[发明专利]一种蒙皮件的温热电磁成形装置及方法

说明书

本发明公开了一种蒙皮件的温热电磁成形装置，包括底板、模具、板料和用于固定夹持所述板料的夹板组件，所述夹板组件设于所述底板上，所述板料被固定夹持在所述夹板组件之间，温热电磁成形装置还包括放电线圈和用于对所述板料加热的加热件，所述放电线圈设于所述板料的上方，所述加热件设于所述板料的两侧。本发明还公开了一种温热电磁成形方法，包括固定板料、拉形板料、加热板料、电磁成形等步骤，通过重复执行板料拉形‑加热‑电磁成形实现板料与模具的成形面完全贴合。本发明具有成形精度高、成形质量好、成形效率高且设备对放电能量和线圈强度要求低等优点。

技术领域

本发明属于板料成形技术领域，尤其涉及一种蒙皮件的温热电磁成形装置及方法。

背景技术

蒙皮是构成飞机气动外形的关键零件，其成形质量直接关系到飞机的气动性能和使用寿命。蒙皮主要采用拉伸成形工艺制造，在数控蒙皮拉伸机上，两端钳口施加拉力和弯矩，使板材缓缓贴合模具型面。在蒙皮拉成形方式中，拉力主要由材料夹持框下移提供，从而让蒙皮毛料大面积包紧下模型面。在此之后，为减少成形后回弹，继续施加少量的补拉。因此，整个成形过程的工艺参数复杂，设备结构较重且巨大。由于蒙皮厚度薄，蒙皮受力不均匀，容易造成蒙皮的不均匀回弹、破裂或者起皱。当模型面特殊，蒙皮与模型表面也无法完全贴合，需要工人近距离作业，对褶皱进行抹平和修复，不仅成形效率不高，而且具有一定危险性。

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。研究表明：材料在高速冲击下，产生不同于传统加工方法准静态的变形行为而出现一种动态行为，即材料在变形弹性波、塑性波的冲击下出现晶体孪生、组织相变、绝热剪切等动力学行为。因而能够有效提高铝合金、镁合金和钛合金等难变形材料的成形极限、降低回弹。

在文献号为CN104785621A的“一种大型薄壁件的拉形和电磁复合渐进成形方法及装置”的发明专利中，李建军、崔晓辉和莫健华等提出采用“拉形-放电-再拉形-再放电”的交替成形过程，使电磁放电线圈在每一层按照一定的运动轨迹连续放电，最终实现大型零件成形的方法。但该专利针对的是回转体零件，并不适合于含有双曲率或多曲率的蒙皮件成形。并且钛合金、铝锂合金等大范围的应用于飞机蒙皮，该类材料具有较大的硬度和强度，如果继续采用传统的电磁成形方法，则对放电设备的能量和放电线圈的强度提出苛刻的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种成形精度高、成形质量好、成形效率高且设备对放电能量和线圈强度要求低的蒙皮件的温热电磁成形装置和方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种蒙皮件的温热电磁成形装置，包括底板、模具、板料和用于固定夹持所述板料的夹板组件，所述夹板组件设于所述底板上，所述板料被固定夹持在所述夹板组件之间，温热电磁成形装置还包括放电线圈和用于对所述板料加热的加热件，所述放电线圈设于所述板料的上方，所述加热件设于所述板料的两侧。

上述的蒙皮件的温热电磁成形装置，优选的，所述夹板组件包括螺杆、托板和压板，所述螺杆固定于所述底板上，所述托板和压板设于所述螺杆上，所述板料被固定夹持于所述托板和压板之间。

上述的蒙皮件的温热电磁成形装置，优选的，所述加热件为电极，所述电极上设有供所述板料放入的槽。

上述的蒙皮件的温热电磁成形装置，优选的，所述加热件为电磁感应加热装置、热辐射加热装置。

上述的蒙皮件的温热电磁成形装置，优选的，所述温热电磁成形装置还包括导体驱动板，所述导体驱动板和所述板料叠层放置且共同被固定夹持在所述夹板组件之间。

上述的蒙皮件的温热电磁成形装置，优选的，所述模具为凸模或者凹模，所述模具的成形面为单曲面形、双曲面形或多曲面形。