[发明专利]一种斜凸缘盒形件电磁复合成形方法

说明书

本发明公开了一种斜凸缘盒形件电磁复合成形方法，包括将金属坯料放在凹模组件上，在凸模组件底部内嵌平面矩形螺旋线圈，将平面矩形螺旋线圈的两端外接电路相连，将金属坯料紧贴水平放置的平面矩形螺旋线圈，通过外接电路给平面矩形螺旋线圈充电或放电，使平面矩形螺旋线圈周围的空间产生脉冲磁场，进而受到电磁力的作用，初步成形，判断初步成形后的金属坯料是否达到预定高度，若达到预定高度，在凹模组件内放置橡皮垫，橡皮垫设在金属坯料下方，通过外接电路给平面矩形螺旋线圈继续充电或放电，进行校形，通过压力机驱动凸模组件下压，完成成形，形成斜凸缘盒形件，可以大幅度简化斜凸缘盒形件的成形过程，有效提高其成形质量和效率。

技术领域

本发明涉及材料成形技术领域，具体涉及一种斜凸缘盒形件电磁复合成形方法。

背景技术

电磁脉冲成形是一种利用脉冲电磁力对金属工件进行高速加工的方法。研究表明：不同于传统加工方法准静态的变形行为，材料在高速冲击下，出现一种动态的变形行为，具体表现为晶体孪生、组织相变、绝热剪切等动力学行为。因而能有效的提高铝镁合金、钛合金的成形极限、降低回弹。

斜凸缘铝合金盒形件是飞机工业领域中常见的一个非轴对称部件，由于其几何形状较为复杂，传统的拉深成形方法会导致变形区域的应力和应变分布非常不均匀，成形较为困难。鉴于此，研究者们提出了不同的成形方案，具体有以下几种：

(1)采用多道次拉深成形完成此类盒形件的成形，其建立有限元模型来分析盒形件的成形过程，确定出毛坯展开尺寸、多道次模具结构、压边力等诸多影响因素的最佳数据，研究出一套可行的成形方法。但成形过程需要多套模具组合完成，提高了生产成本，加工过程也较为复杂。

(2)采用液压成形的方法应用于此类零件的生产，通过数值模拟和实验，研究了液压成形各项参数对不等高平底盒形件成形过程的影响，模拟结果与实验结果吻合较好。但由于液压成形存在着充放液的过程，并且对于不同高度的盒形件，预胀高度和压力难以确定，存在着成形过程较为困难的问题。

(3)此外，落压成形也可以实现此类异形盒形件的加工，但其制件加工后的表面会出现难以消除的褶皱，零件表面质量较差。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明的目的是提供一种斜凸缘盒形件电磁复合成形方法，可以大幅度简化斜凸缘盒形件的成形过程，不需要多套模具，加工过程较为简单，容易控制，制件加工后的表面不容易出现褶皱，有效提高其成形质量和效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种斜凸缘盒形件电磁复合成形方法，包括：

步骤1、模具组装，将金属坯料放在凹模组件上，在凸模组件底部内嵌平面矩形螺旋线圈，将所述平面矩形螺旋线圈的两端外接电路相连，将所述凸模组件置于所述金属坯料上方；

步骤2、电磁成形，将所述金属坯料紧贴水平放置的所述平面矩形螺旋线圈，通过所述外接电路给所述平面矩形螺旋线圈充电或放电，使所述平面矩形螺旋线圈周围的空间产生脉冲磁场，脉冲磁场中的所述金属坯料感应到电流，形成带电体，进而受到电磁力的作用，初步成形；

步骤3、橡皮垫校形，判断初步成形后的所述金属坯料是否达到预定高度，若达到预定高度，在所述凹模组件内放置橡皮垫，所述橡皮垫设在所述金属坯料下方，通过所述外接电路给所述平面矩形螺旋线圈继续充电或放电，进行校形，若没有达到预定高度，下移所述凸模组件，减少所述平面矩形螺旋线圈和所述金属坯料的距离，重复步骤2；

步骤4、钢模成形，通过压力机驱动所述凸模组件下压，完成成形，形成斜凸缘盒形件。

进一步地，所述凸模组件包括上模板、垫板、凸模和凸模固定板，所述上模板安装在所述压力机上，所述垫板固定在所述上模板和所述凸模之间，所述凸模固定板套设在所述凸模外侧且固定在所述垫板底部。