[发明专利]采用金属涂层集磁器的管件胀形方法及装置

权利要求书

1.采用金属涂层集磁器的管件胀形方法，其特征在于，所述集磁器包括绝缘环和绝缘环外侧表面的金属涂层，绝缘环上设有狭缝；所述管件胀形方法在管件胀形过程中通过利用不同厚度的金属涂层来控制集磁器外侧表面感应电流的分布，且金属涂层厚度小于趋肤深度，以减小趋肤效应，提高工件成形质量和成形效率；

所述管件胀形方法包括以下步骤：

步骤1：根据管件胀形所需的驱动线圈的脉宽电流的峰值、时长和脉宽电流的等效频率关系，计算得到集磁器的趋肤深度的参考值；

步骤2：根据减小趋肤效应的原则，初步确定集磁器金属涂层的整体厚度；

步骤3：建立包含集磁器、驱动线圈和管件的有限元模型，集磁器的金属涂层厚度设置为步骤2得到的金属涂层厚度，对管件胀形进行仿真，调整集磁器的电导率，使胀形后管件的均匀性最好，记录集磁器的最优电导率；

步骤4：将有限元模型的集磁器设置成步骤3得到的最优电导率，对驱动线圈施加电流，得到管件区域的磁场分布即磁通密度图，分析磁场分布对管件胀形的端部效应的影响，根据减小端部效应的原则，调整集磁器上、下端的金属涂层的厚度，最小化端部效应；

步骤5：对有限元模型的驱动线圈施加管件胀形所需的脉宽电流，判断胀形后的管件的整体均匀性，并改变集磁器不同部位的金属涂层的厚度，使胀形后的管件整体均匀，记录使胀形后的管件均匀性最好的集磁器不同部位的金属涂层的厚度；

步骤6：根据步骤5得到的集磁器不同部位的金属涂层的厚度和步骤3得到的集磁器的最优电导率，制作金属涂层集磁器；

步骤7：将步骤6得到的集磁器用于待胀形管件的胀形加工。

2.根据权利要求1所述的管件胀形方法，其特征在于，所述集磁器的截面为等腰梯形。

3.根据权利要求2所述的管件胀形方法，其特征在于，步骤1中，趋肤深度的计算式如下：

其中δ为趋肤深度，σ为导体的电导率，μ为导体的磁导率，f为电流的等效频率。

4.根据权利要求3所述的管件胀形方法，其特征在于，步骤2中，集磁器的金属涂层的厚度值小于趋肤深度值的1/2，大于趋肤深度值的1/5。

5.根据权利要求4所述的管件胀形方法，其特征在于，所述集磁器的最优电导率为3.1*e⁷。

6.根据权利要求1所述的管件胀形方法，其特征在于，所述集磁器的金属涂层为铜涂层。

7.根据权利要求1所述的管件胀形方法，其特征在于，所述集磁器的狭缝与集磁器中心线所成的角度为0.5°-1.5°。

8.如权利要求1-7任意一项所述管件胀形方法的管件胀形装置，其特征在于，包括金属涂层集磁器(1)、驱动线圈(2)和脉冲电源，金属涂层集磁器(1)设置在待胀形管件(4)内，驱动线圈(2)设置在金属涂层集磁器的绝缘环(101)内，驱动线圈(2)、金属涂层集磁器(1)的中心线分别与待胀形管件的中心线对齐，驱动线圈(2)经放电开关与脉冲电源连接，金属涂层集磁器(1)的金属涂层厚度小于趋肤深度。

9.金属涂层集磁器，其特征在于，所述集磁器包括绝缘环(101)和绝缘环外侧表面的金属涂层(102)，绝缘环(101)上设有狭缝(103)；所述集磁器的截面为梯形。