CN106563722A

CN106563722A - 一种吸力电磁成形方法与装置

Info

Publication number: CN106563722A
Application number: CN201510661735.3A
Authority: CN
Inventors: 王哲峰
Original assignee: Shenyang Junji Technology Co Ltd
Current assignee: Shenyang Junji Technology Co Ltd
Priority date: 2015-10-09
Filing date: 2015-10-09
Publication date: 2017-04-19

Abstract

本发明提供了一种吸力电磁成形方法与装置，属于金属材料加工技术领域。该吸力电磁成形装置包括：凹模、压板、凸模、凸模座、A线圈、B线圈、A铁芯、B铁芯；所述A线圈、A铁芯、凸模座、凸模所构成的A组件与B线圈、B铁芯、凹模、待成形工件、压板所构成的B组件通过凸模与压板连接成整体。通过电磁成形机电源向A线圈和B线圈加载电压为2KV～200KV能量为10KJ～100MJ的电流使A组件与B组件相互运动，使待成形工件变形。本发明提供的吸力电磁成形方法与装置将电磁成形技术扩大到斥力电磁成形不能涉足的领域，同时使现有吸力电磁成形机电源设备小型化、控制过程简单化。

Description

一种吸力电磁成形方法与装置

技术领域

本发明专利涉及一种金属材料的吸力电磁成形方法与装置，属于金属材料加工技术领域。

背景技术

目前，随着国家对科技创新重视的加强，在金属材料加工技术领域的电磁成形技术也逐渐走入了人们的视野。电磁成形技术始创于50年代末，在60-70年代得到了快速发展，80年代在美国、前苏联电磁成形机已标准化、系列化。在国内，70年代末期，哈尔滨工业大学、北京电工所等高校和科研院所开始研究电磁成形的基本理论及工艺。传统的电磁成形技术是利用金属材料在外加强脉冲磁场作用下，其金属材料内部产生强感生电流的同时，由该感生电流产生强磁场，该磁场与外加强脉冲磁场相互作用，使金属材料变形的一种金属成形技术。在该技术的研究和实践中，由于大多数情况下感生电流产生的强磁场与外加强脉冲磁场的相互作用均是排斥作用，因此金属材料的电磁成形大多数是在排斥力作用下成形的，这为一些工程实践带来了许多不便，甚至成为不能。另外，一些电磁成形通过电磁成形机电源放电开关结构设计和放电过程控制能够实施吸力电磁成形的，但因设备庞大、控制过程困难，也难以用于工程实践。基于以上问题，本专利提出了一种电磁成形机电源设备体积与普通电磁斥力成形电源设备相同，成形过程控制简单易行的一种吸力电磁成形方法与装置。

发明专利内容

针对现有技术的上述需要，本发明专利的目的是提供一种吸力电磁成形方法与装置，以满足斥力电磁成形无法实施的场合，同时使电磁成形机电源设备体积与普通电磁斥力成形电源设备相同，成形过程控制简单易行。

为了达到上述目的，本发明专利提供如下技术方案：

本发明专利提供了金属材料的一种吸力电磁成形方法与装置。

本吸力电磁成形装置包括：凹模、压板、凸模、凸模座、A线圈、B线圈、A铁芯、B铁芯；所述A线圈缠绕于A铁芯上，B线圈缠绕于B铁芯上；A铁芯的端面与凸模座连接，凸模座与凸模连接；B铁芯的端面与凹模连接，待成形工件置于凹模表面并用压板固定位置；A线圈、A铁芯、凸模座、凸模所构成的A组件与B线圈、B铁芯、凹模、待成形工件、压板所构成的B组件通过凸模与压板连接成整体。

本吸力电磁成形的方法是：通过上述装置的组装后，对A线圈和B线圈同时用电磁成形机电源加载电压为2KV～200KV、能量为10KJ～100MJ的电流使A组件与B组件相互吸引、产生相对运动，从而使固定于B组件凹模表面的待成形工件变形。本吸力电磁成形方法可以做简化使用，即其它零件不变的情况下，采用单线圈：只使用A线圈或B线圈中任意一个线圈；通过电磁成形机电源加载电压为2KV～200KV、能量为10KJ～100MJ的电流，使A铁芯和B铁芯中产生同一个闭合磁场，驱动A组件与B组件产生相对运动，也可以使待成形工件变形。

本吸力电磁成形方法与传统斥力电磁成形方法的区别：传统斥力电磁成形方法是依靠线圈外加电流的感生磁场与待成形工件中感生电流产生的感生磁场相互作用的结果。而本吸力电磁成形方法是依靠线圈外加电流在A铁芯和B铁芯中产生同一个闭合磁场，使A组件与B组件产生相对运动的同时，使待成形工件变形，至于待成形工件中是否产生感生电流及相应的感生磁场，不在本吸力电磁成形方法的考虑之内。

本吸力电磁成形方法与其它吸力电磁成形方法的区别：目前对于电磁吸力成形方法的研究依旧很少，重要的文献主要鉴于国防工业出版社出版的李春峰编著的《高能率成形技术》。传统的吸力电磁成形方法是：对成形线圈缓慢加载，加载过程中磁场扩散到待成形工件中，当电压加载到一定高度时突然使加载线圈短路，这时磁场突然衰减，待成形工件内部产生的感生电流与线圈中衰减的电流方向一致，线圈和待成形工件产生强大的吸引力，使待成形工件变形。基于此原理，加装辅助线圈，也可以实现电磁吸力成形。这种方法的特点是：1、待成形工件必须受磁场作用，产生感生电流和感生磁场，与外加电流产生的原感生磁场相互作用使工件变形；2、由于加载时间长以及磁场的扩散，加载时能量损失较大，因此作为电磁成形机能量供给的电源设备大，而且成形效率低；3、由于加载过程时间长，同时伴有磁场扩散，因此其控制过程比较复杂。本吸力电磁成形方法与上述传统吸力电磁成形方法不同，不需要将磁场扩散至待变形工件，只要磁场自身形成闭合回路，即在A铁芯和B铁芯中产生同一个闭合磁场，驱动A组件与B组件产生相对运动，即可实现待成形工件的变形。本方法采用的设备与普通电磁成形设备相同，控制方法相同，成形效率高。

本发明专利的有益效果是：本发明专利提供金属材料的一种吸力电磁成形方法与装置，金属材料在强脉冲磁场作用下利用强磁场瞬间的高能率能量释放，将强大的磁场能量转换为金属材料的变形能量。这种吸力电磁成形方法与装置将电磁成形技术扩大到斥力电磁成形不能涉足的金属成形领域，同时使现有吸力电磁成形机电源设备小型化、成形过程控制简单化。

为了能更进一步了解本发明专利的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明专利的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明专利加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明专利的具体实施方式详细描述，将使本发明专利的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1是一种吸力电磁成形装置的结构示意图；1、A铁芯；2、凸模；3、凸模座；4、A线圈；5、B铁芯；6、B线圈；7、凹模；8、压板；。

图2是凸模的结构示意图；

图3是凹模的结构示意图；

图4是A铁芯的结构示意图；

图5是A线圈的结构示意图；

图6是凸模座的结构示意图；

图7是B铁芯的结构示意图；

图8是B线圈的结构示意图；

图9是压板的结构示意图；

具体实施方式

为更进一步阐述本发明专利所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明专利的优选实施例及其附图进行详细描述。

本发明专利提供一种吸力电磁成形方法与装置，请参阅图1-9该装置包括：1、A铁芯；2、凸模；3、凸模座；4、A线圈；5、B铁芯；6、B线圈；7、凹模；8、压板。所述A线圈4缠绕于A铁芯1上，B线圈6缠绕于B铁芯5上，A线圈4和B线圈6的绕线方向相同；A铁芯4的山字形中间端面与凸模座3连接，凸模座3与凸模2连接；B铁芯5的山字形中间端面与凹模7连接，待成形工件置于凹模7表面并用压板8固定位置；A线圈4、A铁芯1、凸模座3、凸模2所构成的A组件与B线圈6、B铁芯5、凹模7、待成形工件、压板8所构成的B组件通过凸模2与压板8连接成整体；将A线圈4和B线圈6与电磁成形机电源连接，通入电压为2KV～200KV能量为10KJ～100MJ的电流使A组件与B组件以300m/s以上的速度相互吸引，推动凸模2和凹模7以300m/s以上的速度相对运动，在此高速运动过程中将待成形工件加工成形。

综上所述：本发明专利提供一种吸力电磁成形方法与装置，该方法与装置将电磁成形技术扩大到斥力电磁成形不能涉足的金属成形领域，同时使现有吸力电磁成形机电源设备小型化、成形过程控制简单化。

以上所述，仅为本发明专利的具体实施方式，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。因此，本发明专利的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种吸力电磁成形方法与装置，其特征在于，包括：凹模、压板、凸模、凸模座、A线圈、B线圈、A铁芯、B铁芯；所述A线圈缠绕于A铁芯上，B线圈缠绕于B铁芯上；A铁芯的端面与凸模座连接，凸模座与凸模连接；B铁芯的端面与凹模连接，待成形工件置于凹模表面，并用压板固定位置。A线圈、A铁芯、凸模座、凸模所构成的A组件与B线圈、B铁芯、凹模、待成形工件、压板所构成的B组件通过凸模与压板连接成整体。通过电磁成形机电源加载电压为2KV～200KV、能量为10KJ～100MJ的电流，使A铁芯和B铁芯中产生同一个闭合磁场，驱动A组件与B组件产生相对运动，使待成形工件变形。

2.根据权利要求1所述，本吸力电磁成形方法可以做简化使用，即其它零件不变的情况下，采用单线圈：只使用A线圈或B线圈中任意一个线圈；通过电磁成形机电源加载电压为2KV～200KV、能量为10KJ～100MJ的电流，使A铁芯和B铁芯中产生同一个闭合磁场，驱动A组件与B组件产生相对运动，使待成形工件变形。