一種適于高速成形的電磁壓邊方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于成形技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種適于高速成形的電磁壓邊方法及
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]在板材沖壓成形中，為了防止在拉伸過程中板件外圍的起皺現(xiàn)象，需要施加一定的壓邊力，該力的產(chǎn)生與控制非常關(guān)鍵。一方面若壓邊力過大雖金屬板件不易起皺，但會(huì)造成摩擦阻力大不利于金屬板件的塑性流動(dòng)的問題，這一點(diǎn)對(duì)深拉伸是非常不利的。另一方面，若壓邊太小，則不能有效抑制板材起皺。對(duì)于需要塑性流動(dòng)的成形理想的壓邊方式是既能抑制起皺，又能最小化壓邊導(dǎo)致的摩擦阻力。因而既能抑制起皺，又能減少摩擦阻力，對(duì)提高成形能力有重要的意義。同時(shí)，由于傳統(tǒng)是通過采用油壓機(jī)在成形板件的外圍施加壓邊力，但當(dāng)待加工板件的面積較大時(shí)，油壓機(jī)的工作臺(tái)面隨之增大，油壓機(jī)的體積也將變的很大，成本高，操作難。因而發(fā)明一種易控、不受現(xiàn)有壓力設(shè)備臺(tái)面尺寸限制的壓邊方法對(duì)于提高大尺度構(gòu)件的成形效率和能力具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種適于高速成形的電磁壓邊方法，采用兩個(gè)線圈的電磁吸引力代替?zhèn)鹘y(tǒng)壓力機(jī)的液壓力，使得壓力大小、作用時(shí)間靈活可控;解決了現(xiàn)有能成形的工件尺寸受壓力設(shè)備臺(tái)面尺寸限制的問題。
[0004]本發(fā)明提供了一種適于高速成形的電磁壓邊方法，包括下述步驟:
[0005](I)在金屬板件壓邊區(qū)域上、下端面各放置一個(gè)壓邊線圈組；
[0006](2)在高速成形過程中，通過在兩個(gè)壓邊線圈組中通入脈沖電流，使得線圈組間產(chǎn)生巨大的電磁吸引力，從而起到壓邊力的效果。
[0007]更進(jìn)一步地，所述壓邊線圈組由兩個(gè)線圈組成，兩個(gè)線圈通電流方向相反，在兩個(gè)線圈間形成局部磁場，而在包含成形區(qū)域在內(nèi)的其他區(qū)域處產(chǎn)生的磁場較小。
[0008]更進(jìn)一步地，上壓邊線圈組與下壓邊線圈組之間產(chǎn)生的吸引力可直接通過自身骨架傳遞給金屬板件進(jìn)行壓邊，或者吸引力通過骨架傳遞給壓邊圈進(jìn)行壓邊，壓邊圈形狀由工件形狀決定。
[0009]更進(jìn)一步地，上、下壓邊線圈組可由整塊或?qū)ΨQ的分塊組成。
[0010]本發(fā)明中，在金屬板件壓邊部位上下對(duì)稱放置兩個(gè)壓邊線圈組;每個(gè)壓邊線圈組包含兩個(gè)線圈，兩個(gè)線圈電流方向相反以避免對(duì)工件電磁成形區(qū)域的磁場分布產(chǎn)生影響；兩個(gè)壓邊線圈組通入脈沖電流，壓邊力來自于兩個(gè)線圈組的電磁吸引力，為大小、脈寬可調(diào)的強(qiáng)脈沖電磁力。
[0011]本發(fā)明還提供了一種適于高速成形的電磁壓邊裝置，包括模具，下壓邊線圈組，上壓邊線圈組和金屬板件;所述上壓邊線圈組通過螺栓進(jìn)行自身加固，所述下壓邊線圈組通過螺栓固定在所述模具上，所述金屬板件處于所述模具與所述上壓邊線圈組之間，上壓邊線圈組與下壓邊線圈組之間有一定的空隙，工作時(shí)，吸引力使得所述上壓邊線圈組緊壓在工件上。
[0012]其中，所述上壓邊線圈組包括第一下固定板，第一中固定板，第一上固定板，第一緊固螺栓，第一加固層，第一線圈和第二線圈；所述第一下固定板、所述第一中固定板和所述第一上固定板通過所述第一緊固螺栓連接;所述第一線圈與所述第二線圈均繞制在所述第一中固定板上，且繞線方向相同，通電流的方向相反;在所述第一線圈外繞制有所述第一加固層。
[0013]其中，所述下壓邊線圈組包括第二下固定板，第二中固定板，第二上固定板，第二緊固螺栓，第二加固層，第三線圈和第四線圈；所述第二下固定板，所述第二中固定板和所述第二上固定板通過所述第二緊固螺栓連接;所述第二緊固螺栓還用于將所述下壓邊線圈組與所述模具連接，用于將吸引力傳遞到所述模具上;所述第三線圈和所述第四線圈均繞制在第二中固定板上，且繞線方向相同，通電流的方向相反;在所述第三線圈外繞制有所述第二加固層。
[0014]更進(jìn)一步地，所述第一線圈、所述第二線圈、所述第三線圈和所述第四線圈采用一個(gè)脈沖電源供電，產(chǎn)生與電磁脈沖成形所匹配的強(qiáng)脈沖電磁壓邊力。
[0015]本發(fā)明中的壓邊裝置由兩個(gè)壓邊線圈組構(gòu)成，其中壓邊線圈為脈沖磁體結(jié)構(gòu)，其與金屬板件接觸的端面光滑平整。下線圈與模具通過螺栓相連，把力傳遞給模具。每個(gè)電磁線圈組包含兩個(gè)線圈，線圈鑲嵌在中間層，上下兩層采用堅(jiān)固的絕緣材料。三層結(jié)構(gòu)采用螺栓連接。每個(gè)壓邊線圈組中壓邊線圈通電方向相反，產(chǎn)生局部磁場，局部磁場對(duì)工件成形區(qū)域的磁場分布產(chǎn)生的影響極小。
[0016]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果:
[0017](I)本發(fā)明中由于壓邊線圈產(chǎn)生的電磁吸引力可以完全替代傳統(tǒng)壓邊裝置的壓邊力，從幾十噸到數(shù)百噸都可以，并且體積小，安裝方便，適應(yīng)性和可擴(kuò)容性強(qiáng)，特別適合受現(xiàn)有壓力設(shè)備尺寸限制而無法實(shí)現(xiàn)壓邊的大尺度工件成形所需的壓邊。
[0018](2)本發(fā)明中線圈通入的脈沖電流，由于工作時(shí)間短，因而電流比穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的線圈電流密度大三到四個(gè)量級(jí)，其產(chǎn)生電磁壓力可達(dá)兆帕級(jí)別，能夠較好的約束金屬板件變形，從而有效抑制金屬板件成形過程中起皺。由于通過線圈組的脈沖電流由儲(chǔ)能電容放電提供，改變放電電容的容量和放電電壓的大小，可以容易的實(shí)現(xiàn)壓邊力大小的調(diào)節(jié)。由于壓邊線圈工作時(shí)間短，因而該方案比較適用于高速成形，例如電磁成形、電液成形和爆炸成形。
【附圖說明】
[0019]圖1是適于高速成形的電磁壓邊方法的結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2是適于高速成形的電磁壓邊方法的下壓邊線圈組示意圖。
[0021]圖3是適于高速成形的電磁壓邊方法的上壓邊線圈組示意圖。
[0022]圖4是適于高速成形的電磁壓邊方法的總體組裝圖。
[0023]圖5是適于高速成形的電磁壓邊方法通電時(shí)上壓邊線圈組磁場局部示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]為實(shí)現(xiàn)上述目的，提供了一種適于高速成形的電磁壓邊方法，包括以下幾個(gè)步驟:
[0026](I)在金屬板件壓邊區(qū)域上下端面各放置一個(gè)壓邊線圈組；
[0027](2)在高速成形過程中，兩個(gè)壓邊線圈組中通入脈沖電流，線圈組間產(chǎn)生巨大的電磁吸引力，起到壓邊力的效果。
[0028]優(yōu)先地，上、下壓邊線圈組內(nèi)部各自均由兩個(gè)線圈組成，兩個(gè)線圈通電方向相反，在兩個(gè)線圈間形成局部磁場，而在包含成形區(qū)域在內(nèi)的其他區(qū)域處產(chǎn)生的磁場較小。
[0029]優(yōu)先地，上、下壓邊線圈組間產(chǎn)生的吸引力可直接通過自身骨架傳遞給金屬板件進(jìn)行壓邊，或者吸引力通過骨架傳遞給壓邊圈進(jìn)行壓邊，壓邊圈形狀由工件形狀決定。
[0030]優(yōu)先地，上、下壓邊線圈組可由整塊或?qū)ΨQ的分塊組成。
[0031]優(yōu)先地，下壓邊線圈組與模具通過螺栓相連，把力傳遞給模具。處于模具和上壓邊線圈組之間的板件部分受到壓力。
[0032]本發(fā)明的基本思路在于，采用兩個(gè)相互吸引的線圈組，放置在金屬成形板件的上下兩面。在金屬板件成形過程中，壓邊線圈組通入時(shí)變