[发明专利]一种板材磁流变液软模成形装置及方法

权利要求书

1.一种板材磁流变液软模成形装置，其特征在于：所述一种板材磁流变液软模成形装置包括第一磁流变液注入缸(1)、第二磁流变液注入缸(2)、磁流变液容框(3)、磁流变液(4)、螺线管(5)、凹模(6)、压边缸(7)、第三磁流变液注入缸(8)和第四磁流变液注入缸(9)，磁流变液容框(3)、凹模(6)由上至下设置，板材位于磁流变液容框(3)的下表面与凹模(6)的上表面之间，板材的上表面、磁流变液容框(3)的下表面、磁流变液容框(3)两个边框的内侧壁形成密闭的第一内腔(3-2)，板材的下表面与凹模(6)的内腔形成密闭的第二内腔(6-1)，第一磁流变液注入缸(1)、第二磁流变注入缸(2)并排平行设置在磁流变液容框(3)的上表面上，且第一磁流变液注入缸(1)注入口和第二磁流变液注入缸(2)的注入口均与第一内腔(3-2)连通，压边缸(7)的输出端与磁流变液容框(3)边框上的空腔(3-1)连通，磁流变液(4)填充在第一内腔(3-2)和第二内腔(6-1)中，螺线管(5)套装在磁流变液容框(3)与凹模(6)的外侧壁上，第三磁流变液注入缸(8)和第四磁流变液注入缸(9)并排平行设置在凹模(6)的下表面上，且第三磁流变液注入缸(8)的注入口和第四磁流变液注入缸(9)的注入口与第二内腔(6-1)连通。

2.根据权利要求1所述一种板材磁流变液软模成形装置，其特征在于：所述磁流变液容框(3)和凹模(6)均是由无磁钢或奥氏体不锈钢制作的。

3.一种利用权利要求1所述装置进行单侧加载磁流变液的板材磁流变液软模成形方法，其特征在于：所述一种单侧加载磁流变液板材磁流变液软模成形方法的具体步骤如下：

步骤一、将待成形板材夹持在凹模(6)的上表面与磁流变液容框(3)的下表面之间；

步骤二、在第一内腔(3-2)中填充磁流变液(4)，成形过程中，第一磁流变液注入缸(1)和第二磁流变液注入缸(2)向第一内腔(3-2)中注入磁流变液(4)；

步骤三、根据待成形板材的形状和软模作用形式，确定工作区域磁场强度B，

B≈μ₀nI

式中μ_o——真空磁导率；

n——单位长度线圈匝数；

I——电流；

步骤四、将螺线管(5)与直流电源连接，通过调节电流使磁流变液(4)所在区域的磁场强度发生变化，并使待成形板材在磁流变液的变物态下成形出所需形状；

步骤五、将磁流变液容框(3)打开，将成形后的板材取出。

4.根据权利要求3所述一种板材磁流变液软模成形方法，其特征在于：步骤一中的磁流变液(4)是矿物油基磁流变液或硅油基磁流变液。

5.根据权利要求3所述一种板材磁流变液软模成形方法，其特征在于：步骤四中电流的调节范围为0～20A，磁流变液的物态随磁场强度的变化而变化，磁场强度的变化范围为0～0.5T。

6.一种利用权利要求1所述装置进行双侧加载磁流变液的板材磁流变液软模成形方法，其特征在于：所述一种双侧加载磁流变液的板材磁流变液软模成形方法的具体步骤如下：

步骤一、将待成形板材夹持在凹模(6)的上表面与磁流变液容框(3)的下表面之间；

步骤二、在第一内腔(3-2)和第二内腔(6-1)中填充磁流变液(4)，成形过程中，第一磁流变液注入缸(1)和第二磁流变液注入缸(2)向第一内腔(3-2)中注入磁流变液(4)，并与工作区域磁场强度匹配，成形初期，第四磁流变液注入缸(9)减小压力排出第二内腔(6-1)中的磁流变液(4)，第三磁流变液注入缸(8)保持压力不动作，使凹模(6)一侧部位先贴模，成形后期，第三磁流变液注入缸(8)减小压力排出第二内腔(6-1)中的磁流变液，使凹模(6)另一侧部位贴模；

步骤三、根据待成形板材的形状和软模作用形式，确定工作区域磁场强度B，

B≈μ₀nI

式中μ_o——真空磁导率；

n——单位长度线圈匝数；

I——电流；

步骤四、将螺线管(5)与直流电源连接，通过调节电流使磁流变液(4)所在区域的磁场强度发生变化，并使待成形板材在磁流变液的变物态下成形出所需形状；

步骤五、将磁流变液容框(3)打开，将成形后的板材取出。