[发明专利]一种深冲性构件电磁成形方法

说明书

技术领域

本发明属于零件成形制造领域，具体涉及一种深冲性构件电磁成形方法。

背景技术

电磁成形是利用磁场力使金属坯料变形的高速率成形方法，它具有工装简单，工艺过程无须润滑，产品精度高等优点，特别是在铝合金板料成形方面表现出了日益广阔的应用前景。

虽然铝合金板料在电磁成形中体现出超塑性(hyperplasticity)，成形极限得到了一定的提高；但是由于电磁力作用时间很短，瞬间完成放电，大部分变形是在惯性阶段完成，由于电磁力作用无法持续，成形深度受到限制。而且，成形精度靠单边模具保证，当凹模固定时会发生碰撞反弹现象，影响工件成形质量。

目前电磁成形技术在板料方面的应用主要体现在局部成形，翻孔，整形等方面，在深成形方面应用受到限制。

发明内容

为了克服现有电磁成形中不能实现深拉伸的不足，本发明提供了一种深冲性构件电磁成形方法，每次放电通过吸能挡块得到较为平整的工件，在每次放电之后采用退火热处理，然后重复以上过程，逐步实现大深径比的零件成形。

本发明所采用的技术方案是：

一种深冲性构件电磁成形方法，包括以下步骤：

(1)将待成形板料放于凹模上，并用压边圈压紧；

(2)在待成形板料位于凹模型腔之上的部分放置线圈；

(3)在凹模型腔的底部设置凹模挡块，并在凹模挡块的下方添加吸能物质或者弹簧，使待成形板料与凹模挡块恰好接触；

(4)驱动线圈下行，直至线圈运动到与待成形板料恰好接触的位置；

(5)通过充放电，在线圈中产生脉冲电流，同时在待成形板料上感生出方向相反的涡流，在洛伦兹力的作用下，待成形板料发生高速变形；

(6)取下高速变形后的待成形板料，进行退火热处理；

(7)将退火热处理后的待成形板料放回凹模上，并用压边圈压紧；

(8)重复步骤(2)-(7)，直到完成电磁成形。

进一步的，待成形板料第一次发生高速变形时采用的线圈为平面螺旋线圈或者多匝线圈；之后的高速变形时采用的线圈为多匝线圈。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明利用1次放电+1次退火的电磁成形方法实现待成形板料(比如铝合金)的深拉伸，实现大深径比(成形深度：最终零件直径＞2：1)的电磁成形，与普通常温下拉深相比，能够显著提高极限拉深比。

2、当凹模底部固定时，待成形板料速度不能及时耗散，引起反弹；本发明采用在凹模挡块下面添加吸能物质或者弹簧，有效控制待成形板料与模具碰撞产生的反弹，使得工件底部更加平整，减少了再次加工的成本。

附图说明

图1是本发明的原理图；

图2是第一次放电时采用吸能材料的示意图；

图3是第一次放电时采用弹簧进行吸能的示意图；

图4是第二次放电的示意图；

图中：1-压边圈，2-线圈，3-待成形板料，4-凹模挡块，5-凹模，6-吸能物质，7-电阻、8-开关、9-电容器组、10-支撑板，11-支撑杆，12-驱动杆、13-弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示为一种深冲性构件电磁成形装置，包括压边圈1、线圈2、凹模挡块4、凹模5、吸能物质6、电阻7、开关8、电容器组9、支撑板10、支撑杆11和驱动杆12，电阻7、开关8和电容器组9串联组成一脉冲发生装置，所述线圈2与该脉冲发生装置相连；凹模5上设置有压边圈1，支撑板10通过支撑杆11将压边圈1压住；线圈2设置在凹模5型腔之上，线圈2与驱动杆12相连，由驱动杆12驱动下行；所述驱动杆12与支撑板10连接，由电机驱动下行。凹模挡块4设置在凹模5型腔的底部，凹模挡块4的下方设置有吸能物质6(或者弹簧13)。

利用上述装置进行深冲性构件电磁成形的方法，包括以下步骤：

(1)将待成形板料3放于凹模5上，并用压边圈1压紧，设定压边力为0-20KN；

(2)在待成形板料3位于凹模5型腔之上的部分放置线圈2；

(3)在凹模5型腔的底部设置凹模挡块4，并在凹模挡块4的下方添加吸能物质6或者弹簧13，根据工件成形高度，调整吸能物质6或者弹簧13，使待成形板料3与凹模挡块4恰好接触；