[实用新型]一种电磁深成形装置

说明书

技术领域

本实用新型属于金属成形制造领域，更具体地，涉及一种电磁深成形装置。

背景技术

节能和环保的要求促使铝合金为代表的高强度轻质合金材料在先进制造领域得到广泛应用。但传统成形技术在高强度轻质合金材料加工应用中遇到重大障碍，主要体现为轻质合金塑性差、难成形，亟需一种新的成形技术。研究表明，高速率成形时，材料的成形性能得到显著提高。电磁成形是一种利用洛伦兹力使金属材料成形的快速制造技术，属于高速率成形，能极大地提高材料的成形性能。但在进行深冲型构件成形时，一方面，其与传统准静态成形均面临工件易减薄的问题，另一方面，对于复杂工件来说，电磁成形技术下工件的贴模性有待提升。

实用新型内容

为解决传统的准静态成形轻质合金塑性差、易撕裂，以及贴模性差、工艺要求高问题，本实用新型提出了一种可以兼顾提升材料拉深成形极限和提高板件成形精度的电磁深成形装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种电磁深成形装置，包括：

驱动线圈，当通入第一脉冲电流时产生第一变化磁场；

固定单元，位于驱动线圈上方，约束驱动线圈；

成形冲头，位于驱动线圈下方，当受到轴向脉冲电磁力时向下运动，并通过与待成形板件直接接触将轴向脉冲电磁力传递至待成形板件上；轴向脉冲电磁力是由第一变化磁场与第一涡流作用后产生的，第一涡流是由第一变化磁场产生的；

助推线圈，位于待成形板件法兰区域的上方，当通入第二脉冲电流时产生第二变化磁场；第二变化磁场在待成形板件上产生第二涡流，由第二变化磁场与第二涡流作用在待成形板件上产生助推脉冲电磁力，助推脉冲电磁力促进待成形板件法兰区域材料向成形模具的腔体内部流动，并为待成形板件法兰区域提供压边力；

压边单元，位于助推线圈上方，约束助推线圈；

成形模具，位于待成形板件下表面，设有腔体，通过腔体与成形冲头配合使待成形板件加工至所需形状；

且第一脉冲电流宽度小于第二脉冲电流宽度，第一脉冲电流触发时刻晚于第二脉冲电流触发时刻。

本实用新型提供的电磁深成形装置，由驱动线圈产生的第一变化磁场，驱动成形冲头快速运动，成形冲头撞击金属板件成形，提高工件的成形速度，由于第一脉冲电流宽度小于第二脉冲电流宽度，第一脉冲电流触发时刻晚于第二脉冲电流触发时刻，在每一个轴向脉冲电磁力驱动成形冲头撞击待成形板件成形的过程中，在待成形板件的法兰区域都存在助推脉冲电磁力，促进材料流动性，有效减少待成形板件在成形过程中由于材料减薄而造成待成形板件撕裂。同时由成形冲头撞击待成形板件成形，能够保成形过程中的贴膜性。因此，本实用新型提供的电磁深成形装置能够兼顾提升材料拉深成形极限和提高板件成形精度。

优选地，成形冲头包括：

驱动板，位于驱动线圈下方，当受到第一变化磁场后感应出第一涡流，第一变化磁场与第一涡流作用产生轴向脉冲电磁力，由轴向脉冲电磁力驱使驱动板向下运动；以及

空心冲头，与驱动板固定连接，同驱动板共同向下运动，并通过与待成形板件直接接触将轴向脉冲电磁力传递至待成形板件上。

成形冲头采用空心结构，在保证冲头外形不变的情况下，减轻冲头的质量，提高成形冲头向下运动的速度，提高待成形板件的成形性能。

优选地，助推线圈的外径大于待成形板件的直径，且助推线圈覆盖待成形板件的法兰区域。

优选地，助推线圈包括多个助推子线圈，每个助推子线圈为环形结构，多个助推子线圈依次嵌套排列，并位于待成形板件法兰区域的上方，且当待成形板件边缘行进至任意一个助推子线圈时，该助推子线圈通入脉冲电流。

优选地，成形模具底部开有排气孔，平衡待成形板件上表面与下表面的压强。

优选地，成形模具上设有凸台，让助推线圈不与待成形板件直接接触。

通过本实用新型所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得如下有益效果：

1、采用轴向脉冲电磁力驱动成形冲头，使成形冲头快速向下运动，通过与待成形板件直接接触传递轴向脉冲电磁力，有效的提高了板件的成形速率，同时在用脉冲电磁力驱动轻质冲头成形的过程中，通过助推线圈产生助推脉冲电磁力，促进材料向模具内部流动，可以让成形部分有材料填充，与传统的准静态冲压成形比较，能显著提高材料的成形极限。同时，利用成形冲头与成形模具进行高速冲压，与现有的电磁成形技术相比，能显著改善贴模性，提高电磁能转化率、有效的减小工件回弹，提高成形精度。