[发明专利]采用多凸起环形集磁器的多工件同时成形方法及成形装置

说明书

本发明涉及采用多凸起环形集磁器的多工件同时成形方法，包括：根据同时成形的工件的数量、种类以及成形规格，确定多凸起环形集磁器的截面形状；制作带有线圈容腔的多凸起环形集磁器，线圈容腔中放置驱动线圈；分别在集磁器上、下侧和内、外侧设置并固定待成形工件；将驱动线圈经放电开关连接到脉冲电源；控制放电开关，对驱动线圈供电，在待成形管件、板件中产生感应涡流而使管件、板件发生变形，达到成形规格。本发明还公开了多种管件和板件同时成形装置。本发明的多工件同时成形方法，实现了管件胀形、管件压缩和板件胀形的同时成形，成倍提高了工件成形效率，并减少了工件电磁成形工艺过程中对环境的电磁辐射，更节能环保。

技术领域

本发明属于金属工件电磁成形领域，具体涉及一种采用多凸起环形集磁器的多工件同时成形方法及成形装置。

背景技术

轻量化是航空航天、汽车工业等领域实现节能减排的重要技术手段。电磁成形是一种高速率脉冲成形技术，能大幅改善金属材料成形性能，是解决轻质合金成形困难的有效手段。

在电磁成形的过程中，最初由电源输入的能量将发生变化，能量作用于工件上使得工件产生变形，即电能转化为塑形能。电磁成形工艺中，主要的能量损失是线圈发热产生的焦耳热，有研究发现储存于作为脉冲电源的充电电容器中的电能仅部分转变为工件的成形能，工件的塑形能与充电电容器中的电能之比不超过20%，目前的研究中只有极少的对电磁成形能量的研究。

期刊《IEEE ACCESS》刊登的论文“Study on the efficiency of SimultaneousTube Compression and Expansion Electromagnetic Forming”公开了双管件电磁成形方法，能同时为两个管件提供电磁力，并分别发生压缩与胀形的成形效果，且成形效率相较于传统胀形时有极大的提升，该方法不能实现管件与板件的同时成形。公开号为CN105880348B的中国专利“一种高效率板件电磁成形方法及装置” 提供了一种高效率板件电磁成形方法，将待加工的金属板件首尾相连组成多边形电导回路，实现了多个金属板件同时加工，提高了电磁成形效率。然而，该方法仅能实现多板件的同时成形，不能实现管件与板件的同时成形。

综上，现有技术中缺乏管件与板件同时成形的电磁成形方法和装置。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种采用多凸起环形集磁器的多工件同时成形方法及成形装置，多凸起环形集磁器具有外凸起、内凸起、上凸起和下凸起，待胀形管件放置在多凸起环形集磁器外侧，待压缩管件放置在多凸起环形集磁器内侧中空处，待胀形板件放置在多凸起环形集磁器上、下端，多凸起环形集磁器的外凸起增大多凸起环形集磁器外侧管件的径向电磁力，多凸起环形集磁器的内凸起增大多凸起环形集磁器内侧管件的径向电磁力，多凸起环形集磁器的上凸起增大多凸起环形集磁器上端板件的轴向电磁力，多凸起环形集磁器的下凸起增大多凸起环形集磁器下端板件的轴向电磁力，实现管件胀形、管件压缩和双板件胀形的同时成形，提高工件成形效率和电能利用率。

本发明的技术方案是采用多凸起环形集磁器的多工件同时成形方法，包括以下步骤：

步骤1：根据同时成形的工件的数量、种类以及成形规格，确定多凸起环形集磁器的具体形状，集磁器的截面形状包括十字形、土字形、占字形和中字形；

步骤2：制作带有线圈容腔的多凸起环形集磁器，线圈容腔中放置驱动线圈；

步骤3：分别在集磁器上、下侧和内、外侧设置并固定待成形工件；

步骤3.1：将待成形管件设置在集磁器内、外侧，并固定；

步骤3.2：将待成形板件设置在集磁器上、下侧，并固定；

步骤4：将驱动线圈经放电开关连接到脉冲电源；

步骤5：控制放电开关，对驱动线圈供电，在待成形管件、板件中产生感应涡流而使管件、板件发生变形；