一种电磁翻边成形装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电磁翻边成形装置及方法，包括：螺旋管驱动线圈、磁场整形器以及凹模；磁场整形器包括：中空的柱体和两个凸台；螺旋管驱动线圈绕制在凸台上方的中空圆柱体上；在对螺旋管驱动线圈通电后，螺旋管驱动线圈周围产生感应磁场；磁场整形器的两个凸台的连线平行于凹模的上平面；当凹模上放置带中孔的待翻边的板件时，将磁场整形器的下端逐步置入中孔，使得感应磁场集中分布在磁场整形器和板件之间的间隙，以驱动板件翻边成形；当凹模内放置待翻边的管件时，将磁场整形器的下端逐步置入凸起管件的内部，使得感应磁场集中分布在磁场整形器和管件之间的间隙，以驱动管件翻边成形。本发明专利技术提高电磁翻边装置的成形能力和工件的成形精度。的成形精度。的成形精度。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁翻边成形装置及方法


[0001]本专利技术属于金属成形制造
，更具体地，涉及一种电磁翻边成形装置及方法。

技术介绍

[0002]轻质合金材料的使用为汽车、航空航天等领域的工业生产轻量化提供了有效的实现途径。而常用的轻质合金材料如铝合金、钛合金和镁合金等在室温下成形性能较差，采用传统加工工艺容易使工件产生裂纹和回弹等缺陷。研究表明高速成形能有效改善轻质合金在室温下的成形性能，电磁成形作为一种利用洛伦兹力使金属材料高速成形的技术，被广泛应用于铝合金等轻质合金材料的加工领域中。
[0003]电磁翻边是电磁成形的一种具体应用，在电磁翻边中，存在如下常见问题：1、由于线圈结构的限制，一次放电后工件难以贴模，但多次放电时，工件和线圈间距往往会增大，导致工件所受电磁力不足，难以驱动其继续变形，因此需要绕制多个不同结构的线圈对工件进行多步渐进成形；2、对于非轴对称的翻边工件，如斜孔、方孔、跑道型孔等异形孔工件形状，往往需要特殊形状的线圈才能使工件获得合适的电磁力分布，但异形线圈往往难以绕制，其结构强度也难以保证，这大大限制了电磁翻边技术的应用范围。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种电磁翻边成形装置及方法，旨在解决传统电磁翻边方法中由于线圈结构和强度限制，成形力场分布不能随意调控，导致难以通过一次成形获得高贴模精度的工件、难以在多步渐进电磁成形中保持线圈始终贴近工件以施加足够的电磁力、难以绕制形状复杂的线圈以满足异形件的翻边要求的问题。
[0005]为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种电磁翻边成形装置，包括：螺旋管驱动线圈、磁场整形器以及凹模；
[0006]所述磁场整形器包括：中空的柱体和两个凸台；所述两个凸台位于所述中空柱体的两侧；
[0007]所述螺旋管驱动线圈绕制在所述凸台上方的中空圆柱体上；在对所述螺旋管驱动线圈通电后，所述螺旋管驱动线圈周围产生感应磁场；
[0008]所述凹模为内凹的模具，其内凹形状与待翻边工件的成形形状要求一致；所述磁场整形器凸台下方中空柱体的外轮廓与凹模形状相匹配；所述磁场整形器的两个凸台的连线平行于所述凹模的上平面；所述待翻边工件为板件或管件；
[0009]当所述凹模上放置带中孔的待翻边的板件时，将所述磁场整形器的下端逐步置入所述中孔，使得所述感应磁场集中分布在所述磁场整形器和板件之间的间隙，以驱动所述板件中孔逐步朝向所述凹模的内壁翻边成形；
[0010]当所述凹模内放置待翻边的管件时，所述管件的形状与所述凹模内凹形状相匹配，所述管件在所述凹模上表面上方有一截凸起，将所述磁场整形器的下端逐步置入凸起
管件的内部，使得所述感应磁场集中分布在所述磁场整形器和管件之间的间隙，以驱动所述凸起管件逐步朝向所述凹模的上表面翻边成形。
[0011]在一个可选的实施例中，将所述磁场整形器的下端逐步置入所述中孔，具体为：对所述板件中孔多步渐进翻边成形，针对上一步对板件翻边成形的情况，向下移动所述磁场整形器，保证每步成形时，所述磁场整形器和板件中孔的间隙小于预设值，以促进板件中孔多步渐进朝向所述凹模的内壁翻边成形；或
[0012]所述将所述磁场整形器的下端逐步置入凸起管件的内部，具体为：对所述管件多步渐进翻边成形，针对上一步对凸起管件翻边成形的情况，向下移动所述磁场整形器，保证每步成形时，所述磁场整形器和管件内壁的间隙小于预设值，以促进凸起管件多步渐进朝向所述凹模的上表面翻边成形。
[0013]在一个可选的实施例中，所述两个凸台下表面的形状与所述凹模法兰和倒角的形状相匹配。
[0014]在一个可选的实施例中，当所述凹模上放置待成形的板件时，所述电磁翻边成形装置还包括：压边块；
[0015]所述压边块放置在所述凹模上表面上的板件上，为板件提供压边力，以保证板件中孔翻边成形过程中凹模上表面板件的位置不变。
[0016]在一个可选的实施例中，当所述凹模上放置待成形的板件时，所述中空的柱体两侧的凸台在所述凹模上表面的投影面积小于预设面积，且所述中空的柱体两侧的凸台在所述凹模上表面的投影与所述压边块不重叠。
[0017]在一个可选的实施例中，当所述凹模内放置待成形的管件时，所述中空的柱体两侧的凸台在所述凹模上表面的投影面积大于预设面积，以使得所述中空的柱体两侧的凸台下表面和管件之间缝隙的感应磁场为所述管件翻边成形提供驱动力。
[0018]可以理解的是，当对管件进行成形时，磁场整形器凸台的下表面也驱动工件轴向向下变形，管件主要需要向凹模的法兰区变形，而凸台下方的中空柱体主要在凹模内部，只有凸台下表面朝向凹模法兰区域，故主要由凸台下表面提供管件向凹模法兰区域的驱动力，因此需要的凸台面积较大。当对板件成形时，板件的中孔主要需要向凹模的腔体变形，因此主要由伸进凹模腔体的中空柱体向板件提供驱动力，而板件对凸台下表面提供驱动力的需求主要集中在板件向凹模倒角变形处，因此需要的凸台面积较小。
[0019]在一个可选的实施例中，所述凸台上方的中空柱体是圆柱体，以紧密嵌套所述螺旋管驱动线圈，所述凸台下方的中空柱体形状由工件翻边要求决定。
[0020]具体地，凸台下方的中空柱体的形状由工件翻边要求决定，且凹模的内凹的形状也由工件翻边要求决定。例如工件是管件时，若该管件是圆柱管件、斜柱管件或者椭圆柱管件等等形状，则将凸台下方的中空柱体和凹模的内凹形状设置为对应的圆柱、斜柱或者椭圆柱等形状。再例如工件是板件时，若板件的中孔处为是圆柱孔、斜柱孔或者椭圆柱孔等等形状，则将凸台下方的中空柱体和凹模的内凹形状设置为对应的圆柱、斜柱或者椭圆柱等形状。
[0021]在一个可选的实施例中，所述螺旋管驱动线圈绕制在所述凸台上方中空圆柱体的外部或者绕制在所述凸台上方中空圆柱体的内部。
[0022]在一个可选的实施例中，所述磁场整形器的材料的电导率材料大于预设电导率
值。
[0023]其中，预设电导率值可根据实际需求设定，具体磁场整形器材料的电导率需要较高，例如铜合金或铝合金。
[0024]第二方面，本专利技术提供了一种电磁翻边成形方法，包括如下步骤：
[0025]选取磁场整形器，其包括中空的柱体和两个凸台；所述两个凸台位于所述中空柱体的两侧；
[0026]将螺旋管驱动线圈绕制在所述凸台上方的中空圆柱体上；在对所述螺旋管驱动线圈通电后，所述螺旋管驱动线圈周围产生感应磁场；
[0027]选取凹模，所述凸台下方中空柱体的外轮廓形状与所述凹模腔体相匹配；所述两个凸台的连线平行于所述凹模的上平面；
[0028]当所述凹模上放置带中孔的待翻边板件时，将所述磁场整形器的下端逐步置入所述中孔，使得所述感应磁场集中分布在所述磁场整形器和板件之间的间隙，以驱动所述板件中孔逐步朝向所述凹模的内壁翻边成形；所述板件中孔形状与凸台下方中空柱体的外轮廓形状相匹配；
[0029]当所述凹模内放置待翻边的管件时，所述管件的形状与所述凹模内凹形状相匹配，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁翻边成形装置，其特征在于，包括：螺旋管驱动线圈、磁场整形器以及凹模；所述磁场整形器包括：中空的柱体和两个凸台；所述两个凸台位于所述中空柱体的两侧；所述螺旋管驱动线圈绕制在所述凸台上方的中空圆柱体上；在对所述螺旋管驱动线圈通电后，所述螺旋管驱动线圈周围产生感应磁场；所述凹模为内凹的模具，其内凹形状与待翻边工件的成形形状要求一致；所述磁场整形器凸台下方中空柱体的外轮廓与凹模形状相匹配；所述磁场整形器的两个凸台的连线平行于所述凹模的上平面；所述待翻边工件为板件或管件；当所述凹模上放置带中孔的待翻边的板件时，将所述磁场整形器的下端逐步置入所述中孔，使得所述感应磁场集中分布在所述磁场整形器和板件之间的间隙，以驱动所述板件中孔逐步朝向所述凹模的内壁翻边成形；当所述凹模内放置待翻边的管件时，所述管件的形状与所述凹模内凹形状相匹配，所述管件在所述凹模上表面上方有一截凸起，将所述磁场整形器的下端逐步置入凸起管件的内部，使得所述感应磁场集中分布在所述磁场整形器和管件之间的间隙，以驱动所述凸起管件逐步朝向所述凹模的上表面翻边成形。2.根据权利要求1所述的电磁翻边成形装置，其特征在于，将所述磁场整形器的下端逐步置入所述中孔，具体为：对所述板件中孔多步渐进翻边成形，针对上一步对板件翻边成形的情况，向下移动所述磁场整形器，保证每步成形时，所述磁场整形器和板件中孔的间隙小于预设值，以促进板件中孔多步渐进朝向所述凹模的内壁翻边成形；或所述将所述磁场整形器的下端逐步置入凸起管件的内部，具体为：对所述管件多步渐进翻边成形，针对上一步对凸起管件翻边成形的情况，向下移动所述磁场整形器，保证每步成形时，所述磁场整形器和管件内壁的间隙小于预设值，以促进凸起管件多步渐进朝向所述凹模的上表面翻边成形。3.根据权利要求1所述的电磁翻边成形装置，其特征在于，所述两个凸台下表面的形状与所述凹模法兰和倒角的形状相匹配。4.根据权利要求1至3任一项所述的电磁翻边成形装置，其特征在于，当所述凹模上放置待成形的板件时，所述电磁翻边成形装置还包括：压边块；所述压边块放置在所述凹模上表面上的板件上，为板件提供压边力，以保证板件中孔翻边成形过程中凹模...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亮，李梦，赖智鹏，曹全梁，韩小涛，徐巍，李昌兴，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：