[发明专利]冲压与磁脉冲成形协同控制复杂曲面件回弹与破裂的方法

说明书

本发明属于零件精确塑性成形制造相关技术领域，并公开了冲压与磁脉冲成形协同控制复杂曲面件回弹与破裂的方法，包括以下步骤：1)对板件易发生回弹与破裂的位置预先嵌入不同结构、形状与匝数的整形放电线圈；2)进行板件的冲压成形；3)合模前，对于成形深度大、拉延要求高的位置在冲压成形的同时采用助推放电线圈放电，以向成形深度大的部位推送待成形板件流入凹模；4)对板件进行保压，按照预先设置的磁脉冲放电顺序与放电能量对冲压成形后的板件进行放电，利用磁脉冲成形提高成形极限和抑制回弹的综合效果，从而实现复杂曲面件的成形回弹和破裂的协同控制。本发明能提高零件成形效率，大幅降低覆盖件生产成本，解决汽车工业发展瓶颈问题。

技术领域

本发明属于零件精确塑性成形制造相关技术领域，更具体地，涉及复杂曲面件回弹与破裂的方法。

背景技术

采用轻量化的铝合金材料制造汽车车身零件，是实现汽车节能减排和发展新能源汽车的关键，已成为先进汽车制造技术的一个重要发展方向。然而，由于铝合金板件的塑性加工性能差，冲压成形加工过程中极易破裂，且卸载后回弹大，其成形质量和精度较传统钢板车身零件更难控制，成品率低，极大地制约了铝合金板材在汽车车身制造中的广泛应用。

由于普通冲压成形技术具有高生产效率和低成本优势，因此，仍有不少研究机构和制造企业试图通过多次成形和回弹补偿技术来克服铝合金成形难题，导致调试模周期长，成本大幅上升，难以满足汽车车身技术发展的需求。液压成形技术，可以提高铝合金板材的成形极限，并通过保压和型面补偿技术，以控制成形件的质量和精度，但其成形时间长，难以满足汽车生产节拍的需要，且难以实现车身复杂局部结构的成形。热成形技术是通过把铝合金等轻质金属板材加热到一定成形温度(200-400℃)，保证材料在该温度下能获得较好的延伸率，在模具内进行冲压成形，该方法能够获得比强度高、回弹小的铝合金冲压件。但是热成形技术对铝合金板材的加热时间需要进行严格控制，因而对加热设备提出了很高的要求，增加了成本，同时由于存在加热冷却循环过程，表面质量不易控制，且生产节拍时间长。超塑性成形是板材在特殊的温度和比较低的变形速度下产生超塑性后进行成形，采用该方法能改善材料成形性能，可以成形形状复杂难成形件。然而，该工艺成形速率一般小于10-3s-1，其成形时间较传统加工方法大为增加，生产效率低，同时还需配备复杂的温度控制设备和冷却系统，因而阻碍了该技术在汽车零件塑性成形领域的推广应用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种冲压与磁脉冲成形协同控制复杂曲面件回弹与破裂的方法，通过采用冲压成形与电磁整形相结合的复合成形新技术，在解决复杂曲面件局部难成形部位成形问题的同时，实现其回弹的有效控制以保证其成形精度，从而实现复杂曲面件的高效低成本制造。

为实现上述目的，按照本发明，提供了冲压与磁脉冲成形协同控制复杂曲面件回弹与破裂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据复杂曲面件的结构特征以及对破裂与回弹控制的磁脉冲电磁力场需求，在冲压成形模具的凸模和凹模中，分别对板件易发生回弹与破裂的位置预先嵌入不同结构、形状与匝数的整形放电线圈；

2)将待成形的板件放在凹模上并准确定位，然后通过冲压成形模具的压边圈压住板件的边缘，凸模在压力机作用下向下运动，运动到一段距离后凸模开始与板件接触并进行板件的冲压成形；

3)凸模与凹模合模前，对于成形深度大、拉延要求高的位置，在冲压成形的同时采用分别设置在凹模和压边圈上的多个助推放电线圈放电，以向成形深度大的部位推送板件上的材料流入凹模，从而减小斜壁区的拉应力；

4)凸模与凹模合模后，对板件进行保压，在保压过程中，按照预先设置的磁脉冲放电顺序与放电能量，通过整形放电线圈对冲压成形后的板件进行放电，利用磁脉冲成形提高成形极限和抑制回弹的综合效果，从而实现复杂曲面件的成形回弹和破裂的协同控制。