[发明专利]一种板材翻孔成形装置及成形方法

说明书

本发明公开了一种板材翻孔成形装置及成形方法，该成形装置包括压边圈(1)和凹模(2)，所述压边圈(1)置于凹模(2)的上方，所述压边圈(1)用于将待翻孔成形的板材(3)压在压边圈(1)和凹模(2)之间，所述凹模(2)内具有凹模腔(4)，所述压边圈(1)上和所述凹模(2)上分别相对应地设置有上部线圈凹槽和下部线圈凹槽，所述上部线圈凹槽内嵌设有上端部缩径线圈(5)，所述下部线圈凹槽内嵌设有下端部缩径线圈(6)，所述板材(3)的预制孔的边缘上方设有轴向拉深线圈(7)。通过本发明的成形装置所获得的板材产品质量好，本发明的成形方法工艺简单。

技术领域

本发明涉及材料加工成形技术领域，具体涉及一种板材翻孔成形装置及成形方法。

背景技术

传统的翻孔成形方法是直接用钢模翻孔，该方法需要一套具有凸凹模的大型成形工装和大台面压力机，生产成本高、周期长、产品的贴模性不好。当翻孔系数较小时，圆孔翻边变形区容易产生裂纹，通常需要多道次成形工序，工序中间要进行打磨、修边和退火处理，制造工艺相当复杂，至使生产效率低，废品率高，成本高，工人劳动强度大。

电磁脉冲成形是一种利用脉冲磁场力对金属工件进行高速加工的方法，是未来制造业的关键技术之一。研究表明：材料在脉冲磁场力高速变形条件下能够获得高于传统冲压加工下的成形性能。

在相关文献中，张文忠等研究了5A06板材磁脉冲成形圆孔翻边工艺，发现电磁成形可以显著地提高铝合金的塑性和圆孔翻边性能。在文献“大型复杂型面铝合金翻边件电磁成形塑性流动行为研究”中，黄亮等发现通过减小压边力，有利于板料法兰部分材料向凹模腔内流动，可以抑制翻孔端部的减薄。但是压边力较小时，板料法兰出现起皱。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种产品质量好、成形工艺简单的板材翻孔成形装置及成形方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种板材翻孔成形装置，包括压边圈和凹模，所述压边圈置于凹模的上方，所述压边圈用于将待翻孔成形的板材压在压边圈和凹模之间，所述凹模内具有凹模腔，所述压边圈上和所述凹模上分别相对应地设置有上部线圈凹槽和下部线圈凹槽，所述上部线圈凹槽内嵌设有上端部缩径线圈，所述下部线圈凹槽内嵌设有下端部缩径线圈，所述板材的预制孔的边缘上方设有轴向拉深线圈。

上述的板材翻孔成形装置，优选的，所述板材翻孔成形装置还包括一校形凸模，所述校形凸模呈圆台状，校形凸模的斜边处设有校形线圈凹槽，所述校形线圈凹槽内嵌设有校形线圈。

上述的板材翻孔成形装置，优选的，所述校形线圈包括沿校形凸模的轴向设置的多圈线圈。

上述的板材翻孔成形装置，优选的，多圈所述校形线圈沿所述校形凸模的斜边呈倒塔形布置。

上述的板材翻孔成形装置，优选的，所述上端部缩径线圈和下端部缩径线圈均包括多圈同心线圈。

上述的板材翻孔成形装置，优选的，所述轴向拉深线圈包括多圈同心线圈。

上述的板材翻孔成形装置，优选的，所述上端部缩径线圈和下端部缩径线圈与同一个电源系统相连，同时充电或放电，所述轴向拉深线圈和校形线圈分别与一个电源系统相连，独立进行充电或放电。

作为一个总的技术构思，本发明另一方面提供了一种板材翻孔成形方法，该板材翻孔成形方法采用上述的板材翻孔成形装置对板材进行翻孔成形，其具体包括以下步骤：

S1、将具有预制孔的待翻孔成形的板材夹在压边圈和凹模之间，将轴向拉深线圈置于板材的预制孔边缘上方；

S2、对轴向拉深线圈、上端部缩径线圈和下端部缩径线圈充电并放电，上端部缩径线圈和下端部缩径线圈对板材产生向内压缩的电磁力，轴向拉深线圈对板材产生向下压的电磁力，板材在多向磁场力的驱动下向下拉深变形，形成具有下倾斜面的弯折形板材；