[实用新型]一种电脉冲辅助旋压成形机床

说明书

本实用新型公开了一种电脉冲辅助旋压成形机床，包括机床本体、高能脉冲电源和控制单元，机床本体的两端分别固定有床头箱和尾顶，床头箱的主轴上安装有芯模，主轴、芯模和尾顶的中心线重合，芯模和尾顶的两侧各设有一个移动平台，各移动平台上均安装有可转动的旋轮座，各旋轮座上均安装有旋轮，高能脉冲电源的正极通过电刷与芯模连接，负极通过电刷与各旋轮连接，控制单元对机床本体上各部件的运动进行CNC控制。通过在芯模和旋轮之间施加高能脉冲电流，从而在芯模、工件、旋轮之间形成最短电流通路，避免由于过多的中间环节导致电流利用率降低，并能始终把旋压变形区限制在高能脉冲电流密度最大的部位，实现最大限度提高电致塑性效率的目的。

技术领域

本实用新型涉及机械工程的特种加工技术领域，特别涉及一种电脉冲辅助旋压成形机床。

背景技术

对难变形金属进行旋压成形，常要采取一些工艺措施来提高金属的塑性及降低变形抗力，如先将毛坯用加热炉进行加热然后再放到机床进行旋压，或将加热方式改成直接在机床上采用火焰或电感应加热。近年来研发了电致塑性方法：将高能脉冲电流通过金属材料，产生大量的定向漂移的自由电子，漂移电子群频繁地定向撞击位错，对位错段产生类似于外加应力的电子风力，促进位错在其滑移面上的移动。同时，施加高能脉冲电流时电能、热能和应力是被瞬时输入到材料中，原子本来的随机热运动在高能脉冲电流瞬时冲击力作用下获得足够的动能离开平衡位置，原子的扩散能力加强，位错更容易滑移、攀移，从而提高了金属的塑性。

旋压成形的特点是瞬时变形区很小，并且变形区始终位于旋轮与坯料的接触点附近，因此旋压成形工艺在利用电脉冲辅助成形技术时，如果不能将变形区置于高能脉冲电流密度最高的区域，则会严重影响电致效应的发挥。目前的电致塑性旋压机床中，电流的加载方法要么是电源两极分别加载于毛坯与尾顶杆，所形成的通电闭环回路无法使旋轮与毛坯点接触区成为强电致塑性区域，更多的则是利用电热效应而不是电致塑性效应进行旋压成形的，因此无法充分发挥对材料塑性的提升作用；要么是电源两极分别加载于芯模和旋轮臂，而旋轮与旋轮臂之间通常都由各种油脂进行润滑，其绝缘作用难免造成电流通道狭窄进而局部接触电阻增加，导致旋轮内部轴承温度升高而寿命急剧缩短，即电热效应未能施加在坯料上而是错误地旋加在旋轮的轴承上。

实用新型内容

为克服现有旋压技术的不足，本实用新型提供一种电脉冲辅助旋压成形机床，其可最大限度地利用材料的电致塑性，降低生产成本，提高材料的旋压成形性能。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种电脉冲辅助旋压成形机床，包括机床本体、高能脉冲电源和控制单元，所述机床本体的两端分别固定有床头箱和尾顶，所述床头箱的主轴上安装有芯模，所述主轴、芯模和尾顶的中心线重合，所述芯模和尾顶的两侧各设有一个可在机床本体上移动的移动平台，各所述移动平台上均安装有可转动的旋轮座，各所述旋轮座上均安装有旋轮，所述高能脉冲电源的正极通过电刷与芯模连接，负极通过电刷与各旋轮连接，所述控制单元对主轴、尾顶、芯模、移动平台、旋轮座和旋轮的运动进行CNC控制。

进一步地，各所述旋轮座为多工位旋转旋轮座，各所述多工位旋转旋轮座均安装有至少两个旋轮。

进一步地，所述芯模与主轴之间设有绝缘结构。

进一步地，所述尾顶与芯模或工件坯料之间设有绝缘结构。

进一步地，所述旋轮与旋轮座之间设有绝缘结构。

有益效果：本实用新型通过在芯模和旋轮之间施加高能脉冲电流，从而在芯模、工件、旋轮之间形成最短电流通路，避免由于过多的中间环节导致电流利用率降低，并能够始终把旋压变形区限制在高能脉冲电流密度最大的部位，实现最大限度提高电致塑性效率的目的，降低生产成本，提高材料的旋压成形性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型的结构示意图；