CN103978087A - 一种轻合金材料磁脉冲驱动固体弹性介质压力成形装置及其成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻合金材料磁脉冲驱动固体弹性介质压力成形装置及其成形方法，所述的轻合金材料磁脉冲驱动固体弹性介质压力成形装置是上压板，下固定板正对设置，通过螺栓连接，在上压板下侧面装有平板螺旋线圈，在平板螺旋线圈上装有铜驱动板；在下固定板的上侧面装有垫块。本发明具有如下的技术效果，(1)本发明将磁脉冲成形与固体弹性介质压力成形工艺结合，充分利用两种工艺的优势，提高了材料的成性能，针对室温下成形性能较差的材料同样可成形出质量良好的零件，节约生产成本，且所用方法简单，易于操作；(2)本发明克服了磁脉冲成形只能产生胀形变形以及磁脉冲成形中板材与模具碰撞后发生严重回弹无法贴模的缺陷，通过本发明使得磁脉冲高速率成形工艺可进行拉深变形，成形筒形件、盒形件以及复杂曲面零件等。
Description
技术领域
本发明属于零件成形制造领域，具体涉及一种轻合金材料磁脉冲驱动固体弹性介质压力成形装置与成形方法。
背景技术
磁脉冲成形是一种高速率成形技术，可显著提高材料的成形性能。它是利用磁场力，而不是利用机械力实现对金属的加工，具有无润滑、无机械接触、快速加工、模具简单(单模成形)等特点。在磁脉冲成形过程中，由于成形速率较快，板材常与模具发生强烈的碰撞，导致板材回弹，在材料表面形成明显的凹陷，无法贴模。且磁脉冲成形工艺在成形中通常使材料产生胀形，无法实现拉深零件的成形。固体弹性介质压力成形即利用固体弹性介质取代传统冲压工艺中的凸模或凹模，将固体弹性介质作为传力介质使板材发生塑性变形。固体弹性介质压力成形工艺具有使金属板材成形更加灵活、模具磨损较少、成形零件的精度较高和表面良好、提高板材的成形性能、节约成本等优点。结合磁脉冲成形与固体弹性介质压力成形将有利于充分利用两者的优势，既体现高速率成形的特点又发挥固体弹性介质压力成形的特性，从而实现拉深件、盒形件以及复杂型面零件的高应变速率成形。
发明内容
本发明的目的是为了实现轻合金材料的拉深件、盒形件以及复杂型面零件的高应变速率成形，本发明提出一种磁脉冲驱动固体弹性介质压力成形装置及其成形方法。
本发明的技术方案是，一种轻合金材料磁脉冲驱动固体弹性介质压力成形装置，上压板，下固定板正对设置，通过螺栓连接，在上压板下侧面装有平板螺旋线圈，在平板螺旋线圈上装有铜驱动板；在下固定板的上侧面装有垫块。
一种轻合金材料磁脉冲驱动固体弹性介质压力成形方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将凹模放置于垫块；
(2)将轻合金待成形板材置于凹模上；
(3)固体弹性介质凸模与铜驱动板连接与待成形板材接触；
(4)调整螺栓，通过上压板和下固定板将整个成形装置固定；
(5)关闭放电开关K，电容器C开始放电，在平板螺旋线圈中产生变化的电流，铜驱动板产生感应电流，铜驱动板受到电磁力的作用产生高速运动；固体弹性介质凸模在铜驱动板的驱动下同样发生高速运动，轻合金板材在固体弹性介质凸模的作用下发生高速率的塑性变形，使轻合金板材与凸模贴模成形。
在凹模上通过压边螺栓装有压边圈，待成形板材通过压边圈置于凹模(11)上。
本发明具有如下的技术效果，(1)本发明将磁脉冲成形与固体弹性介质压力成形工艺结合，充分利用两种工艺的优势，提高了材料的成性能，针对室温下成形性能较差的材料同样可成形出质量良好的零件，节约生产成本，且所用方法简单，易于操作；(2)本发明克服了磁脉冲成形只能产生胀形变形以及磁脉冲成形中板材与模具碰撞后发生严重回弹无法贴模的缺陷，通过本发明使得磁脉冲高速率成形工艺可进行拉深变形，成形筒形件、盒形件以及复杂曲面零件等。
附图说明
图1本发明为轻合金板材磁脉冲驱动固体弹性介质压力成复杂曲面零件的示意图。
图2本发明为轻合金板材磁脉冲驱动固体弹性介质压力成盒形件的示意图。
图3本发明为轻合金板材磁脉冲驱动固体弹性介质压力成筒形件的示意图。
图4本发明平板螺旋线圈电路图。
图中：1-螺栓，2-螺母，3-垫片，4-上固定压板，5-平板螺旋线圈，6-铜驱动板，7-固体弹性介质凸模，8-螺栓，9-压边圈，10-板材，11-凹模，12-垫块，13-下固定压边，14-排气孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
如图1、图4所示，一种轻合金材料磁脉冲驱动固体弹性介质压力成形装置，上压板4，下固定板13正对设置，通过螺栓1连接，在上压板4下侧面装有平板螺旋线圈5，在平板螺旋线圈5上装有铜驱动板6；在下固定板13的上侧面装有垫块12；在平板螺旋线圈5连接有电磁成形系统14，所述的是在管线圈L的两端串联放电控制开关K、电阻R、整流器Z、变压器P，电容C一端接在电控制开关K与电阻R之间，另一端接在管线圈L的另一端。使用时将凹模11置于垫块12上，将轻合金待成形板材10置于凹模11上，在凹模11上开有排气孔15。
如图2所示，一种轻合金材料磁脉冲驱动固体弹性介质压力成形装置，上压板4，下固定板13正对设置，通过螺栓1连接，在上压板4下侧面装有平板螺旋线圈5，在平板螺旋线圈5上装有铜驱动板6；在下固定板13的上侧面装有垫块12；电容C的电容量为768-1152μF，电阻R为0.01Ω-0.06Ω，整流器Z为反偏压50kV/平均电流不小于3.5A，变压器P为220V-8kV。使用时将凹模11置于垫块12上，凹模11上通过压边螺栓8装有压边圈9，待成形板材10通过压边圈9置于凹模11上，在凹模11上开有排气孔15。
如图3所示，一种轻合金材料磁脉冲驱动固体弹性介质压力成形装置，上压板4，下固定板13正对设置，通过螺栓1连接，在上压板4下侧面装有平板螺旋线圈5，在平板螺旋线圈5上装有铜驱动板6；在下固定板13的上侧面装有垫块12；在平板螺旋线圈5连接有电磁成形系统14，电容C的电容量为768-1152μF，电阻R为0.01Ω-0.06Ω，整流器Z为反偏压50kV/平均电流不小于3.5A，变压器P为220V-8kV。使用时将凹模11置于垫块12上，凹模11上通过压边螺栓8装有压边圈9，待成形板材10通过压边圈9置于凹模11上。
利用上述装置进行轻合金材料磁脉冲驱动固体弹性介质压力成形，包括以下步骤：
(1)将凹模11放置于垫块12；
(2)将轻合金待成形板材10置于凹模11上；
(3)固体弹性介质凸模7与铜驱动板6连接与待成形板材10接触；
(4)调整螺栓1，通过上压板4和下固定板13将整个成形装置固定；
(5)关闭放电开关K，电容器C开始放电，在平板螺旋线圈5中产生变化的电流，铜驱动板6产生感应电流，铜驱动板6受到电磁力的作用产生高速运动；固体弹性介质凸模7在铜驱动板6的驱动下同样发生高速运动，轻合金板材10在固体弹性介质凸模7的作用下发生高速率的塑性变形，使轻合金板材10与凸模7贴模成形。
图1为轻合金板材磁脉冲驱动固体弹性介质压力成复杂曲面零件的示意图，图中将固体弹性介质凸模7为固体弹性介质块体，铜驱动片6为铜驱动框，用于约束和驱动固体弹性介质凸模7；闭合开关K，电容C放电瞬间，电磁力作用于铜驱动片6，铜驱动片6驱动固体弹性介质凸模7高速向下运动，凹模11与板材10之间的空气若无法及时排除会影响板材11贴模，故在凹模11底部设排气孔14，板材10在固体弹性介质凸模7的作用下发生塑性变形，最终与凹模贴模成形。
图2为轻合金板材磁脉冲驱动固体弹性介质压力成盒形件的示意图，图中将固体弹性介质凸模7和凹模11分别调整为盒形，由于磁脉冲成形速率较快，凹模11与板材10之间的空气若无法及时排除会影响板材11贴模，故在凹模11底部设排气孔14。闭合开关K，电容C放电瞬间，电磁力作用于铜驱动板6并驱动固体弹性介质凸模7高速向下运动，板材10发生塑性变形并贴模成形。
图3为轻合金板材磁脉冲驱动固体弹性介质压力成筒形件的示意图。图中将固体弹性介质凸模7装在铜驱动片6上；闭合开关K，电容C放电瞬间，电磁力作用于铜驱动片6，铜驱动片6驱动固体弹性介质凸模7高速向下运动，板材10在固体弹性介质凸模7的作用下发生塑性变形，最终与凹模贴模成形。
Claims (3)
1.一种轻合金材料磁脉冲驱动固体弹性介质压力成形装置，其特征在于：上压板(4)，下固定板(13)正对设置，通过螺栓(1)连接，在上压板(4)下侧面装有平板螺旋线圈(5)，在平板螺旋线圈(5)上装有铜驱动板(6)；在下固定板(13)的上侧面装有垫块(12)。
2.一种轻合金材料磁脉冲驱动固体弹性介质压力成形方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
(1)将凹模(11)放置于垫块(12)；
(2)将轻合金待成形板材(10)置于凹模(11)上；
(3)固体弹性介质凸模(7)与铜驱动板(6)连接与待成形板材(10)接触；
(4)调整螺栓(1)，通过上压板(4)和下固定板(13)将整个成形装置固定；
(5)关闭放电开关K，电容器C开始放电，在平板螺旋线圈(5)中产生变化的电流，铜驱动板(6)产生感应电流，铜驱动板(6)受到电磁力的作用产生高速运动；固体弹性介质凸模(7)在铜驱动板(6)的驱动下同样发生高速运动，轻合金板材(10)在固体弹性介质凸模(7)的作用下发生高速率的塑性变形，使轻合金板材(10)与凸模(7)贴模成形。
3.根据权利要求2所述的一种轻合金材料磁脉冲驱动固体弹性介质压力成形方法，其特征在于：在凹模(11)上通过压边螺栓(8)装有压边圈(9)，待成形板材(10)通过压边圈(9)置于凹模(11)上。
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|---|---|
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104841761A (zh) * | 2015-04-24 | 2015-08-19 | 福州大学 | 一种合金板电磁冲孔翻边成形方法及装置 |
| CN105817526A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-08-03 | 山东小鸭精工机械有限公司 | 轮辐一次性冲风孔模 |
| CN106769544A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-31 | 湘潭大学 | 一种金属板材电磁温热驱动成形极限试验装置及成形极限图建立方法 |
| CN107234161A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-10-10 | 厦门理工学院 | 一种电流辅助电磁冲裁加工装置及其控制方法 |
| CN108555128A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-09-21 | 华中科技大学 | 一种多线圈耦合的无模电磁渐进成形装置及方法 |
| CN108555110A (zh) * | 2018-01-11 | 2018-09-21 | 湘潭大学 | 基于电致塑性效应和弹性颗粒介质辅助的轻合金微型复杂构件的电磁成形装置及成形方法 |
| CN109047445A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-12-21 | 湘潭大学 | 基于电磁脉冲和弹性颗粒介质辅助的轻合金管件成形装置 |
| CN112091072A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-18 | 中南大学 | 一种板料高效-高精度磁脉冲成形装置及成形方法 |
| CN112547897A (zh) * | 2019-09-26 | 2021-03-26 | 河南科技大学 | 一种板材磁流变软模差压成形装置及方法 |
| CN115415397A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-12-02 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种门内板工艺补充拔模面拱曲的方法 |
| CN115716102A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-02-28 | 陕西科技大学 | 一种板材高应变速率-可控软模耦合精密成形装置及方法 |
| CN116159918A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-05-26 | 北京航星机器制造有限公司 | 一种金属板材电磁成形装置及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5195239A (en) * | 1989-10-07 | 1993-03-23 | Mannesmann Aktiengesellschaft | Method for assembling shafts |
| JP2010239113A (ja) * | 2008-12-03 | 2010-10-21 | Kobe Steel Ltd | 電磁拡管成形用インダクタ及びその製造方法 |
| CN102814401A (zh) * | 2012-08-09 | 2012-12-12 | 昆山铂翔精密五金制品有限公司 | 冲压模具拉料机构 |
| CN203370901U (zh) * | 2013-08-06 | 2014-01-01 | 福州大学 | 金属薄板微冲裁装置 |
| CN103586325A (zh) * | 2013-11-05 | 2014-02-19 | 华中科技大学 | 一种深冲性构件电磁成形方法 |
-
2014
- 2014-05-28 CN CN201410242521.8A patent/CN103978087A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5195239A (en) * | 1989-10-07 | 1993-03-23 | Mannesmann Aktiengesellschaft | Method for assembling shafts |
| JP2010239113A (ja) * | 2008-12-03 | 2010-10-21 | Kobe Steel Ltd | 電磁拡管成形用インダクタ及びその製造方法 |
| CN102814401A (zh) * | 2012-08-09 | 2012-12-12 | 昆山铂翔精密五金制品有限公司 | 冲压模具拉料机构 |
| CN203370901U (zh) * | 2013-08-06 | 2014-01-01 | 福州大学 | 金属薄板微冲裁装置 |
| CN103586325A (zh) * | 2013-11-05 | 2014-02-19 | 华中科技大学 | 一种深冲性构件电磁成形方法 |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104841761A (zh) * | 2015-04-24 | 2015-08-19 | 福州大学 | 一种合金板电磁冲孔翻边成形方法及装置 |
| CN105817526A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-08-03 | 山东小鸭精工机械有限公司 | 轮辐一次性冲风孔模 |
| CN106769544A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-31 | 湘潭大学 | 一种金属板材电磁温热驱动成形极限试验装置及成形极限图建立方法 |
| CN106769544B (zh) * | 2016-11-30 | 2019-04-19 | 湘潭大学 | 一种金属板材电磁温热驱动成形极限试验装置及成形极限图建立方法 |
| CN107234161B (zh) * | 2017-06-30 | 2019-05-28 | 厦门理工学院 | 一种电流辅助电磁冲裁加工装置及其控制方法 |
| CN107234161A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-10-10 | 厦门理工学院 | 一种电流辅助电磁冲裁加工装置及其控制方法 |
| CN108555110A (zh) * | 2018-01-11 | 2018-09-21 | 湘潭大学 | 基于电致塑性效应和弹性颗粒介质辅助的轻合金微型复杂构件的电磁成形装置及成形方法 |
| CN108555110B (zh) * | 2018-01-11 | 2019-09-24 | 湘潭大学 | 轻合金微型复杂构件的电磁成形装置及成形方法 |
| CN108555128A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-09-21 | 华中科技大学 | 一种多线圈耦合的无模电磁渐进成形装置及方法 |
| CN108555128B (zh) * | 2018-05-14 | 2019-08-30 | 华中科技大学 | 一种多线圈耦合的无模电磁渐进成形方法 |
| CN109047445A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-12-21 | 湘潭大学 | 基于电磁脉冲和弹性颗粒介质辅助的轻合金管件成形装置 |
| CN112547897A (zh) * | 2019-09-26 | 2021-03-26 | 河南科技大学 | 一种板材磁流变软模差压成形装置及方法 |
| CN112091072A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-18 | 中南大学 | 一种板料高效-高精度磁脉冲成形装置及成形方法 |
| CN112091072B (zh) * | 2020-09-08 | 2021-09-14 | 中南大学 | 一种板料高效-高精度磁脉冲成形装置及成形方法 |
| CN115415397A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-12-02 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种门内板工艺补充拔模面拱曲的方法 |
| CN115716102A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-02-28 | 陕西科技大学 | 一种板材高应变速率-可控软模耦合精密成形装置及方法 |
| CN115716102B (zh) * | 2022-11-25 | 2026-01-23 | 陕西科技大学 | 一种板材高应变速率-可控软模耦合精密成形装置及方法 |
| CN116159918A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-05-26 | 北京航星机器制造有限公司 | 一种金属板材电磁成形装置及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140813 |