一種加工復(fù)雜變截面小尺寸管的成型裝置的制造方法
【專利摘要】一種加工復(fù)雜變截面小尺寸管的成型裝置屬于復(fù)雜變截面小尺寸管（φ10mm及以上）的成型技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種加工復(fù)雜變截面小尺寸管的成型裝置。本實用新型提供一種基于可控疏密度的磁圈替代傳統(tǒng)的線圈的一種操作簡便，產(chǎn)品精度高的復(fù)雜變截面小尺寸管的成型裝置。本實用新型變截面小尺寸管的成型裝置，包括非磁性的模具本體和磁圈，模具本體內(nèi)設(shè)置有模型槽，其特征在于：所述磁圈為一金屬管，金屬管相應(yīng)于模型槽設(shè)置有通過螺旋加工的方式加工出的螺旋圈部。
【專利說明】
一種加工復(fù)雜變截面小尺寸管的成型裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于復(fù)雜變截面小尺寸管(Φ1mm及以上)的成型技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種加工復(fù)雜變截面小尺寸管的成型裝置及成型方法。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)雜變截面小尺寸管材(Φ1mm及以上)在航空航天、建筑、電力等各行業(yè)均有廣泛應(yīng)用，其生產(chǎn)方法主要采用:1、預(yù)制空心管材，脹形成復(fù)雜變截面小尺寸管。鑄造成棒坯后，乳制或擠壓成空心管材，然后通過脹形工藝，實現(xiàn)復(fù)雜變截面小尺寸管加工。但這種方法工序多、金屬利用率低;也可以采用先鑄造成空心管坯，施加較小的變形量制成管材，然后通過脹形工藝加工成復(fù)雜變截面小尺寸管。該方法金屬利用率大為提高，但后續(xù)脹形模具結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，需要根據(jù)不同產(chǎn)品品種設(shè)計專門裝夾裝置，而且各工藝類的模具零件要求精度高，精度不易保證。
[0003]2、采用金屬板料實現(xiàn)復(fù)雜小尺寸管的焊接加工。此方法屬于焊管的加工方法。首先采用乳制的方法生產(chǎn)金屬板料，然后采用沖壓機，實現(xiàn)板料的彎曲或拉伸變形，然后采用逐漸多道次輥彎的方法實現(xiàn)復(fù)雜小尺寸管的預(yù)彎制，進而在整形機上整形，最后可以采用閃光對焊的方法實現(xiàn)復(fù)雜小尺寸管的成形。該方法較上述方法更要復(fù)雜，工序繁多，生產(chǎn)成本高。
[0004]3、預(yù)制空心管材，采用內(nèi)高壓成型的方式加工復(fù)雜變截面小尺寸管。此方法屬于特種塑性成形工藝，該方法需要利用液體作為成形介質(zhì)，通過控制內(nèi)壓力和材料流動來達到成形中空零件目的的材料成形工藝。該方法不僅需要較好的密封性，而且內(nèi)腔壓力高，一旦出現(xiàn)小孔泄露，就會存在安全隱患。并且該方法后續(xù)需要采用特殊方法清理成形介質(zhì)，后續(xù)處理工序繁瑣。
[0005]上述三種方法均可生產(chǎn)復(fù)雜變截面小尺寸管，由于其應(yīng)變速率低，因此其生產(chǎn)效率低；工序較多且復(fù)雜，所以精度不易保證，且勞動強度大，大量試驗表明產(chǎn)品的綜合性能也不易得到保證。
[0006]目前，對于金屬成型的另一種方式:采用高能率的電磁方法進行成型，其具有生產(chǎn)效率高、工裝簡單，能更好地發(fā)揮坯料的塑性、獲得較好綜合性能的產(chǎn)品，而且能源采用綠色環(huán)保的電能，因此對環(huán)境的污染小。
[0007]盡管電磁成形工藝已經(jīng)很好地應(yīng)用于管材的縮頸及脹形中，但是，由于傳統(tǒng)電磁脹形磁圈的形狀特點及布置的結(jié)構(gòu)特點，使得產(chǎn)生的磁場力沿周向分布是均勻的，而對于變截面管的成形是需要沿軸向呈梯度分布的磁場力，因此這種傳統(tǒng)的具有均勻磁場力分布的電磁脹形方法很難較好地成形這類變截面管，使得產(chǎn)品在變截面處成形精度受到影響，而且也很難保證管坯的變截面及過度處的成形質(zhì)量。
[0008]而為了使磁場力呈梯度分布，則需要控制傳統(tǒng)線圈的疏密程度。由于變截面小尺寸管的內(nèi)徑較小，而傳統(tǒng)線圈具有一定的截面尺寸，一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的線圈繞制方法很難實現(xiàn)疏密度的控制，且由于變截面小尺寸管的內(nèi)徑很小，也無法實現(xiàn)設(shè)計線圈的安裝，因而導(dǎo)致電磁成型工藝始終無法應(yīng)用于變截面小尺寸管的成形工作中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決上述問題，實現(xiàn)變截面小尺寸管的精確成形，本實用新型提供一種基于可控疏密度的磁圈替代傳統(tǒng)的線圈的一種操作簡便，產(chǎn)品精度高的復(fù)雜變截面小尺寸管的成型裝置。
[0010]本實用新型變截面小尺寸管的成型裝置，包括非磁性的模具本體和磁圈，模具本體內(nèi)設(shè)置有模型槽，其特征在于:所述磁圈為一金屬管，金屬管相應(yīng)于模型槽設(shè)置有通過螺旋加工的方式加工出的螺旋圈部。
[0011]作為本實用新型變截面小尺寸管的成型裝置的一種優(yōu)選方案，所述模具體由相對應(yīng)的兩半模構(gòu)成，兩半模之間設(shè)置有定位銷，兩半模外設(shè)置有鎖緊套圈。
[0012]作為本實用新型變截面小尺寸管的成型裝置的另一種優(yōu)選方案，所述模具體內(nèi)兩端設(shè)置有磁圈金屬管的定位槽。
[0013]本實用新型的有益效果:1、本實用新型的磁圈由金屬管加工而成，可根據(jù)要加工的變截面小尺寸管的形狀，來確定金屬管螺旋圈部的螺旋疏密程度，從而實現(xiàn)精確控制磁圈的磁場力分布，保證變截面小尺寸管的成型精度。
[0014]2、本實用新型的磁圈由金屬管利用機械螺旋加工的方式生產(chǎn)，可確保磁圈(磁發(fā)生器)的結(jié)構(gòu)參數(shù)的恒定，同時也可解決因復(fù)雜的線圈纏繞工藝而造成纏繞誤差，而帶來的變形的隨機性誤差。本實用新型的磁圈制備簡單，工裝方便，實現(xiàn)容易，成形效果好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定;而且其直徑可以做到足夠小，便于將本實用新型放置于變截面小尺寸管的管坯內(nèi)，解決了現(xiàn)有的電磁成型工藝無法應(yīng)用于變截面小尺寸管的技術(shù)難題。
[0015]3、本實用新型的螺旋圈部設(shè)置為變截面結(jié)構(gòu)，可根據(jù)變截面小尺寸管的形狀，當需要較強的磁場力時，螺旋圈部的螺旋過于密集，還可增大此處的截面尺寸，從而增大磁場力，可以降低螺旋圈部加工精度，降低生產(chǎn)成本。而且，本實用新型的磁圈，經(jīng)過一次加工后，可完成多次變截面小尺寸管的加工，進一步降低生產(chǎn)成本。
[0016]4、本實用新型的模具體不僅形狀簡單，制造簡便，且便于磨損后的快速更換，減少了模具更換，維修和保養(yǎng)的難度，降低了模具的制造費用。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型變截面小尺寸管的成型裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本實用新型變截面小尺寸管的成型裝置半模的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是通過螺旋加工方式加工出的變截面磁圈的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是成型后的變截面小尺寸管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]附圖中I為金屬管、2為半模、3為定位銷、4為鎖緊套圈、5為管坯、6為定位槽、7為模型槽、8為螺旋圈部、9為磁圈。
【具體實施方式】
[0022]本實用新型變截面小尺寸管的成型裝置，包括非磁性的模具本體和磁圈9，模具本體內(nèi)設(shè)置有模型槽7，其特征在于:所述磁圈9為一金屬管I，金屬管I相應(yīng)于模型槽7設(shè)置有通過螺旋加工的方式加工出的螺旋圈部8。
[0023]作為本實用新型變截面小尺寸管的成型裝置的一種優(yōu)選方案，所述模具體由相對應(yīng)的兩半模2構(gòu)成，兩半模2之間設(shè)置有定位銷3，兩半模2外設(shè)置有鎖緊套圈4。
[0024]作為本實用新型變截面小尺寸管的成型裝置的另一種優(yōu)選方案，所述模具體內(nèi)兩端設(shè)置有磁圈9金屬管I的定位槽6。
[0025]本實用新型變截面小尺寸管的成型方法:步驟一，根據(jù)管坯5變形到目標變截面管的最大變形量、管坯5的電導(dǎo)率，以及磁圈9材料的磁導(dǎo)率，確定構(gòu)成磁圈9金屬管I的壁厚和外徑尺寸。
[0026]步驟二，根據(jù)磁場力的梯度變化規(guī)律和變形的梯度變化規(guī)律，確定磁圈9上螺旋圈部8的疏密度，然后用螺旋加工的方法加工出軸向上不同疏密程度的呈螺旋狀的螺旋圈部8。
[0027]步驟三，將空心管坯5放置在模具體的模型槽7內(nèi)，再將所述磁圈9上的螺旋圈部8放置于空心管還5內(nèi)。
[0028]步驟四，將磁圈9兩端接入電磁成型機，啟動電源，電磁成型機對高壓電容器充電，電容器充滿電之后，進行瞬間放點，在強大的電磁力作用下，完成復(fù)雜變截面小尺寸管的成形。
[0029]作為本實用新型變截面小尺寸管成型方法的一種優(yōu)選方案，所述螺旋圈部8根據(jù)目標變截面管的變形量變化，設(shè)置為變截面結(jié)構(gòu)。
[0030]實施例:將銷釘加入在一個非磁性半模2中，合上另一個半模2，然后放入鋁合金管還5，使招合金管還5放置在兩個半模2內(nèi)的模型槽7內(nèi)，將磁圈9放入空心管還5中間，磁圈9金屬管I的兩端放在兩半模2內(nèi)的定位槽6上，磁圈9兩端分別接入電源兩級。然后將兩個鎖緊套圈4套在成形模外側(cè)，并用階梯方式裝夾加以固定。將磁圈9接入電磁成形機機中，啟動電源首先對高壓電容器充電，待充電電容充滿電之后，檢查主電路接線，確認正確后，啟動瞬間放電按鈕，完成瞬間放電，在強大的電磁力作用下，完成復(fù)雜變截面小尺寸鋁合金管的成形。成形件質(zhì)量，基本平整光潔，邊、中部均為較小的等軸晶。
[0031]可以理解的是，以上關(guān)于本實用新型的具體描述，僅用于說明本實用新型而并非受限于本實用新型實施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，仍然可以對本實用新型進行修改或等同替換，以達到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種加工復(fù)雜變截面小尺寸管的成型裝置，包括非磁性的模具本體和磁圈(9)，模具本體內(nèi)設(shè)置有模型槽(7)，其特征在于:所述磁圈(9)為一金屬管(I)，金屬管(I)相應(yīng)于模型槽(7)設(shè)置有通過螺旋加工的方式加工出的螺旋圈部(8)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加工復(fù)雜變截面小尺寸管的成型裝置，其特征在于:所述模具體由相對應(yīng)的兩半模(2)構(gòu)成，兩半模(2)之間設(shè)置有定位銷(3)，兩半模(2)外設(shè)置有鎖緊套圈(4)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加工復(fù)雜變截面小尺寸管的成型裝置，其特征在于:所述模具體內(nèi)兩端設(shè)置有金屬管(I)的定位槽(6 )。
【文檔編號】B21D37/10GK205599740SQ201620325982
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】王哲英, 王哲峰, 馬明旭
【申請人】沈陽工業(yè)大學(xué)