[发明专利]一种合金板电磁冲孔翻边成形方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金板电磁冲孔翻边成形方法及装置。

背景技术

冲压是最常见的制造加工技术，通常利用冲模在压力机上对材料施加压力，使其分离或变形的加工方法。由于冲压加工中，凸凹模间隙很小，调模困难，并且凸模与凹模侧面及材料的摩擦增大，多工序时换模、定位困难，降低模具使用寿命，增加了成本。同时，汽车飞机轻量化已逐渐成为未来工业的发展趋势，铝合金、高强钢和复合材料等轻质、难成形材料在汽车、航天航空等先进制造领域的应用日益增加，这些材料的加工制造对传统冲压工艺提出了严峻的考验。铝合金的室温成形性较差，采用传统冲压工艺很难成形复杂的零件，容易在拉深圆角和翻边孔边缘发生破裂，且成形质量不稳定、成形极限低，这些都极大的制约着传统冲压技术的发展。

因此，国内外众多学者在传统冲压工艺上开始积极探索新的冲压工艺，因为电磁成形加载速率快、成形精度高等技术优点，研究者已经开始将电磁成形技术用于塑性成形，如专利CN102248693A中提出一种电磁驱动成形方法及装置，该方法采用脉冲电磁力驱动冲头加速，冲头撞击工件，完成工件与凹模的贴膜成形，但其刚性冲头增加了制造成本，容易刮伤工件，影响工件的成形质量，同时进行多工序成形，需拆下压力设备更换模具，降低成形效率，并且未涉及工件的定位问题；专利CN103341546A中提出一种轻合金壳体成形件磁脉冲成形装置及方法，分两次放电成形实现轻合金壳体成形件圆角的贴膜成形，但其为多步成形，且需拆装模具的螺栓、螺钉和上固定板，跟换模具和线圈再装配，降低其成形效率，增加了制造的成本。

总体看来，传统冲压工艺存在着很多不足，已经很难满足现有轻质材料的成形要求。虽然电磁成形技术已经开始应用于塑性成形中，但还存在多工序时换模效率低、定位难等问题要解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供成形装置简单、大大提高工艺柔性的一种合金板电磁冲孔翻边成形方法及装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种合金板电磁冲孔翻边成形方法，包括以下步骤：

（1）安装平板螺旋线圈组：首先在底座的定位凹槽内固定安装有用以提供电磁排斥力的平板螺旋线圈组，所述平板螺旋线圈组的正、负两极经电容器组与放电控制开关串联，所述电容器组与供电电源并联，在所述平板螺旋线圈组外套设有下模；

（2）安装坯料：接着将坯料置于下模上的预定位置，接着安放上模，利用所述下模上端面设置的拉伸筋将坯料夹紧定位，并将冲孔模仁镶接入上模的模仁安装通孔中，并用螺栓锁紧，最后锁紧螺栓螺母组件将底座、下模和上模紧固连接；

（3）放电冲孔成形：供电电源对电容器组进行充电，充电完毕后断开充电回路，接着闭合放电控制开关，电容器组对平板螺旋线圈组放电，高强脉冲电流流经平板螺旋线圈组后，在平板螺旋线圈组中产生瞬态强磁场，并在坯料表面产生感应涡流，进而产生与瞬态强磁场旋转方向相反的涡流磁场，两个磁场所产生的磁力相互排斥，并推动坯料向上运动与冲孔模仁的直角状刃口发生作用，完成坯料冲孔成形，整个过程瞬时完成；

（4）放电翻边成形：拆下冲孔模仁上的螺栓，取下冲孔模仁，换上翻边模仁，然后同步骤（3）所述，所述电磁排斥力推动坯料向上运动并与翻边模仁的弧形刃口相贴合，完成坯料翻边成形，整个过程瞬时完成；

（5）取出成形件：松开螺栓螺母组件的螺母，依次取下翻边模仁、上模，得到的冲孔翻边成形件。

一种合金板电磁冲孔翻边成形装置，包括自上而下经螺栓螺母组件紧固的上模、下模以及底座，所述上模与下模之间横向夹紧有坯料，所述上模的阶梯状模仁安装通孔内镶接有模仁，所述下模的环形内腔中固定安装有平板螺旋线圈组，所述平板螺旋线圈组的正、负两极经电容器组与放电控制开关串联，所述电容器组与供电电源并联。

进一步的，所述模仁为冲孔模仁或翻边模仁。

进一步的，所述冲孔模仁、翻边模仁均呈筒状，且均其筒状外周侧设置有用以与模仁安装通孔相配合的台肩；所述冲孔模仁内侧缘根部横截面呈直角状以形成冲孔翻边成形件的内孔，所述冲孔模仁内侧缘上部呈上大下小的锥形以利于冲孔废料收集；所述翻边模仁内侧缘横截面呈弧形以形成冲孔翻边成形件的弧形凸起内侧缘。

进一步的，所述冲孔模仁或翻边模仁镶接入上模的模仁安装通孔内后，所述冲孔模仁或翻边模仁下端面均与上模的下端面平齐。

进一步的，所述底座上端面中部开设有用以承放平板螺旋线圈组的定位凹槽。

进一步的，所述下模上设置有用以夹紧定位的拉伸筋。