CN105033013A - 一种电磁渐进成形的周向分块压边方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁渐进成形的周向分块压边方法，设置多个压边分块，多个所述压边分块均匀压住板料周边，每个压边分块受外界作用对应给板料周边施加不同的压边力。本发明还提供了实现上述方法的装置。本发明的方法和装置克服了传统整体压边无法施加不等压边力的问题，同时也解决了在电磁渐进成形过程中离线圈不同距离区域所需压边力不同的问题。

Description

一种电磁渐进成形的周向分块压边方法及装置

技术领域

本发明属于板料电磁渐进成形领域，具体涉及到板料在电磁渐进成形过程中的周向分块压边的方法。

背景技术

在板料电磁胀形的过程中，压边力的会影响着板料的流动。如果加载的压边力过小，虽然促进了材料的流动，但会导致法兰区部分出现明显起皱；如果加载的压边力过大，虽然可以克服起皱，但会因为材料流动不足导致发生拉裂。因此，控制压边力大小对板料的成形质量有着巨大影响。

在电磁渐进成形过程中，由于线圈每单次放电所产生的变形区域相对于板料尺寸较小，并且在放电路径中线圈的每次放电位置均不在同一位置，形成了一种偏心力的成形，使每次放电变形区域都不在板料中心，以至于离该变形区域不同距离的法兰区板料的流动程度是不一样的，即所需防止法兰起皱的临界压边力也是不一样的。而且，在电磁渐进成形中，前期的成形过程板料并没有贴膜，所以容易出现悬空侧壁起皱，防止悬空侧壁起皱所需的压边力比防止法兰起皱的大得多。

目前，采用传统的整体压边方法，无法调整不同法兰区域所需的压边力大小，当采用整体统一压边时，压力通常是呈过大加载状态的，这种加载方式能够消除法兰区和悬空侧壁区起皱现象，但在促进不同压边区域的板料流动方面仍显不足，甚至有可能出现拉裂的现象，无法达到理想的压边效果。

电磁成形是一类高速率成形，很难控制压边力随几百微秒的成形行程变化而改变的，而且电磁渐进成形中存在偏心力，该偏心力随成型过程而发生变化，较难根据偏心力变化实时灵活地调整压边力大小。因此，对于电磁渐进成形中无法实时且灵活调整不同法兰区域压边力大小的问题，存在开发对应解决该问题的技术需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种电磁渐进成形的周向分块压边方法及装置，设置多个通过液路中的电磁换向阀将每一个千斤顶隔离，使其独立工作以达到周向分块压边控制，然后通过比例溢流阀来实现对各个千斤顶的不同压力的调节，克服了传统整体压边无法施加不等压边力的问题，同时也解决了在电磁渐进成形过程中离线圈不同距离区域所需压边力不同的问题，进而能够改善电磁渐进成形质量以及提高成形极限。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种电磁渐进成形的周向分块压边方法，设置多个压边分块，多个所述压边分块均匀压住板料周边，每个压边分块受外界作用对应给板料周边施加不同的压边力。

以上发明构思提出了周向分块压边的思想，克服了现有技术偏见。

进一步的，提供了一种电磁渐进成形的周向分块压边方法，设置多个压边分块，所述压边分块均匀压住板料周边，每个压边分块上对应设置至少一个给其施加压力的千斤顶，所述千斤顶均与液压动力单元的液路连接，所述液路数量与所述千斤顶的数量相同，以使每个液路单独控制与之相连的千斤顶的加载压力大小，从而使相应的压边分块根据需要单独给板料加载，实现周向分块压边。

通过以上发明构思，提出了周向分块压边的思想，沿周向上设置了多个千斤顶，并相应设计了液压系统控制，液压动力单元具有多个液路，每个液路控制一个千斤顶隔离，使其独立工作以达到周向分块压边的控制以及实现对各个千斤顶上不同压力的调节，最终实现了周向分块压边。

进一步的，在液压动力单元的所述液路中设置液路换向器件和液路压力调节器件，所述液路换向器件用于控制液路方向，从而实现对与之相连的千斤顶是否加载，所述液路压力调节器件用于控制液路压力，从而实现与之相连的千斤顶加载压力大小。

作为优选的，每个所述压边分块对应设置两个液压千斤顶。原则上，每个压边分块对应设置的千斤顶的数量可以是符合实际工程需要的任意个。

按照本发明的第二个方面，还提供一种实现如上所述方法的装置，其包括液压动力单元和分块压边单元，其中，

所述分块压边单元包括用于使板料依照自身形状进行成型的凹模、用于压紧板料周边的多个压边分块、对应压紧在多个压边分块的多个千斤顶、压装在多个千斤顶上以保证千斤顶能可靠加载的挡板，所述千斤顶为液压千斤顶，每个千斤顶均连接液压动力单元，

所述液压动力单元包括多个液路，每个液路均设置有电磁换向阀和比例溢流阀，每个所述千斤顶的油路进口、油路出口分别对应连接同一液路的电磁换向阀和比例溢流阀，

工作时，通过调控电磁换向阀实现对与该电磁换向阀相连的千斤顶的油路通断的调控，进而实现压边力分块控制；通过调控比例溢流阀实现对与该比例溢流阀相连的千斤顶的压力调控，进而实现对压边力大小控制。

以上发明构思中，沿周向上设置了多个千斤顶，并相应设计了液压系统控制，液压动力单元包括多个液路，每个液路均设置有电磁换向阀和比例溢流阀，每个所述千斤顶的油路进口、油路出口分别对应连接一条液路的电磁换向阀和比例溢流阀，通过电磁换向阀将每一个千斤顶隔离，使其独立工作以达到周向分块压边的控制，然后通过比例溢流阀控制电压变为溢流阀电磁铁上的电流大小，通过调节电磁铁推力大小，来实现对各个千斤顶上不同压力的调节，最终实现了周向分块压边。

进一步的，所述压边分块具有形状相同的四块，该四块压边分块共同组成一个完整的圆；所述千斤顶具有八个，每块压边分块分别对应设置两个千斤顶。

进一步的，所述液压动力单元还包括压力传感器，所述压力传感器与所述液压千斤顶连接，用于感知液压千斤顶压力大小。

进一步的，所述千斤顶为280KN规格。千斤顶的承力规格可根据实际工程需要灵活选择。

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)板料在电磁渐进成形中，每单次放电时所产生的是偏心力成形，这导致了各压边区域所需压边力不同，而传统的做法是整体压边，整体压边的方法越来越不能满足成型要求，严重制约了电磁渐进成型工艺的应用和发展。本发明中，提出了周向分块压边的思想，进一步的，沿周向上设置了多个千斤顶，并相应设计了液压系统控制，通过液压系统中的电磁换向阀将每一个千斤顶隔离，使其独立工作以达到周向分块压边的控制，然后通过比例溢流阀将控制电压变为溢流阀电磁铁上的电流大小，通过调节电磁铁推力大小，来实现对各个千斤顶上不同压力的调节，最终实现了周向分块压边。本发明方法和装置克服了传统整体压边无法施加不等压边力的问题，同时也解决了在电磁渐进成形过程中离线圈不同距离区域所需压边力不同的问题，进而能够改善电磁渐进成形质量以及提高成形极限。

(2)本发明弥补了大型板料在电磁渐进成形中各区域压边力不能随放电位置的改变而分别调整的不足，对成形过程中的压边进行了优化控制，能同时达到抑制板料起皱和促进流动的效果。

附图说明

图1是本发明实施例中分块压边装置的正视图；

图2是本发明实施例中图1的A-A面俯视图；

图3是本发明实施例中分块压边装置的立体图；

图4是本发明实施例中液压系统的结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-凹模2-280KN千斤顶3-螺杆

4-线圈5-第一压边分块6-第二压边分块

7-第三压边分块8-第四压边分块9-板料

10-挡板11-螺母12-油箱

13-液位液温计14-空滤器15-吸油过滤器

16-电机17-柱塞泵18-温控器

19-单向阀20-高压过滤器21-溢流阀

22-蓄能器23-高压压力传感器24-耐震压力表

25-电磁换向阀26-力传感器27-比例溢流阀

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。

本发明提出了一种电磁渐进成形的周向分块压边方法，通过设置多个压边分块，所述压边分块均匀压住板料(或者称为成型板料)周边，每个压边分块上对应设置至少一个千斤顶，所述千斤顶均与液压动力单元相连，所述液压动力单元具有与所述千斤顶数量相同的多个液路，每个液路控制与之相连的千斤顶是否加载及其加载压力大小，从而使相应的压边分块单独给该压边分块对应的成型板料周边加载，实现周向分块压边。作为优选的，可在每个所述压边分块对应设置两个液压千斤顶。并且，在液压动力单元中设置液路换向器件和液路压力调节器件，所述液路换向器件用于控制液路方向，从而实现对与之相连的千斤顶是否加载，所述液路压力调节器件用于控制液路压力，从而实现与之相连的千斤顶加载压力大小。

本发明还提供了电磁渐进成形的周向分块压边的装置，其包括液压动力单元和分块压边单元，其中，所述分块压边单元包括用于使板料依照自身形状进行成型的凹模1、用于压紧板料周边的多个压边分块、对应压紧在多个压边分块的多个千斤顶2、压装在多个千斤顶上以保证其能可靠加载的挡板10，每个千斤顶均连接液压动力单元。所述液压动力单元包括多个液路，每个液路均设置有电磁换向阀25和比例溢流阀27，每个所述千斤顶的油路进口、油路出口分别对应连接一条液路的电磁换向阀和比例溢流阀。

图1是本发明实施例中分块压边装置的正视图，图2是本发明实施例中图1的A-A面俯视图。由以上两图可知，本发明装置包括液压动力单元和分块压边单元，其中，所述分块压边单元包括用于支撑板料9在其中成型的凹模1、压紧板料9周边的多个压边分块、对应压紧在多个压边分块的多个千斤顶2、压装在多个千斤顶的挡板10，所述千斤顶2为液压千斤顶，每个千斤顶均连接液压动力单元；所述液压动力单元包括电磁换向阀25和比例溢流阀27，所述每个所述液压千斤顶的油路进口连接电磁换向阀25，并每个所述液压千斤顶的油路出口连接比例溢流阀27。

作为本发明的一个优选实施例，其具有四个压边分块以及八个液压千斤顶，每个压边分块对应设置有两个千斤顶。

本发明一个优选实施例的分块压边单元在工作时，凹模1上表面与板料9下表面相接触，板料9上表面与第一压边分块5、第二压边分块6、第三压边分块7以及第四压边分块8的下表面相接触，以上四个压块压边分块上均设置有没有螺纹的圆孔，采用螺杆3穿过该圆孔，以将凹模1、挡板10以及压边分块连接在一起，凹模1上的圆孔孔径大于螺杆3外径，从而使得凹模1能自由上下移动。千斤顶2加载状态时，其下表面与压边分块上表面相接触，上表面与挡板10下表面相接触，挡板被螺母11限制固定，对千斤顶施加反作用力，从而使千斤顶对压边圈分块进行加载压边力，达到分块压边效果。

本发明的液压动力单元中，油箱12与液位液温计13、空滤器14、吸油过滤器15、温控器18、溢流阀21、耐震压力表24相连，吸油过滤器15又与电机16相连接，电机16分别与柱塞泵17和单向阀19相连接，单向阀19后接着两个高压过滤器20，高压过滤器20后分别接着蓄能器22、高压压力传感器23和并联回路。并联回路中由电磁换向阀25、千斤顶2、力传感器及放大器26、比例溢流阀及放大器27相连而构成每个小回路。

本发明装置工作时：

线圈4在图示位置放电之前，由于是偏心力成形，距离线圈最近位置处的变形量最大，所以将离线圈最近的压边圈分块8下面的区域称为变形区，稍远位置的分块5、7下面的区域称为过渡区，而最远处的分块6下面的区域称为刚性区，三个区域所需要的抑制起皱产生的下限压边力大小各不同，所以通过液压装置中的并联回路对四个压边圈分块上的千斤顶加载不同大小的力，每个压边分块上用两个千斤顶2实现加载，千斤顶的加载压力由液压装置控制，通过电机16提供动力，对油箱12中的液压油进行加压；通过液位液温计13来观测油箱12中的油量和温度，当油箱12中的液压油温度过高时，温控器18会发出警报；而空滤器13防止了空气中的杂质进入的油箱中，以免污染液压油；经过电机16加压的液压油从油箱中流过吸油过滤器15，过滤掉油中的杂质，然后由柱塞泵17来对流量进行调节，以达到实验所需；随后液压油通过单向阀19流向高压过滤器20，采用高压过滤器20是为保护系统的下游元件不受污染，两个高压过滤器起到了一个双重保护的作用；而溢流阀21通过阀口的开启溢流以维持系统压力的稳定；蓄能器22作为一个辅助液压源来在短时间内短时间内提供一定数量的压力油，满足系统对速度、压力的要求；然后通过高压压力传感器23将动能转换为电信号；当液压油流进并联回路时，利用电磁换向阀25中的通电电磁铁的吸力推动滑阀阀芯移动，改变油流的通断，来实现执行元件的换向，启动以及停止，以控制每个回路的工作，每个回路中再将控制电压通过比例放大器变为溢流阀27电磁铁上的电流大小，通过调节电磁铁推力大小，实现压力调节，进而实现对千斤顶2实际加载的控制。以保证板料整体不起皱的前提下，尽量促进各区域板料的流动。

本发明专利将压边圈进行周向分块，然后对不同区域的分块施加不等大小的压边力，以达到促进板料流动，提高成形极限的效果。

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 (8)

1.一种电磁渐进成形的周向分块压边方法，其特征在于，设置多个压边分块，多个所述压边分块均匀压住板料周边，每个压边分块受外界作用对应给板料周边施加不同的压边力。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，设置多个压边分块，多个所述压边分块均匀压住板料周边，每个压边分块上对应设置至少一个给其施加压力的千斤顶，所述千斤顶均与液压动力单元的液路连接，所述液路数量与所述千斤顶的数量相同，以使每个液路单独控制与之相连的千斤顶的加载压力大小，从而使相应的压边分块根据需要单独给板料加载，实现周向分块压边。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在液压动力单元的所述液路中设置液路换向器件和液路压力调节器件，所述液路换向器件用于控制液路方向，从而实现对与之相连的千斤顶是否加载；所述液路压力调节器件用于控制液路压力，从而实现与之相连的千斤顶加载压力大小。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每个所述压边分块对应设置两个液压千斤顶。

5.一种实现如权利要求1-4之一所述方法的装置，其特征在于，其包括液压动力单元和分块压边单元，其中，

所述分块压边单元包括用于使板料(9)依照自身形状进行成型的凹模(1)、用于压紧板料(9)周边的多个压边分块、对应压紧在多个压边分块的多个千斤顶(2)、压装在多个千斤顶上以保证千斤顶能可靠加载的挡板(10)，所述千斤顶(2)为液压千斤顶，每个千斤顶均连接液压动力单元，

所述液压动力单元包括多个液路，每个液路均设置有电磁换向阀(25)和比例溢流阀(27)，每个所述千斤顶的油路进口、油路出口分别对应连接同一液路的电磁换向阀(25)和比例溢流阀(27)，

工作时，通过调控电磁换向阀(25)实现对与该电磁换向阀(25)相连的千斤顶的油路通断的调控，进而实现压边力分块控制；通过调控比例溢流阀(27)实现对与该比例溢流阀(27)相连的千斤顶的压力调控，进而实现对压边力大小控制。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述压边分块具有形状相同的四块，该四块压边分块(5、6、7、8)共同组成一个完整的圆；所述千斤顶(2)具有八个，每块压边分块分别对应设置两个千斤顶(2)。

7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述液压动力单元还包括压力传感器(26)，所述压力传感器(26)与所述千斤顶(2)连接，用于感知千斤顶(2)压力大小。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述千斤顶(2)为280KN规格。