[发明专利]基于磁脉冲成形的板材与管材连接方法及装置

说明书

基于磁脉冲成形的板材与管材连接方法及装置，属于金属材料加工成形领域。解决了磁脉冲成形技术多工序加工过程存在换模效率低，大型线圈制作成本高的问题。本发明先进行坯料的冲孔，然后磁脉冲翻边成形，最后利用磁脉冲成形技术进行连接管件的安装的，利用线圈完成多工序加工成形，成形过程快速高效，成形工件加工精度高，无毛刺，回弹小，无裂纹，无须后续清理工序及焊后热处理，显著提高了材料的成形极限和板材和管材的电磁脉冲连接的加工灵活性。适用于进行板材和管件连接使用。

技术领域

本发明属于金属材料加工成形领域。

背景技术

金属板与管结构的连接，在现实生活中有着广泛的应用，如日常生活中给水管道的箱体和水管的连接，汽车、航天飞行器中的油箱与输油管道的连接，飞机操作杆的连接，金属与非金属材料之间的连接。所以研究板和管间的连接方式具有重要的实用价值，磁脉冲成形技术与传统板和管之间的连接提供了一种新的成形方式。

随着科学技术的进步，汽车、航天飞行器轻量化工程的发展，传统的冲孔、翻边、连接技术不能满足复杂零件的成形工艺，很难提高金属材料的成形极限，且传统的成形工艺仍然存在许多成形缺陷，如翻边孔边缘的断裂、毛刺、冲孔时产生的裂纹，造成成形件的质量的不稳定，导致金属材料成形极限低等缺陷。而磁脉冲成形技术很好的解决了传统加工工艺中存在的问题。

利用磁脉冲成形技术对金属材料进行冲孔、翻边、连接。所成形的工件精度高、无毛刺、残余应力小、回弹小等特点，且可对复杂零件进行高精度加工，极大地提高了材料的成形极限。磁脉冲成形技术顺应了汽车、航天飞行器轻量化工程的趋势，提高了轻合金材料精确成形，生产过程快速、高效，缩短了加工周期，可实现生产自动化、机械化。为汽车、航天飞行器节约了燃料，改善了环境，生产过程，绿色环保、无污染。所以磁脉冲成形技术具有重要的研究价值和巨大的经济效益。

虽然磁脉冲成形技术比传统的加工工艺有很大的优势和发展前景，但由于其在多工序加工过程中存在换模效率低，大型线圈制作成本高等现实问题，该技术在实际应用中仍然存在许多不足，还有待进一步的发展、研究和完善。

发明内容

本发明是为了解决磁脉冲成形技术多工序加工过程存在换模效率低，大型线圈制作成本高的问题，提出了基于磁脉冲成形的板材与管材连接方法及装置。

本发明所述的基于磁脉冲成形的板材与管材连接方法，该方法的具体步骤为：

步骤一、在二号底座12的中心开设圆形通孔，且在二号底座12的上表面开设定位凹槽，将下模压板14安装在所述凹槽内，在下模压板14的筒形结构内安装一号绝缘块15用以缓冲圆形平板线圈16产生的电磁斥力，所述圆形平板线圈16设置在一号绝缘块15的筒形结构内；

步骤二、将圆形平板线圈16的正负极与电磁成形放电系统的正负信号输出端连接，将坯板材料17放置于下模压板14、一号绝缘块15和圆形平板线圈16的上侧，并在坯板材料17的上侧安放翻边模具18，在翻边模具18的中心孔内安装冲孔模仁19；

步骤三、当电磁成形放电系统的开关1闭合时，电磁成形放电系统对圆形平板线圈16放电，脉冲电流经过圆形平板线圈16后，在圆形平板线圈16中产生脉冲磁场，坯板材料17处于脉冲磁场中，在坯板材料17表面产生感应涡流，感应涡流产生的脉冲磁场与圆形平板线圈16的强磁场旋转方向相反，两个磁场产生相互排斥的磁场力，推动坯板材料17向上运动与冲孔模仁19的直角刃口发生作用，完成坯料的冲孔，断开开关1；

步骤四、将步骤三中的冲孔模仁19从翻边模具18上拆卸下来，再次闭合开关1，电磁成形放电系统对圆形平板线圈16放电，脉冲电流经过圆形平板线圈16后，在圆形平板线圈16中产生脉冲磁场，坯板材料17处于脉冲磁场中，在坯板材料17表面产生感应涡流，感应涡流产生的脉冲磁场与圆形平板线圈16的强磁场旋转方向相反，两个磁场产生相互排斥的磁场力，推动坯板材料17向上运动与翻边模具18贴合，完成坯板材料17的翻边成形，断开开关1；