CN103586322A - 一种适于高速成形的电磁压边方法 - Google Patents

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李亮
周中玉
韩小涛
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Abstract

本发明公开了一种适于高速成形的电磁压边方法，包括：（1）在金属板件压边部位端面放置压边线圈组，压边线圈组可以只放置在金属板件压边部位上端面或下端面，也可同时放置在金属板件压边部位上下两个端面，放置在金属板件压边部位下端面的压边线圈组使用凹模支撑，放置在金属板件压边部位上端面的压边线圈组通过压力机或螺栓紧固结构约束压边线圈运动，约束压边线圈组运动时，可以施加压力在压边线圈组上；（2）在高速成形过程中，在压边线圈组中通入脉冲电流，在金属板件压边部位上感应涡流，进而在金属板件压边部位产生电磁压力。本发明解决了传统成形过程中，压边力小不能抑制金属板件起皱，压边力大又造成摩擦阻力大阻碍金属板件塑形流动的矛盾。

Description

一种适于高速成形的电磁压边方法
技术领域
本发明属于成形领域，更具体地，涉及一种适于高速成形的电磁压边方法。
背景技术
在板材冲压成形中，特别是深拉伸中，压边力的控制非常关键。若压边力过大虽金属板件不易起皱，但会造成摩擦阻力大不利于金属板件的塑性流动的问题，这一点对深拉伸是非常不利的。若压边太小，则不能有效抑制板材起皱。对于需要塑性流动的成形理想的压边方式是既能抑制起皱，又能最小化压边导致的摩擦阻力。因而既能抑制起皱，又能减少摩擦阻力，对提高成形能力有重要的意义。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适于高速成形的电磁压边方法，其目的在于解决传统压边方法中压边力大不利于金属板件塑性流动，压边力小不利于抑制起皱的矛盾。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种适于高速成形的电磁压边方法，包括以下步骤：
（1）在金属板件压边部位端面放置压边线圈组；
（2）在高速成形过程中，在压边线圈组中通入脉冲电流，在金属板件压边部位上感应涡流，进而在金属板件压边部位产生电磁压力。
优选地，压边线圈组包含多个压边线圈，其中压边线圈为脉冲磁体结构，其与金属板件接触的端面光滑平整。
优选地，压边线圈组中压边线圈可以全部放置在金属板件压边部位上端面或下端面，也可一部分放置在金属板件压边部位上端面而另一部分放置在金属板件压边部位下端面。
优选地，压边线圈组中放置在金属板件压边部位下端面的压边线圈使用凹模支撑。
优选地，压边线圈组中放置在金属板件压边部位上端面的压边线圈使用压力机或螺栓紧固结构约束压边线圈运动。
优选地，约束压边线圈组中压边线圈运动时，可以施加机械压力在压边线圈上，进而使压边线圈和金属板件间有直接的接触压力。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1、本发明中由于压边线圈产生的电磁排斥力部分或完全替代传统压边装置的压边力，因而接触压力减小，这极大的减少金属板件加工中的塑性流动阻力，有利于金属板件塑性流动。
2、本发明中线圈通入的脉冲电流，由于工作时间短，因而电流比稳态运行的线圈电流密度大三到四个量级，因而其产生电磁压力可达兆帕级别，因而能够较好的约束金属板件变形，从而有效抑制金属板件成形过程中起皱。由于压边线圈工作时间短，因而该比较适用于高速成形，例如电磁成形、电液成形和爆炸成形。
附图说明
图1是根据本发明第一实施方式的适于高速成形的电磁压边方法的示意图。
图2是根据本发明第二实施方式的适于高速成形的电磁压边方法的示意图。
图3是根据本发明第三实施方式的适于高速成形的电磁压边方法的示意图。
图4是根据本发明第四实施方式的适于高速成形的电磁压边方法的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明的基本思路在于，在金属板件压边部位端面放置压边线圈组。在金属板件成形过程中，压边线圈组通入时变电流，从而在金属板件压边部位感应涡流，进而压边线圈组和金属板件间产生电磁排斥力，该电磁排斥力部分或完全替代传统压边装置的压边力起到抑制金属板件起皱，因为减少或者完全消除了金属板件与压边装置间的接触压力，所以金属板件成形过程中的摩擦阻力大幅减少，有利于金属板件塑性流动。
如图1所示，根据本发明的第一实施方式，本发明适于高速成形的电磁压边方法是应用在一种电磁成形系统中，该电磁成形系统包括底座1、凹模2、电磁成形线圈6、以及压力机运动平台7，该方法包括以下步骤：
（1）将第一压边线圈11和第二压边线圈12通过第一工装21和第二工装22分别固定在压力机运动平台7上；
（2）控制压力机运动平台7使第一压边线圈11和第二压边线圈12和金属板件3上端面接触，但是不施加机械压力；
（3）在金属板件3电磁成形过程中，第一压边线圈11和第二压边线圈12通入脉冲电流，在金属板件3上感应涡流，进而在金属板件3压边部位产生电磁压力。
产生的电磁压力能够抑制成形过程中的起皱，在金属板件上端面和压边线圈无直接机械压力，减少了摩擦阻力，有利于金属板件3的塑性流动。
如图2所示，根据本发明的第二实施方式，本发明适于高速成形的电磁压边方法是应用在一种电磁成形系统中，该电磁成形系统包括底座1、凹模2、电磁成形线圈6、以及压力机运动平台7，该方法包括以下步骤：
（1）将第三压边线圈13和第四压边线圈14固定放置在凹模2压边处；
（2）将金属板件3放置在第三压边线圈13和第四压边线圈14上；
（3）将第一压边线圈11和第二压边线圈12通过第一工装21和第二工装22分别固定在压力机运动平台7上；
（4）控制压力机运动平台7，使第一压边线圈11和第二压边线圈12和金属板件3上端面不接触，但是不施加机械压力；
（5）在金属板件3电磁成形过程中，第一压边线圈11、第二压边线圈12、第三压边线圈13以及第四压边线圈14同时通入脉冲电流，在金属板件3上感应涡流，进而在金属板件3的上下端面同时产生电磁压力。
产生的电磁压力抑制了成形过程中的起皱，同时压边线圈和金属板件无直接机械压力，减少了摩擦阻力，有利于金属板件的塑性流动。
如图3所示，根据本发明的第三实施方式，本发明适于高速成形的电磁压边方法是应用在一种电磁成形系统中，该电磁成形系统包括底座1、凹模2、电磁成形线圈6、以及压力机运动平台7，该方法包括以下步骤：
（1）将第三压边线圈13和第四压边线圈14固定放置在凹模2压边处；
（2）将金属板件3放置在第三压边线圈13和第四压边线圈14上；
（3）将第一压边线圈11和第二压边线圈12通过第一工装21和第二工装22分别固定在压力机运动平台7上；
（4）调节压力机运动平台7，使第一压边线圈11和第二压边线圈12接触金属板件3，并对金属板件3施加压力；
（5）在金属板件3电磁成形过程中，第一压边线圈11、第二压边线圈12、第三压边线圈13以及第四压边线圈14同时通入脉冲电流，以在金属板件3上感应涡流，进而在金属板件3压边部位的上下端面同时产生电磁压力。
产生的电磁压力和压力机提供的压力一起抑制成形过程中的起皱，同时由于直接接触压边力部分被电磁压力代替，减少了摩擦阻力，有利于金属板件的塑性流动。
图4所示为本发明的第四实施方式，本实施方式中压边装置同时使用电磁压边和传统的压块压边，其目的在于解决电磁压边刚度不足的问题。在本实施方式中，金属板件起皱严重的区域还是使用传统的压块压边，而其他压边区域使用电磁压边。这样既减少金属板件流动阻力，又解决了纯电磁压边刚度不足的问题。如图4所示，根据本发明的第四实施方式，本发明适于高速成形的电磁压边方法是应用在一种电磁成形系统中，该电磁成形系统包括底座1、凹模2、电磁成形线圈6、以及压力机运动平台7，该方法包括以下步骤：
（1）将第三压边线圈13和第四压边线圈14固定放置在凹模2压边处；
（2）将金属板件3放置在第三压边线圈13和第四压边线圈14上；
（3）将第一压边线圈11和第二压边线圈12通过第一工装21和第二工装22分别固定在压力机运动平台7上；
（4）调节压力机运动平台7，使第一压边线圈11和第二压边线圈12、以及第一压块31和第二压块32接触金属板件3，并对金属板件3施加压力，其中金属板件3起皱严重的区域使用第一压块31和第二压块32进行压边；
（5）在金属板件3电磁成形过程中，第一压边线圈11、第二压边线圈12、第三压边线圈13以及第四压边线圈14同时通入脉冲电流，以在金属板件3感应涡流，进而在金属板件3压边区域的上下端面同时产生电磁压力。
整个压边由第一压边线圈11、第二压边线圈12、第三压边线圈13以及第四压边线圈14和第一压块31和第二压块32共同完成。由于金属板件3部分区域压边由电磁压边代替，减少了摩擦阻力，有利于金属板件的塑性流动。
本发明适于高速成形的电磁压边方法可以和传统机械压边方法混合使用，一同完成金属板件的压边。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适于高速成形的电磁压边方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在金属板件压边部位端面放置压边线圈组；
（2）在高速成形过程中，在压边线圈组中通入脉冲电流，在金属板件压边部位上感应涡流，进而在金属板件压边部位产生电磁压力。
2.根据权利要求1所述的适于高速成形的电磁压边方法，其特征在于，压边线圈组包含多个压边线圈，其中压边线圈为脉冲磁体结构，其与金属板件接触的端面光滑平整。
3.根据权利要求1所述的适于高速成形的电磁压边方法，其特征在于，压边线圈组中压边线圈可以全部放置在金属板件压边部位上端面或下端面，也可一部分放置在金属板件压边部位上端面而另一部分放置在金属板件压边部位下端面。
4.根据权利要求3所述的适于高速成形的电磁压边方法，其特征在于，压边线圈组中放置在金属板件压边部位下端面的压边线圈使用凹模支撑。
5.根据权利要求3所述的适于高速成形的电磁压边方法，其特征在于，压边线圈组中放置在金属板件压边部位上端面的压边线圈使用压力机或螺栓紧固结构约束压边线圈运动。
6.根据权利要求5所述的适于高速成形的电磁压边方法，其特征在于，约束压边线圈组中压边线圈运动时，可以施加机械压力在压边线圈上，进而使压边线圈和金属板件间有直接的接触压力。
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