[发明专利]一种无线圈电磁复合成形装置及成形方法

说明书

本发明提供一种无线圈电磁复合成形装置及成形方法，包括冲压机构、电磁成形机构和外接电路，冲压机构包括上模座、凸模、凹模和下模座，上模座底部固定凸模固定件，凸模嵌在凸模固定件内，电磁成形机构包括压料板金属片和凹模金属片，凹模金属片固定在凹模顶部，凸模、凸模固定件、压料板金属片上表面、凹模金属片、凹模绝缘处理，压料板金属片下表面不进行绝缘处理，金属坯料设在压料板金属片和凹模金属片间，外接电路包括并联的主电路、第一支路、第二支路和第三支路，主电路上设有电源，压料板金属片设在第一支路，凹模金属片设在第二支路，第三支路上设电容，将传统的冲压成形和无线圈的电磁成形技术相结合，对较深坯料成形。

技术领域

本发明涉及材料塑性成形技术领域，具体涉及一种无线圈电磁复合成形装置及成形方法。

背景技术

材料的轻量化是当今汽车工业、航空航天工业发展的重要领域之一，然而由于轻质材料如铝合金、镁合金的高硬度，低塑性，导致采用传统的加工技术生产的成形件容易发生褶皱、裂纹等损坏现象。电磁成形是一种采用电磁线圈放电产生磁场，在成形件上形成感应电流，利用电磁力的作用使轻质金属成形的技术，能获得优良的成形性能。但由于线圈大小的限制，电磁成形难以成形较大曲面的零件。

电磁复合成形是结合传统的冲压成形技术与电磁成形技术，该方法是将线圈镶入凸模中，先采用传统冲压凸模对坯料预加工，完成大部分的成形，再由线圈争对坯料局部难以成形的部位进行电磁成形，实现大面积曲面零件的加工。但该技术的不足之处是，线圈要镶入模具中，对模具的形状、大小、精度求解苛刻，镶入线圈极为困难，且镶入线圈的凸模也易对模具质量造成损坏。另外，电磁成形为高能率成形，产生的电磁力非常大，在使用过程中线圈极易变形或损坏。

无线圈的电磁成形技术是采用两个平行板料通入相同或相反电流，产生较大电磁力，使板料间产生相互排斥或相互吸引的作用力的成形方法。该方法虽然取代了使用线圈造成的弊端，但无线圈板料电磁成形的磁场范围有限，靠近两块板料较近时，则电磁力较大，超过一定范围，电磁力急剧减小。故在对较深坯料成形时，无线圈的电磁成形技术则无法完成。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明的目的是提供一种无线圈电磁复合成形装置及成形方法，将传统的冲压成形和无线圈的电磁成形技术相结合，完成较深冲压，对金属坯料成形较大曲面，且避免了传统冲压容易产生的褶皱和裂纹等问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种无线圈电磁复合成形装置，包括冲压机构、电磁成形机构和外接电路；

所述冲压机构包括上模座、凸模、压料板、第一螺钉、下模座和凹模，所述上模座底部固定有凸模固定件，所述凸模镶嵌在所述凸模固定件内，所述凸模底部为冲头，所述压料板设在所述冲头外侧，所述第一螺钉自所述上模座穿过所述凸模固定件至所述压料板，所述第一螺钉与所述上模座和所述凸模固定件间隙配合，所述第一螺钉与所述压料板螺纹连接进行固定，所述第一螺钉上套设有弹簧，所述弹簧一端与所述压料板顶部固定，另一端与所述凸模固定件底部固定，所述凹模镶嵌在所述下模座内，所述凸模、所述压料板和所述凹模表面绝缘处理；

所述电磁成形机构包括压料板金属片和凹模金属片，两个所述压料板金属片分别设在所述凸模两侧，所述压料板金属片固定在所述压料板底部，所述凹模金属片固定在凹模顶部，所述压料板金属片上表面和所述凹模金属片表面绝缘处理，所述压料板金属片下表面不进行绝缘处理，金属坯料设在所述压料板金属片和所述凹模金属片间；

所述外接电路包括主电路、第一支路、第二支路和第三支路，所述主电路、所述第一支路、所述第二支路和所述第三支路并联，所述主电路上设有电源、电阻和第一控制开关，所述压料板金属片设在所述第一支路上，所述凹模金属片设在所述第二支路上，所述第一支路和所述第二支路的总电路上串联有第二控制开关，所述第三支路上设有电容，用于储存电荷以供电磁成形机构放电。

进一步的，所述压料板金属片为Z字形。