[发明专利]板材磁脉冲与气胀超塑复合成形装置及方法

说明书

板材磁脉冲与气胀超塑复合成形装置及方法，涉及金属材料加工成形领域。解决了现有技术中电脉冲与气胀结合的方式，存在成形速度慢、成形件精度低的问题。本发明装置包括模具单元、气胀单元、加热单元和磁脉冲单元；加热单元，用于对待加工的板材进行加热；模具单元，用于对待加工的板材进行固定；磁脉冲单元，用于对待加工的板材进行多次脉冲激励，使板材多次预成形；气胀单元，用于向模具单元内通入高压气体，对预成形后的板材进行多次气胀冲压成形，完成对板材的加工。本发明主要用于对板材进行加工成形。

技术领域

本发明涉及金属材料加工成形领域。

背景技术

目前，大多数的轻合金在室温条件下塑性差，一般的成形工艺进行板材的复杂成形时，板材易发生断裂、破裂、回弹大、成形件易扭曲等缺陷。磁脉冲成形技术是新兴的一种高速率成形工艺，可以在室温条件下，大幅度提高一些难成形材料的成形能力，用时极短，且回弹小，但是金属板材在磁脉冲成形时有着贴模效果差，精度较低等缺陷，不能满足批量生产的要求。

超塑气胀成形技术，具有成形压力小、成形件质量好、尺寸稳定，精度高等优点，十分适合加工普通方法难以加工的复杂零件。但是传统的超塑性气胀成形技术，其工作时的应变速率很低，生产率低，直接一次成形时壁厚不均匀。

在现有的成形技术中存在电脉冲与气胀结合的方式，存在成形速度慢、成形件精度低缺陷，因此，以上问题亟需解决。

发明内容

本发明为了解决现有技术中电脉冲与气胀结合的方式，存在成形速度慢、成形件精度低的问题；本发明提供了一种板材磁脉冲与气胀超塑复合成形装置及方法。

板材磁脉冲与气胀超塑复合成形装置，包括模具单元、气胀单元、加热单元和磁脉冲单元；

加热单元，用于对待加工的板材进行加热；

模具单元，用于对待加工的板材进行固定；

磁脉冲单元，用于对待加工的板材进行多次脉冲激励，使板材多次预成形；

气胀单元，用于向模具单元内通入高压气体，对预成形后的板材进行多次气胀冲压成形，完成对板材的加工。

优选的是，模具单元包括上模组件、下模组件和连接组件；

上模组件和下模组件之间用于夹持板材；

上模组件通过连接组件与下模组件连接，且上模组件可相对于连接组件上、下移动；

加热单元设置在下模组件内。

优选的是，上模组件包括上模座、模柄、下压推杆、固定框体、上垫板、压边圈和上推块；其中，上模座、固定框体、上垫板和压边圈由上至下依次布设，且四者固定连接；

固定框体为圆桶形结构，且开口朝下；上推块位于固定框体内；

模柄的一端固定在上模座的上表面上，模柄的另一端与压力机的滑块固定连接，且模柄的轴向方向上设有轴向通孔；

下压推杆的首端由下至上依次穿过固定框体的顶板、上模座和模柄的轴向通孔，并伸出模柄，且下压推杆的首端用于与外设1号驱动机构连接，下压推杆的末端与上推块固定连接；

上推块为圆柱体结构；

上推块内设有通气管路，且通气管路的两个端口分别朝向下方和右方，上推块的顶端设有下反沿；

通气管路的朝向右方的端口作为通气管路的进气口，其朝向下方的端口作为通气管路的出气口；

通气管路的朝向右方的端口用于与气胀单元的出气口连通；

上垫板为圆环形结构，且其上表面设有凸台，该凸台用于对下反沿进行限位；凸台为圆环形结构，且凸台的内径与上垫板的内径相同；