[发明专利]基于电磁脉冲的轻合金板材气胀成形装置及成形方法有效
申请号: | 201710247449.1 | 申请日: | 2017-04-14 |
公开(公告)号: | CN107052128B | 公开(公告)日: | 2018-10-16 |
发明(设计)人: | 徐俊瑞;谢雪云;曹栋;周颖奇;文智生;封元华 | 申请(专利权)人: | 湘潭大学 |
主分类号: | B21D26/14 | 分类号: | B21D26/14;B21D26/021;B21D37/16 |
代理公司: | 哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109 | 代理人: | 宋诗非 |
地址: | 411105 湖南省*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 电磁 脉冲 合金 板材 成形 装置 方法 | ||
基于电磁脉冲的轻合金板材气胀成形装置及成形方法,属于金属材料加工成形领域,解决了现有磁脉冲成形工艺仅适用于高导电率材料的成形,成形精度低以及所用平板线圈的通用性差的问题。所述装置:所述板材的外缘固定设置在凹模与支撑体之间,支撑体与所述板材构成气室。气室、第一高压气体储存单元和第二高压气体储存单元的内部两两连通,气体增压单元为第二高压气体储存单元内的气体增压。压缩单元在电磁脉冲发生单元的作用下,将第一高压气体储存单元的气体挤压入气室。所述方法包括加热所述板材、通过电磁脉冲发生单元和压缩单元对所述板材进行预成形和通过气体增压单元完成所述板材的最终成形的步骤。本发明用于轻合金板材的复杂成形。
技术领域
本发明涉及一种金属板材成形装置及成形方法,属于金属材料加工成形领域。
背景技术
近年来,随着能源和环境问题的日渐突出,以铝合金、镁合金和钛合金为代表的轻合金材料的应用越来越广泛,轻合金材料早已成为与人类生活、生产和社会发展密不可分的重要材料。
轻合金板材的复杂成形一直以来都是金属材料加工成形领域的热门课题。常温下,轻合金板材的塑性较差,在进行复杂成形的过程中,轻合金板材易发生断裂。采用热成形工艺虽然能够显著地提升轻合金板材的成形性能,但是现有的热成形工艺的周期较长,成本较高,不适用于大规模量产。
磁脉冲成形工艺是一种新兴的成形技术,具有高速率成形的优点,能够大幅度地提升金属板材的成形性能。但是,现有的磁脉冲成形工艺仍存在以下问题:
一、现有的磁脉冲成形工艺仅适用于高导电率的材料,对低导电率材料的成形效果较差。
二、现有的磁脉冲成形工艺因电磁力的瞬时性和惯性的不可控性,导致金属板材在变形时的贴模性差。因此,现有的磁脉冲成形工艺的成形精度较差,不适用于精度要求高的复杂成形。
三、现有的磁脉冲成形工艺所用的平板线圈的通用性差,成形不同形状的构件时需要制作与构件形状相匹配的线圈,且制作难度较大。
发明内容
本发明为解决现有磁脉冲成形工艺仅适用于高导电率材料的成形,成形精度低以及所用平板线圈的通用性差的问题,提出了一种基于电磁脉冲的轻合金板材气胀成形装置及成形方法。
本发明所述的基于电磁脉冲的轻合金板材气胀成形装置包括压力单元、气胀成形单元、加热单元、第一高压气体储存单元1、第二高压气体储存单元2、气体增压单元3、电磁脉冲发生单元和压缩单元;
气胀成形单元包括凹模4和支撑体5,凹模4的底面开口,支撑体5的顶面开口,待成形的轻合金板材6的外缘固定设置在凹模4的开口端与支撑体5的开口端之间,支撑体5与待成形的轻合金板材6构成气室;
压力单元用于对待成形的轻合金板材6的外缘施加压力,所述压力可调;
加热单元用于加热待成形的轻合金板材6;
所述气室、第一高压气体储存单元1和第二高压气体储存单元2的内部两两连通,气体增压单元3用于为第二高压气体储存单元2内的气体增压;
电磁脉冲发生单元包括高压脉冲发生子单元和平板线圈11,高压脉冲发生子单元与平板线圈11构成电气回路;
压缩单元包括前端14和后端15,所述前端14用于承受来自于平板线圈11的磁场力,所述后端15用于将第一高压气体储存单元1的气体挤压入所述气室。
进一步的是,压力单元为液压机。
进一步的是,气胀成形单元还包括上模座板16、上模套板17、下模座板18和下模套板19;
上模套板17固定设置在上模座板16的底面上,凹模4固定设置在上模套板17内;
下模套板19固定设置在下模座板18的顶面上,支撑体5固定设置在下模套板19内;
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