈(9)临近伸缩杆(8)的顶端设置；步骤七、使伸缩杆(8)伸长，并将伸缩杆(8)的顶部的胀形线圈(9)送入坯板材料(17)的翻边后的孔内，电磁成形放电系统对胀形线圈(9)放电，翻边后的孔部受到电磁力的作用与胀形模具(25)进行贴合，使翻边孔四周产生细小的波纹状的凸起，实现对坯板材料(17)翻边后孔壁进行波纹胀形；步骤八、对经步骤七波纹胀形后的坯板材料(17)的翻边孔进行热处理，并对翻边孔的搭接区进行表面除锈，将胀形模具(25)和一号上盖板(20)从坯板材料(17)上拆卸下来，将连接管件固定在上模压板(23)的通孔内，并在连接管件的外侧套设二号绝缘块(21)，且在二号绝缘块(21)与连接管件之间套设连接线圈(22)，所述二号绝缘块(21)设置在上模压板(23)的下侧；步骤九、将上模压板(23)与坯板材料(17)的翻边孔同轴设置，压紧上模压板(23)与下模压板(14)，使坯板材料(17)的翻边孔插接在连接管件内；步骤十、使伸缩杆(8)伸长，卸下胀形线圈(9)，并将伸缩杆(8)的底部的钢芯轴套(7)送入坯板材料(17)波纹胀形后的翻边孔内，使钢芯轴套(7)的顶部高度与翻边孔顶部高度齐平放置，且与翻边孔和连接管件同轴放置；电磁成形放电系统的正负信号输出端与连接线圈(22)的正负信号输入端连接，电磁成形放电系统对连接线圈(22)进行放电，电磁成形放电系统对连接线圈瞬时放电，当所产生的脉冲磁场力大于连接管件的屈服极限时，连接管件与翻边板材在搭接区就产生磁脉冲连接接头，完成连接管件与坯板材料(17)的连接。