[发明专利]一种用于提高管件变形均匀性的集磁器及其电磁成型装置

说明书

本发明公开了一种用于提高管件变形均匀性的集磁器及其电磁成型装置，集磁器为中心设置有通孔的环状结构，且该集磁器上设置有一沿着通孔的径向贯通该集磁器侧壁的空隙，集磁器位于通孔的内壁上还设置有至少一个缝隙，缝隙沿着所述通孔的轴向延伸，该缝隙和所述空隙沿着通孔的周向均匀设置。通过将集磁器设计为多缝隙后，缝隙所对应的磁场力依旧小于非缝隙所对应的区域，使材料有向多个缝隙流动的趋势。虽然缝隙两边的磁场力会大于缝隙处的磁场力，但材料的流动是连续的，缝隙两边的材料变形会带动缝隙处材料的变形，从而保证整体变形的均匀性。因此多缝集磁器可以大幅度提高材料变形的均匀性。

技术领域

本发明涉及材料加工成形技术领域，尤其涉及一种用于提高管件变形均匀性的集磁器及其电磁成型装置。

背景技术

集磁器是电磁脉冲成形中一种常用的辅助配件,在板管零件成形中得到广泛应用。通过改变改变集磁器的结构，可以使线圈产生的磁场集中在待变形零件的小区域，从而使空间局部区域的磁场大大加强，达到提高成形效率的目的。

例如：在文献“铝合金与钢管件电磁脉冲连接特性研究”中，范伟采用管件集磁器实现了铝管和钢管的连接。在文献“用于管件电磁缩径的螺旋槽集磁器结构参数研究”中，王哲峰等为了提高集磁器的成形性能和能量利用率，提出在集磁器的外表面开螺旋槽，再将金属导线按槽的形状绕制，最终实现线圈和集磁器一体化加工。在文献“304不锈钢/铜异种金属磁脉冲焊接数值分析”中，王卫东等采用有限元手段分析了管件磁脉冲焊接过程中的磁场和电磁力分布。在文献“板料电磁成形集磁器工作原理的模拟及其结构的改进”中，王波采用3D有限元手段分析平板集磁器中的电流分布，并分析了不同形状集磁器对板料上磁场力分布的影响。在文献“基于电磁脉冲技术的金属板件高速碰撞焊接方法与实验研究”中，邓方雄采用平板集磁器实现了板料的焊接成形。在专利“一种新型电磁脉冲焊接用集磁器”中，陈重毅等提出带有冷却通道的集磁器结构。但目前所有的集中磁力器的设计中，都对集磁器进行了开槽，并且有且只有一个槽或者一个缝隙。

但是，在文献“铝合金与钢管件电磁脉冲连接特性研究”和“板料电磁成形集磁器工作原理的模拟及其结构的改进”中，作者研究发现集磁器缝隙所对应的管件或板料上的磁场力要小于管件或板料其它区域，这最终会导致管件或平板的变形不均匀。比如文献“铝合金与钢管件电磁脉冲连接特性研究”中，范伟通过实验发现集磁器作用下的管件变形不均匀。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于提高管件变形均匀性的集磁器及其电磁成型装置，从而解决上述问题。

为实现上述目的，本发明首先公开了一种用于提高管件变形均匀性的集磁器，所述集磁器为中心设置有通孔的环状结构，且该集磁器上设置有一沿着所述通孔的径向贯通该集磁器侧壁的空隙，所述集磁器位于通孔的内壁上还设置有至少一个缝隙，所述缝隙沿着所述通孔的轴向延伸，该缝隙和所述空隙沿着所述通孔的周向均匀设置。

进一步的，所述集磁器为一体式结构，所述缝隙为设置在所述通孔侧壁上的槽结构，所述缝隙的宽度与所述空隙的宽度相同。

进一步的，所述缝隙为宽度与所述空隙的宽度相同、且沿着所述通孔的轴向贯通的通槽结构。

进一步的，所述缝隙的数量为3个，所述缝隙与所述空隙沿着所述通孔的周向均匀设置。

进一步的，所述集磁器为分体式结构，该集磁器包括多个分体集磁器，多个分体集磁器形成一中心带所述通孔的环状结构，相邻所述分体集磁器之间形成有所述空隙，所述分体集磁器和空隙均沿着所述通孔中心对称设置。

进一步的，任一所述空隙的宽度相同。

进一步的，所述分体集磁器的数量为沿着所述通孔中心对称设置的4个。

进一步的，所述分体集磁器位于所述通孔的内壁上还设置有至少一个所述缝隙，所述缝隙沿着所述通孔的轴向延伸。