[发明专利]异向电流作用下金属板料匀压力电磁成形装置及方法

说明书

本发明提供一种异向电流作用下金属板料匀压力电磁成形装置，包括凹形模具，还包括，电容电源模块，其包括储能电容器；给磁支路，其包括匀压力线圈，给磁支路连接在电容电源模块两端；两个竖直的压边板，它们的上端相向弯折延伸形成闭合板，从而在两个压边板之间、两个闭合板下方形成一个开口朝下的容置腔，匀压力线圈固定设置在容置腔中；使用时，由两个闭合板、两个压边板和待成形金属板料构成的给电支路；给电支路与给磁支路并联，并以两个闭合板的自由端为电接入点连接在电容电源模块两端；储能电容器放电时，匀压力线圈中和给电支路中形成方向相反的放电电流。本发明装置增强成形板料上电流大小，改善匀压力线圈受力平衡性，提高加工能力。

技术领域

本发明属于金属板料成型领域，尤其涉及一种异向电流作用下金属板料匀压力电磁成形装置及方法。

背景技术

电磁成形是一种高效率的成型方法。目前常用的成形方式是，由压板和板料构成外部通道，通过匀压力线圈在外部通道中形成感应电流，继而匀压力线圈对该产生的电流产生电磁力，对板料进行加工，对此，“平板电磁成形时匀压力线圈及板料受力研究华中科技大学学报自然科学版，第39卷第2期，2011年2月”有介绍。但该方法存在如下不足：首先，由于感应电流的大小受到线圈电压的限制，对于导电性差的材料难以产生足够强的感应电流进行加工。其次，由于高强度钢的塑性能力较差，成形胚料容易产生裂纹、褶皱现象。

公开号CN107127243A的专利申请文件，公开了一种给板材通电的结构，该方法可以增大板材中的电流强度。该方法也存在一些不足之处：第一，由于电磁力的作用是相互的，线圈也受到了一个板料的反向电磁力的作用，而这个电磁力仅在匀压力线圈的单个方向，造成线圈的受力不平衡，导致线圈发生变形，线圈的形变导致线圈磁场的改变，最终导致同一批次生产的成形件的质量不统一，可重复性低。第二，由于电磁成形的电压较大，一般在1kv以上，产生的电磁力较大。匀压力线圈底部受到板料的压力，线圈其它地方则受到来自底部的拉力，容易导致线圈断裂。第三，由于本方法直接将电线连在成形板料上，导致大批量生产中需要更换板料，则同时被动的需要更换板料上的接线，增加了大量的安装成本。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种异向电流作用下金属板料匀压力电磁成形装置及方法，旨在增强成形板料上电流大小以及改善匀压力线圈受力平衡性，从而提高加工能力。

本发明采用的技术方案为：

一种异向电流作用下金属板料匀压力电磁成形装置，包括凹形模具40，其特征在于，还包括，

电容电源模块，其包括储能电容器11；

给磁支路，其包括匀压力线圈21，给磁支路连接在所述电容电源模块两端；

两个竖直的压边板31，它们的上端相向弯折延伸形成闭合板32，从而在所述两个压边板31之间、两个所述闭合板32下方形成一个开口朝下的容置腔33，所述匀压力线圈21固定设置在所述容置腔33中；使用时，两个压边板31的下端将待成形金属板料A压紧在所述凹形模具40上，从而形成由两个闭合板32、两个压边板31和待成形金属板料A构成的给电支路；所述给电支路与给磁支路并联，并以两个闭合板32的自由端为电接入点连接在所述电容电源模块两端；

储能电容器11放电时，匀压力线圈21中和给电支路中形成方向相反的放电电流。

进一步，所述匀压力线圈21中和给电支路中形成的电流，一个为顺时针方向，另一个为逆时针方向。

进一步，所述匀压力线圈21下方设有绝缘薄板22。

进一步，所述容置腔33内填充满绝缘树脂，从而将所述压边板31、闭合板32、匀压力线圈21和绝缘薄板22粘连成一个整体。

进一步，所述电容电源模块还包括保护电阻12，所述保护电阻12与所述储能电容器11串联。