[发明专利]一种电磁胀形用集磁器

说明书

本发明涉及集磁器技术领域，具体涉及一种电磁胀形用集磁器，它包括集磁器本体和线圈，所述集磁器本体包括内套体和连接在内套体外侧的外套体，所述内套体为空心结构，所述线圈均布在所述内套体内侧，所述外套体的外圆柱面与所述内套体的内圆柱面之间开设切槽，所述外套体的上下两端均沿轴向开设多道与外界连通的环形凹槽。本发明通过对传统集磁器的感应涡流进行分析，结合电流的趋肤深度，开设环形凹槽后留出足够的厚度以保证涡流的流动和集磁器的结构强度，对集磁器上的无用部分开设环形凹槽，减轻其质量，提高材料的利用率，降低了多余的欧姆损耗。

技术领域

本发明涉及胀形集磁器技术领域，尤其涉及一种电磁胀形用集磁器。

背景技术

目前，轻质合金大量应用于管道、汽车、航空航天等领域，以满足这些行业对轻量化的需求，电磁成形(Electromagnetic Forming，EMF)技术因其独特的技术特性十分适配此类合金的加工，因而得到了飞速的发展；集磁器作为电磁成形过程中常见的辅助工具，具有改善磁场位形，提高成形质量的作用，也是实现EMF柔性加工的重要辅助装备；传统的电磁胀形所采用的集磁器形状在竖直剖面上呈现为梯形结构，该剖面形状沿竖直中心轴线所旋转一定角度形成的不完全闭合的回转体就是集磁器的几何构造，如图1所示；其关键结构设计表现为上下底面与狭缝。其一般实现方式是在旋转体内侧空间放置线圈，外侧则放置管件；感应电流首先产生于相较外侧面积更大的内侧表面(梯形下底)，再通过回转体的开口处流向集磁器的外表面，最后电流在面积更小的外表面汇聚，提高了感应电流单位面积内的密度，进而起到“集磁”的作用。

在电磁成形技术中，现有的胀形用集磁器大多是一个实心的旋转体，驱动线圈产生的脉冲磁场会使得集磁器中感应出一个很大的涡流，由于电流的趋肤效应，感应涡流会趋于在集磁器的表面处汇聚流通；这就意味着，集磁器中间很大一部分的区域只会有少量的杂散电流存在，这部分电流对于成形并无作用，带来了多余的欧姆损耗，故这一部分属于“无用区域”，造成了材料的浪费和过大的集磁器重量；并且，流经集磁器的脉冲大电流势必带来急剧的热量变化，实心的金属体结构使得整体成形系统通风散热性能较差，不利于空气流通和后续的冷却处理。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种电磁胀形用集磁器，以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电磁胀形用集磁器，它包括集磁器本体和线圈，所述集磁器本体包括内套体和连接在内套体外侧的外套体，所述内套体为空心结构，所述线圈均布在所述内套体内侧，所述外套体的外圆柱面与所述内套体的内圆柱面之间开设切槽，所述外套体的上下两端均沿轴向开设多道与外界连通的环形凹槽。

优选的方案中，所述环形凹槽的开设深度不小于所述外套体高度的三分之一。

优选的方案中，所述环形凹槽内设置由非金属材料制成的冷却水管。

优选的方案中，每道所述环形凹槽内还设置由非金属材料制成的冷却气管。

优选的方案中，所述外套体的多道环形凹槽内，其中一个环形凹槽内设置冷却水管，与冷却水管相邻的环形凹槽内设置冷却气管，冷却水管和冷却气管依次间隔设置。

优选的方案中，所述环形凹槽的壁面上涂覆绝缘涂层和耐高温涂层。

优选的方案中，所述外套体的外表面积为所述内套体内表面积的0.4-0.9倍。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明通过对传统集磁器的感应涡流进行分析，结合电流的趋肤深度，开设环形凹槽后留出足够的厚度以保证涡流的流动和集磁器的结构强度，对集磁器上的无用部分开设环形凹槽，减轻其质量，提高材料的利用率，降低了多余的欧姆损耗。

2、本发明的集磁器，加工方式简单，特别是环形凹槽加工简单，在实际工程应用中容易实现。