一種分層控制的電磁漸進(jìn)成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于零件成形制造領(lǐng)域，具體涉及一種電磁漸進(jìn)成形方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁成形是利用磁場(chǎng)力使金屬坯料變形的高速率成形方法，它具有工裝簡(jiǎn)單，工藝過程無須潤(rùn)滑，產(chǎn)品精度高等優(yōu)點(diǎn)，特別是在鋁合金板料成形方面表現(xiàn)出了日益廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]目前大型殼體零件主要制作方法是旋壓及液壓成形，旋壓成形所需設(shè)備成本高，而液壓成形是通過制作球瓣，然后拼焊，成形后工件殘余應(yīng)力大，不能滿足航空航天中的需求。
[0004]目前電磁成形技術(shù)在板料方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在局部小變形，對(duì)于大變形存在很多問題，特別是成形當(dāng)中的不均勻現(xiàn)象很難得到有效的控制。
[0005]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN1821910A公開了一種板材動(dòng)圈電磁漸進(jìn)成形方法該方法根據(jù)模型輪廓等高線數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)控制電磁成形線圈從模型頂部開始，沿著模型輪廓等高線一層層向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)依靠電磁成形線圈產(chǎn)生的電磁力使板材發(fā)生局部成形，直至模型底部并完成整個(gè)成形過程為止。但該方法在使用過程中存在失穩(wěn)起皺的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有電磁漸進(jìn)成形中出現(xiàn)的失穩(wěn)起皺現(xiàn)象，形狀難以控制的特點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種電磁漸進(jìn)成形方法，以提高板料的成形質(zhì)量，并得到厚度分布均勻，表面質(zhì)量提尚的零件。
[0007]本發(fā)明提供的一種電磁漸進(jìn)成形方法，其特征在于:
[0008]該方法采用分層方式，自下而上逐層成形，每次成形只成形局部位置，不斷擴(kuò)大貼模范圍，直至完成整個(gè)工件的成形；然后再進(jìn)行整形，以提高板料的成形質(zhì)量，最終得到的厚度分布均勻，表面質(zhì)量提高的殼體零件。
[0009]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，該方法的具體實(shí)現(xiàn)過程如下:
[0010](I)將待成形板料放于第一層凹模上，并用壓邊圈壓緊；驅(qū)動(dòng)成形線圈下行，直至成形線圈運(yùn)動(dòng)到與待成形板料恰好接觸的位置；通過充放電，在成形線圈中產(chǎn)生脈沖電流，同時(shí)在待成形板料上感生出方向相反的渦流，在洛倫茲力的作用下，待成形板料發(fā)生高速變形；
[0011](2) 一次成形后成形線圈按照預(yù)先設(shè)定的軌跡移動(dòng)到指定位置，進(jìn)行下一次的放電成形；然后移動(dòng)到下一個(gè)指定位置進(jìn)行放電成形，直至完成一層的成形；
[0012](3)第一層成形結(jié)束后取下高速變形后的待成形板料，對(duì)變形后的板料進(jìn)行退火熱處理，去除板料上殘余應(yīng)力；
[0013](4)將第二層模具疊加在第一層模具上；將一層成形后的板料放回凹模上，并用壓邊圈壓緊；
[0014](5)成形線圈按照設(shè)定的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行放電成形，直至完成第二層的成形；
[0015](6)按照步驟(3)-(5)的操作過程，逐步完成后續(xù)各層，直到完成殼體零件的初步成形；
[0016](7)在初步成形殼體零件的基礎(chǔ)上進(jìn)行整形，得到所需成形精度高的殼體零件。
[0017]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0018]1、本發(fā)明利用分層成形、并且從下向上成形的方法，可以解決電磁漸進(jìn)成形中由于失穩(wěn)起皺導(dǎo)致的板料波浪起伏的現(xiàn)象，有利于提高電磁漸進(jìn)成形精度。
[0019]2、電磁成形的高速率決定了成形發(fā)生在局部，后續(xù)成形過程并不會(huì)破壞前一步變形的輪廓，只需要保證每次成形局部范圍內(nèi)板料貼合模具，就可以保證當(dāng)前成形零件貼合模具。
[0020]3、分層成形后板料流動(dòng)增加，抑制了局部的減薄現(xiàn)象，有利于成形出壁厚均勻的零件。
[0021]4、成形后的整形工序可以提高板料的成形質(zhì)量，使其表面光滑，貼模程度高。
【附圖說明】
[0022]圖1a是電磁成形裝置三維示意圖；
[0023]圖1b是電磁成形裝置二維示意圖；
[0024]圖2是第一層成形示意圖；
[0025]圖3是第一層成形中采用較大的線圈一次成形示意圖；
[0026]圖4a是第一層成形中采用矯形線圈一次成形示意圖；
[0027]圖4b是第一層成形中采用矯形線圈二次成形示意圖；
[0028]圖5a是第二層采用一個(gè)圓形線圈成形示意圖；
[0029]圖5b是第二層采用兩個(gè)圓形線圈成形示意圖；
[0030]圖5c是第二層采用兩個(gè)腰形線圈成形示意圖；
[0031 ]圖6是第二層成形結(jié)束時(shí)刻示意圖；
[0032]圖7a是采用矯形線圈矯形示意圖；
[0033]圖7b是采用矯形線圈加集磁器矯形示意圖；
[0034]圖中:1-待成形板料，3-線圈，2-壓邊圈，4-凹模第一層，5-凹模第二層，6-矯形線圈，7-集磁器。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明。在此需要說明的是，對(duì)于這些實(shí)施方式的說明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。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。
[0036]為解決直接成形過程中材料流動(dòng)難以控制，成形出工件厚度分布極不均勻的現(xiàn)象，采用了分層成形。分層成形可以控制材料的流動(dòng)，保證每一層的流動(dòng)均勻性，就可以保證最終零件的均勻性。凹模分層依據(jù)是分層后板料不起皺，不失效前提下分層越少越好。因?yàn)榉值膶訑?shù)多，則成形出工件厚度分布均勻性提高，但是增加了模具的復(fù)雜度，且增加了成形時(shí)間。層厚的選擇是根據(jù)一次成形的變形量以及零件的高度來確定。
[0037]實(shí)施例1
[0038]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)例的具體實(shí)現(xiàn)過程為:
[0039](I)將待成形板料I放于第一層凹模4上，并用壓邊圈2壓緊；驅(qū)動(dòng)成形線圈3下行，直至成形線圈3運(yùn)動(dòng)到與待成形板料I恰好接觸的位置；通過充放電，在成形線圈3中產(chǎn)生脈沖電流，同時(shí)在待成形板料I上感生出方向相反的渦流，在洛倫茲力的作用下，待成形板料I發(fā)生高速變形。
[0040]位于漸進(jìn)成形機(jī)床機(jī)頭的成形線圈3為電磁成形提供動(dòng)力來源。
[0041](2) 一次成形后成形線圈3按照預(yù)先設(shè)定的軌跡移動(dòng)到指定位置，進(jìn)行下一次的放電成形；然后移動(dòng)到下一個(gè)指定位置進(jìn)行放電成形，直至完成一層的成形。
[0042](3)第一層成形結(jié)束后取下高速變形后的待成形板料，對(duì)變形后的板料進(jìn)行退火熱處理，去除板料上殘余應(yīng)力。
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