一種適于高速成形的電磁壓邊方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適于高速成形的電磁壓邊方法，包括：（1）在金屬板件壓邊部位端面放置壓邊線圈組，壓邊線圈組可以只放置在金屬板件壓邊部位上端面或下端面，也可同時(shí)放置在金屬板件壓邊部位上下兩個(gè)端面，放置在金屬板件壓邊部位下端面的壓邊線圈組使用凹模支撐，放置在金屬板件壓邊部位上端面的壓邊線圈組通過壓力機(jī)或螺栓緊固結(jié)構(gòu)約束壓邊線圈運(yùn)動，約束壓邊線圈組運(yùn)動時(shí)，可以施加壓力在壓邊線圈組上；（2）在高速成形過程中，在壓邊線圈組中通入脈沖電流，在金屬板件壓邊部位上感應(yīng)渦流，進(jìn)而在金屬板件壓邊部位產(chǎn)生電磁壓力。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)成形過程中，壓邊力小不能抑制金屬板件起皺，壓邊力大又造成摩擦阻力大阻礙金屬板件塑形流動的矛盾。
【專利說明】一種適于高速成形的電磁壓邊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于成形領(lǐng)域，更具體地，涉及一種適于高速成形的電磁壓邊方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在板材沖壓成形中，特別是深拉伸中，壓邊力的控制非常關(guān)鍵。若壓邊力過大雖金屬板件不易起皺，但會造成摩擦阻力大不利于金屬板件的塑性流動的問題，這一點(diǎn)對深拉伸是非常不利的。若壓邊太小，則不能有效抑制板材起皺。對于需要塑性流動的成形理想的壓邊方式是既能抑制起皺，又能最小化壓邊導(dǎo)致的摩擦阻力。因而既能抑制起皺，又能減少摩擦阻力，對提高成形能力有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種適于高速成形的電磁壓邊方法，其目的在于解決傳統(tǒng)壓邊方法中壓邊力大不利于金屬板件塑性流動，壓邊力小不利于抑制起皺的矛盾。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種適于高速成形的電磁壓邊方法，包括以下步驟:
[0005](I)在金屬板件壓邊部位端面放置壓邊線圈組；
[0006](2)在高速成形過程中，在壓邊線圈組中通入脈沖電流，在金屬板件壓邊部位上感應(yīng)渦流，進(jìn)而在金屬板件壓邊部位產(chǎn)生電磁壓力。
[0007]優(yōu)選地，壓邊線圈組包含多個(gè)壓邊線圈，其中壓邊線圈為脈沖磁體結(jié)構(gòu)，其與金屬板件接觸的端面光滑平整。
[0008]優(yōu)選地，壓邊線圈組中壓邊線圈可以全部放置在金屬板件壓邊部位上端面或下端面，也可一部分放置在金屬板件壓邊部位上端面而另一部分放置在金屬板件壓邊部位下端面。
[0009]優(yōu)選地，壓邊線圈組中放置在金屬板件壓邊部位下端面的壓邊線圈使用凹模支撐。
[0010]優(yōu)選地，壓邊線圈組中放置在金屬板件壓邊部位上端面的壓邊線圈使用壓力機(jī)或螺栓緊固結(jié)構(gòu)約束壓邊線圈運(yùn)動。
[0011]優(yōu)選地，約束壓邊線圈組中壓邊線圈運(yùn)動時(shí)，可以施加機(jī)械壓力在壓邊線圈上，進(jìn)而使壓邊線圈和金屬板件間有直接的接觸壓力。
[0012]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果:
[0013]1、本發(fā)明中由于壓邊線圈產(chǎn)生的電磁排斥力部分或完全替代傳統(tǒng)壓邊裝置的壓邊力，因而接觸壓力減小，這極大的減少金屬板件加工中的塑性流動阻力，有利于金屬板件塑性流動。
[0014]2、本發(fā)明中線圈通入的脈沖電流，由于工作時(shí)間短，因而電流比穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的線圈電流密度大三到四個(gè)量級，因而其產(chǎn)生電磁壓力可達(dá)兆帕級別，因而能夠較好的約束金屬板件變形，從而有效抑制金屬板件成形過程中起皺。由于壓邊線圈工作時(shí)間短，因而該比較適用于高速成形，例如電磁成形、電液成形和爆炸成形。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的適于高速成形的電磁壓邊方法的示意圖。
[0016]圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的適于高速成形的電磁壓邊方法的示意圖。
[0017]圖3是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的適于高速成形的電磁壓邊方法的示意圖。
[0018]圖4是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方式的適于高速成形的電磁壓邊方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0020]本發(fā)明的基本思路在于，在金屬板件壓邊部位端面放置壓邊線圈組。在金屬板件成形過程中，壓邊線圈組通入時(shí)變電流，從而在金屬板件壓邊部位感應(yīng)渦流，進(jìn)而壓邊線圈組和金屬板件間產(chǎn)生電磁排斥力，該電磁排斥力部分或完全替代傳統(tǒng)壓邊裝置的壓邊力起到抑制金屬板件起皺，因?yàn)闇p少或者完全消除了金屬板件與壓邊裝置間的接觸壓力，所以金屬板件成形過程中的摩擦阻力大幅減少，有利于金屬板件塑性流動。
[0021]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式，本發(fā)明適于高速成形的電磁壓邊方法是應(yīng)用在一種電磁成形系統(tǒng)中，該電磁成形系統(tǒng)包括底座1、凹模2、電磁成形線圈6、以及壓力機(jī)運(yùn)動平臺7，該方法包括以下步驟:
[0022](I)將第一壓邊線圈11和第二壓邊線圈12通過第一工裝21和第二工裝22分別固定在壓力機(jī)運(yùn)動平臺7上；
[0023](2)控制壓力機(jī)運(yùn)動平臺7使第一壓邊線圈11和第二壓邊線圈12和金屬板件3上端面接觸，但是不施加機(jī)械壓力；
[0024](3)在金屬板件3電磁成形過程中，第一壓邊線圈11和第二壓邊線圈12通入脈沖電流，在金屬板件3上感應(yīng)渦流，進(jìn)而在金屬板件3壓邊部位產(chǎn)生電磁壓力。
[0025]產(chǎn)生的電磁壓力能夠抑制成形過程中的起皺，在金屬板件上端面和壓邊線圈無直接機(jī)械壓力，減少了摩擦阻力，有利于金屬板件3的塑性流動。
[0026]如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式，本發(fā)明適于高速成形的電磁壓邊方法是應(yīng)用在一種電磁成形系統(tǒng)中，該電磁成形系統(tǒng)包括底座1、凹模2、電磁成形線圈6、以及壓力機(jī)運(yùn)動平臺7，該方法包括以下步驟:
[0027](I)將第三壓邊線圈13和第四壓邊線圈14固定放置在凹模2壓邊處；
[0028](2)將金屬板件3放置在第三壓邊線圈13和第四壓邊線圈14上；
[0029](3)將第一壓邊線圈11和第二壓邊線圈12通過第一工裝21和第二工裝22分別固定在壓力機(jī)運(yùn)動平臺7上；
[0030](4)控制壓力機(jī)運(yùn)動平臺7，使第一壓邊線圈11和第二壓邊線圈12和金屬板件3上端面不接觸，但是不施加機(jī)械壓力；
[0031](5)在金屬板件3電磁成形過程中，第一壓邊線圈11、第二壓邊線圈12、第三壓邊線圈13以及第四壓邊線圈14同時(shí)通入脈沖電流，在金屬板件3上感應(yīng)渦流，進(jìn)而在金屬板件3的上下端面同時(shí)產(chǎn)生電磁壓力。
[0032]產(chǎn)生的電磁壓力抑制了成形過程中的起皺，同時(shí)壓邊線圈和金屬板件無直接機(jī)械壓力，減少了摩擦阻力，有利于金屬板件的塑性流動。
[0033]如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式，本發(fā)明適于高速成形的電磁壓邊方法是應(yīng)用在一種電磁成形系統(tǒng)中，該電磁成形系統(tǒng)包括底座1、凹模2、電磁成形線圈6、以及壓力機(jī)運(yùn)動平臺7，該方法包括以下步驟:
[0034](I)將第三壓邊線圈13和第四壓邊線圈14固定放置在凹模2壓邊處；
[0035](2)將金屬板件3放置在第三壓邊線圈13和第四壓邊線圈14上；
[0036](3)將第一壓邊線圈11和第二壓邊線圈12通過第一工裝21和第二工裝22分別固定在壓力機(jī)運(yùn)動平臺7上；
[0037](4)調(diào)節(jié)壓力機(jī)運(yùn)動平臺7，使第一壓邊線圈11和第二壓邊線圈12接觸金屬板件3，并對金屬板件3施加壓力；
[0038](5)在金屬板件3電磁成形過程中，第一壓邊線圈11、第二壓邊線圈12、第三壓邊線圈13以及第四壓邊線圈14同時(shí)通入脈沖電流，以在金屬板件3上感應(yīng)渦流，進(jìn)而在金屬板件3壓邊部位的上下端面同時(shí)產(chǎn)生電磁壓力。
[0039]產(chǎn)生的電磁壓力和壓力機(jī)提供的壓力一起抑制成形過程中的起皺，同時(shí)由于直接接觸壓邊力部分被電磁壓力代替，減少了摩擦阻力，有利于金屬板件的塑性流動。
[0040]圖4所示為本發(fā)明的第四實(shí)施方式，本實(shí)施方式中壓邊裝置同時(shí)使用電磁壓邊和傳統(tǒng)的壓塊壓邊，其目的在于解決電磁壓邊剛度不足的問題。在本實(shí)施方式中，金屬板件起皺嚴(yán)重的區(qū)域還是使用傳統(tǒng)的壓塊壓邊，而其他壓邊區(qū)域使用電磁壓邊。這樣既減少金屬板件流動阻力，又解決了純電磁壓邊剛度不足的問題。如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式，本發(fā)明適于高速成形的電磁壓邊方法是應(yīng)用在一種電磁成形系統(tǒng)中，該電磁成形系統(tǒng)包括底座1、凹模2、電磁成形線圈6、以及壓力機(jī)運(yùn)動平臺7，該方法包括以下步驟:
[0041](I)將第三壓邊線圈13和第四壓邊線圈14固定放置在凹模2壓邊處；
[0042](2)將金屬板件3放置在第三壓邊線圈13和第四壓邊線圈14上；
[0043](3)將第一壓邊線圈11和第二壓邊線圈12通過第一工裝21和第二工裝22分別固定在壓力機(jī)運(yùn)動平臺7上；
[0044](4)調(diào)節(jié)壓力機(jī)運(yùn)動平臺7，使第一壓邊線圈11和第二壓邊線圈12、以及第一壓塊31和第二壓塊32接觸金屬板件3，并對金屬板件3施加壓力，其中金屬板件3起皺嚴(yán)重的區(qū)域使用第一壓塊31和第二壓塊32進(jìn)行壓邊；
[0045](5)在金屬板件3電磁成形過程中，第一壓邊線圈11、第二壓邊線圈12、第三壓邊線圈13以及第四壓邊線圈14同時(shí)通入脈沖電流，以在金屬板件3感應(yīng)渦流，進(jìn)而在金屬板件3壓邊區(qū)域的上下端面同時(shí)產(chǎn)生電磁壓力。
[0046]整個(gè)壓邊由第一壓邊線圈11、第二壓邊線圈12、第三壓邊線圈13以及第四壓邊線圈14和第一壓塊31和第二壓塊32共同完成。由于金屬板件3部分區(qū)域壓邊由電磁壓邊代替，減少了摩擦阻力，有利于金屬板件的塑性流動。[0047]本發(fā)明適于高速成形的電磁壓邊方法可以和傳統(tǒng)機(jī)械壓邊方法混合使用，一同完成金屬板件的壓邊。
[0048]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種適于高速成形的電磁壓邊方法，其特征在于，包括以下步驟:(1)在金屬板件壓邊部位端面放置壓邊線圈組；(2)在高速成形過程中，在壓邊線圈組中通入脈沖電流，在金屬板件壓邊部位上感應(yīng)渦流，進(jìn)而在金屬板件壓邊部位產(chǎn)生電磁壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適于高速成形的電磁壓邊方法，其特征在于，壓邊線圈組包含多個(gè)壓邊線圈，其中壓邊線圈為脈沖磁體結(jié)構(gòu)，其與金屬板件接觸的端面光滑平整。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適于高速成形的電磁壓邊方法，其特征在于，壓邊線圈組中壓邊線圈可以全部放置在金屬板件壓邊部位上端面或下端面，也可一部分放置在金屬板件壓邊部位上端面而另一部分放置在金屬板件壓邊部位下端面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適于高速成形的電磁壓邊方法，其特征在于，壓邊線圈組中放置在金屬板件壓邊部位下端面的壓邊線圈使用凹模支撐。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適于高速成形的電磁壓邊方法，其特征在于，壓邊線圈組中放置在金屬板件壓邊部位上端面的壓邊線圈使用壓力機(jī)或螺栓緊固結(jié)構(gòu)約束壓邊線圈運(yùn)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適于高速成形的電磁壓邊方法，其特征在于，約束壓邊線圈組中壓邊線圈運(yùn)動時(shí)，可以施加機(jī)械壓力在壓邊線圈上，進(jìn)而使壓邊線圈和金屬板件間有直接的接觸壓力。
【文檔編號】B21D24/04GK103586322SQ201310565393
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】李亮, 周中玉, 韓小濤 申請人:華中科技大學(xué)