CN106955924B - 一种电液成形同轴可移动电极穿丝夹装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电液成形同轴可移动电极穿丝夹装装置，包括液压合膜机构、模具机构以及电液成形机构，模具机构固定设置于液压合膜机构上，模具机构包括正极盖板、负极盖板、上瓣模以及下瓣模，正极、负极通过密封圈组分别与正极盖板、负极盖板相连接，正极与负极的内侧端均固定安装有金属丝紧固套，两个金属丝紧固套用于固定金属丝；待加工管件用于放置在正极盖板、负极盖板、上瓣模以及下瓣模之间的空腔内；正极盖板上开设有进液口，负极盖板上开设有排气口；正负极与电液成形机构相连接。本发明电极在轴向可移动，可在行程内任意调整电极位置和电极间距，因此，可以精确地控制放电位置和放电能量，利于实现精确位置成形，可精确控制金属丝长度。

Description

一种电液成形同轴可移动电极穿丝夹装装置

技术领域

本发明涉及电液成形技术领域，特别是涉及一种电液成形同轴可移动电极穿丝夹装装置。

背景技术

电液成形基本分为单极式放电、双极式放电、金属丝放电、金属粉末放电。除去单极式放电外，以难变形管材胀形为例，其他三种电液成形形式都存在着电极移动难等问题。电极间距过大难以发生击穿放电，一般电极间距不可随意改变，导致难实现精确位置成形。由于管材本身周向结构封闭，对向电极的穿丝一直是个难题，不如板材电液成形那样简单，打开模具即可连上金属丝。电液成形的液体介质一般为水，放电时能量较集中，瞬时冲击波压力较大，这对密封也有相当高的要求。常见的电液成形存在能量利用率低，成形效果差，通常需要几次放电才能达到成形工艺要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种电液成形同轴可移动电极穿丝夹装装置，可以解决一些同侧电极线爆电液成形存在成形精度差，传统电液成形电极不可轴向移动、对向电极穿丝困难、不能灵活的进行管材精确位置成形等问题。

如当长薄壁小内径管件局部胀形时，使用同侧电极线爆电液成形时，仍然存在废品率高、尺寸精度差、需多次加工等不足，如若使用此装置可以显著的改善这些问题，并且同轴电极电液成形的载荷大小、载荷分布、载荷形状等较同侧电极线爆电液成形都能更好控制，降低了对设备容量规格的要求。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种电液成形同轴可移动穿丝夹装装置，包括液压合膜机构、模具机构以及电液成形机构，所述模具机构固定设置于所述液压合膜机构上，所述模具机构包括正极盖板、负极盖板、上瓣模以及下瓣模，正极、负极通过密封圈组分别与所述正极盖板、负极盖板相连接，所述正极与所述负极的内侧端均固定安装有金属丝紧固套，两个所述金属丝紧固套用于固定金属丝；待加工管件用于放置在所述正极盖板、负极盖板、上瓣模以及下瓣模之间的空腔内；所述正极盖板上开设有进液口，所述负极盖板上开设有排气口；所述正极、负极与所述电液成形机构相连接。

可选的，所述液压合膜机构包括整体框架、丝杠、液压缸组、空心推杆以及电机，所述整体框架内部的两侧底端分别设置有滑台，所述丝杠固定在所述滑台上，所述丝杠通过正负极固定座与所述空心推杆固定连接，所述液压缸组包括两侧液压缸和上液压缸，所述空心推杆的外侧通过推板与所述两侧液压缸固定连接，所述上液压缸设置于所述整体框架顶侧；所述丝杠与所述电机连接。

可选的，位于所述整体框架两侧的所述空心推杆的内侧分别与所述正极盖板、负极盖板相固定，所述下瓣模固定设置在所述整体框架的凸台上，所述上瓣模与所述上液压缸相固定连接。

可选的，所述正极盖板、负极盖板的两端均开设有导向孔，所述正极盖板导向孔内设置有导套，负极盖板导向孔内设置有导柱，所述正极盖板一侧的空心推杆套在长于正极盖板外端面的导柱上。

可选的，所述正极、负极均为同轴电极，所述正极外侧套设有绝缘嵌套，所述正极、负极的外侧分别与位于所述整体框架两侧的所述丝杠相连接。

可选的，所述进液口的外侧与一液体介质注入球阀相连接，所述进液口的内侧与所述空腔相连通；所述排气口的外侧与一排气球阀相连接，所述排气口的内侧与所述空腔相连通。

可选的，所述上瓣模与所述下瓣模上均开设有至少一个排气孔。

可选的，所述密封圈组包括O形密封圈、Y形密封圈以及管形异形密封圈；所述正极盖板、负极盖板与所述密封圈组之间还固定设置有密封圈压板。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1)电极在轴向可移动，可在行程内任意调整电极位置和电极间距，因此，可以精确地控制放电位置和放电能量，利于实现精确位置成形；

2)可精确控制金属丝长度，在成形复杂零件时，除了要求足够大的压力外，还要求合理的压力分布，在同轴电极间接上各种形状的爆炸丝，即可改变电弧通道，移动电极位置可改变放电位置，更加合理的控制冲击波的形状和压力分布，使之适应工作的要求，也降低了对电液成形设备能量指标的要求；

3)用同轴可移动放电电极穿丝夹装装置成形的方法可以更加合理的加工大型的工件或细小的管件，相较于传统电液成形而言更加安全可靠，简单易行，易实现自动化或半自动化生产。

对于批量管形件胀形和有狭长变形特征的零件成形时可以采用这种电液成形同轴可移动电极穿丝夹装装置，此装置为自动化/半自动化生产提供了良好的集成“端口”。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明电液成形同轴可移动电极穿丝夹装装置的整体结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明中模具机构的结构示意图一；

图4为本发明中模具机构的结构示意图二；

其中，1上液压缸；111两侧液压缸；2推板；3空心推杆；4正负极固定座；5滑台；6电机；7模具机构；8整体框架；9丝杠；10滑台方轨；11正极；12绝缘嵌套；13O形密封圈；14Y形密封圈；15O形密封圈压板；16管头异形密封圈；17正极盖板；18导套；19待加工管件；20金属丝紧固套；21导柱；22负极盖板；23负极；24液体介质注入球阀；25排气孔；26上瓣模；27排气球阀；28下瓣模；29金属丝；30电液成形机构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种电液成形同轴可移动电极穿丝夹装装置，可以解决一些同侧电极线爆电液成形存在成形精度差，传统电液成形电极不可轴向移动、对向电极穿丝困难、不能灵活的进行管材精确位置成形等问题。

本发明提供的电液成形同轴可移动电极穿丝夹装装置，包括液压合膜机构、模具机构以及电液成形机构，模具机构固定设置于液压合膜机构上，模具机构包括正极盖板、负极盖板、上瓣模以及下瓣模，正极、负极通过密封圈组分别与正极盖板、负极盖板相连接，正极与负极的内侧端均固定安装有金属丝紧固套，两个金属丝紧固套用于固定金属丝；待加工管件用于放置在正极盖板、负极盖板、上瓣模以及下瓣模之间的空腔内；正极盖板上开设有进液口，负极盖板上开设有排气口；正极、负极与电液成形机构相连接。

该电液成形同轴可移动电极穿丝夹装装置，具体工作步骤为：

将金属丝紧固套分别与正极和负极的内侧端安装固定，正极和负极的另一端与正负极固定座相连接，上瓣模固定设置在液压合膜机构上，液压合膜机构控制正极盖板、负极盖板以及上瓣模打开，放入待加工管件，然后再将正极盖板、负极盖板、上瓣模以及下瓣模合模；

通过自动/手动方式将金属丝穿入正负极中心通孔中，电机带动丝杆控制驱动正极和负极同时向正极一侧运动，运动到一定位置时，正极上的金属丝紧固套由于正极盖板的限位，而套入正极前端的三爪弹性伞状头，此时正极端金属丝固定完毕；电机带动丝杆驱动负极向负极盖板端运动，当运动到所规定的正负极间距时，正极开始与负极同步向负极盖板端运动当负极上的金属丝紧固套由于负极盖板的限位而套入负极头部的三爪弹性伞状头时，正负极金属丝固定完毕，驱动正极和负极同步运动到待加工位置，并将正负极穿丝通孔用胶塞塞住；

打开进液口和排气口，注入定量液体介质后再关闭进液口和排气口；

打开电液成形机构，设置预置电压，向设备电容充电，充电到达预置电压后停止充电，闭合触发开关，使电容内的电荷瞬间释放到金属丝，对待加工管件进行加工；

加工完成后，打开进液口和排气口，排出介质液体，液压合膜机构控制正极盖板、负极盖板、上瓣模以及下瓣模打开，即可取出工件。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参考图1-4，其中，图1为本发明电液成形同轴可移动电极穿丝夹装装置的整体结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为本发明中模具机构的结构示意图一；图4为本发明中模具机构的结构示意图二。

本发明提供一种电液成形同轴可移动穿丝夹装装置，包括液压合膜机构、模具机构7以及电液成形机构30，模具机构7固定设置于液压合膜机构上，模具机构7包括正极盖板17、负极盖板22、上瓣模26以及下瓣模28，正极11、负极23通过密封圈组分别与正极盖板17、负极盖板22相连接，正极11与负极23的内侧端均固定安装有金属丝紧固套20，两个金属丝紧固套20用于固定金属丝29；待加工管件19用于放置在正极盖板17、负极盖板22、上瓣模26以及下瓣模28之间的空腔内；正极盖板17上开设有进液口，负极盖板22上开设有排气口；正极11、负极23与电液成形机构30相连接。

液压合膜机构包括整体框架8、丝杠9、液压缸组、空心推杆3以及电机6，整体框架8内部的两侧底端分别设置有滑台5，丝杠9固定在滑台5上，本发明中的滑台5采用滑台方轨10，丝杠9通过正负极固定座4与正极11和负极23固定连接，液压缸组包括两侧液压缸111和上液压缸1，空心推杆3的外侧通过推板2与两侧液压缸111固定连接，上液压缸1设置于整体框架8顶侧；丝杠9与电机6连接。

位于整体框架8两侧的空心推杆3的内侧分别与正极盖板17、负极盖板22相固定，下瓣模28固定设置在整体框架8的凸台上，上瓣模26与上液压缸1相固定连接。正极盖板17、负极盖板22的两端均开设有导向孔，正极盖板17导向孔内设置有导套18，负极盖板22导向孔内设置有导柱21，正极盖板17一侧的空心推杆3套在长于正极盖板17外端面的导柱21上。正极11、负极23均为同轴电极，正极11外侧套设有绝缘嵌套12，正极11、负极23的外侧分别与位于整体框架8两侧的丝杠9上的正负极固定座4相连接。进液口的外侧与一液体介质注入球阀24相连接，进液口的内侧与空腔相连通；排气口的外侧与一排气球阀27相连接，排气口的内侧与空腔相连通。上瓣模26与下瓣模28上均开设有至少一个排气孔25。

密封圈组包括O形密封圈13、Y形密封圈14以及管形异形密封圈16；正极盖板17、负极盖板22与密封圈组之间还固定设置有密封圈压板，本发明实施例中采用的是O形密封圈压板15；Y形密封圈14也可以用唇形密封圈来替代。

该电液成形同轴可移动电极穿丝夹装装置，具体工作步骤为：

1)将各个型号的密封圈分别安装在正极盖板17和负极盖板22上，在负极23上安装金属丝紧固套20并将其装入负极盖板22上；正极11上安装金属丝紧固套20，将正极11外侧的绝缘嵌套12旋入正极11并装入正极盖板17上；

2)正极盖板17、负极盖板22安装在导柱导套上，将正极盖板17左侧导柱21置于空心推杆3内，用螺钉销钉把正极盖板17、负极盖板22固定在空心推杆3上，上瓣模26用螺钉销钉固定在上液压缸1上，下瓣模28同样用螺钉销钉固定在整体框架8的凸台上，同时正极11和负极23固定在以电机6驱动的丝杠9上的正负极固定座4上，模具机构7与滑台5固定在整体框架8内，正极11和负极23连入电液成形机构30中；

(空心推杆3要套在长出正极盖板17左侧的导柱21上，空心推杆3固定在正极盖板17和负极盖板22上，这样才能实现正极盖板17和负极盖板22的精准开合，并且在保证空间利用率高的同时也不干涉正极盖板17和负极盖板22的运动。负极盖板22外侧也设置空心推杆3的最主要原因是减重，和保证整套装置的安装平衡)

3)液压合膜机构中的两侧液压缸111控制正极盖板17和负极盖板22向左右打开，上瓣模26由液压缸带动向上打开，放入待加工管件19，然后再合模，上瓣模26、下瓣模28、正极盖板17和负极盖板22由两侧液压缸111和上液压缸1共同施加恒定的合模力；

4)通过自动/手动方式将金属丝29穿入正负极中心通孔中，电机6驱动正极11和负极23同时向正极11一侧运动，运动到一定位置时，正极11上的金属丝紧固套20由于正极盖板17的限位，而套入正极11前端的三爪弹性伞状头，此时正极11端金属丝29固定完毕，驱动电机6驱动负极23向负极盖板22端运动，当运动到所规定的正负极间距时，正极11开始与负极23同步向负极盖板22端运动，当负极23上的金属丝紧固套20由于负极盖板22的限位而套入负极23头部的三爪弹性伞状头时，正负极金属丝固定完毕，电机6驱动正极11和负极23同步移动到待加工位置，并将正负极穿丝通孔用胶塞塞住；

5)打开液体介质注入球阀24和排气球阀27，注入定量液体介质后关闭两球阀；

6)打开电液成形设备，设置预置电压，向设备容器电容充电，充电到达预置电压后停止充电，闭合触发开关使电容内的电荷瞬间释放到金属丝29，金属丝29瞬间气化后待加工管件19内的压力陡升，而介质液体几乎不可压缩，从而使管件与模具型面贴合；

7)加工完成后，打开液体介质注入球阀24和排气球阀27，排出介质液体，控制步进电机带动正极11和负极23向两端运动的同时上液压缸1带动上瓣模26，两侧液压缸111带动正极盖板17和负极盖板22做开模运动，取出工件，即一个循环结束。

实施例一

本实施例中对一种外径47.2mm、壁厚0.4mm、长度380mm的GH536合金材料管形件进行加工，其要求在中部60mm的长度内进行胀形，成型后外径尺寸控制在48±0.05mm。

其中电液成形机构30的设置为选用额定电压20kV、电容量100μF；选用直径0.6mm的金属丝29，放电电压10kV，按照上述电液成形同轴可移动电极穿丝夹装装置的工作步骤进行操作，即可获得满足尺寸要求的成形件。

实施例二

本实施例中对长度为104mm、外径为50mm、壁厚为1.2mm的退火态的5052铝合金管件进行加工，要求在中部30mm长度区域内胀形，成形后外径尺寸控制在65±0.05mm。

其中电液成形机构30的设置为选用额定电压20kV、电容量100μF；选用直径0.6mm的金属丝29，放电电压9kV，按照上述电液成形同轴可移动电极穿丝夹装装置的工作步骤进行操作，即可获得满足尺寸要求的成形件。

需要说明的是，本发明中的各个密封垫圈的类型并不局限于上述形式的密封圈，只要能满足相应的密封要求的密封圈均可；其他与本发明中只是采用不同的部件名称或者在本发明的基础上能够容易想到的技术方案，均落入本发明的保护范围内。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种电液成形同轴可移动穿丝夹装装置，其特征在于：包括液压合膜机构、模具机构以及电液成形机构，所述模具机构固定设置于所述液压合膜机构上，所述模具机构包括正极盖板、负极盖板、上瓣模以及下瓣模，正极、负极通过密封圈组分别与所述正极盖板、负极盖板相连接，所述正极与所述负极的内侧端均固定安装有金属丝紧固套，两个所述金属丝紧固套用于固定金属丝；待加工管件放置在所述正极盖板、负极盖板、上瓣模以及下瓣模之间的空腔内；所述正极盖板上开设有进液口，所述负极盖板上开设有排气口；所述正极、负极与所述电液成形机构相连接。

2.根据权利要求1所述的电液成形同轴可移动穿丝夹装装置，其特征在于：所述液压合膜机构包括整体框架、丝杠、液压缸组、空心推杆以及电机，所述整体框架内部的两侧底端分别设置有滑台，所述丝杠固定在所述滑台上，所述丝杠通过正负极固定座与所述正极和负极固定连接，所述液压缸组包括两侧液压缸和上液压缸，所述空心推杆的外侧通过推板与所述两侧液压缸固定连接，所述上液压缸设置于所述整体框架顶侧；所述丝杠与所述电机连接。

3.根据权利要求2所述的电液成形同轴可移动穿丝夹装装置，其特征在于：位于所述整体框架两侧的所述空心推杆的内侧分别与所述正极盖板、负极盖板相固定，所述下瓣模固定设置在所述整体框架的凸台上，所述上瓣模与所述上液压缸相固定连接。

4.根据权利要求2所述的电液成形同轴可移动穿丝夹装装置，其特征在于：所述正极盖板、负极盖板的两端均开设有导向孔，所述正极盖板导向孔内设置有导套，负极盖板导向孔内设置有导柱，所述正极盖板一侧的空心推杆套在长于正极盖板外端面的导柱上。

5.根据权利要求2所述的电液成形同轴可移动穿丝夹装装置，其特征在于：所述正极、负极均为同轴电极，所述正极外侧套设有绝缘嵌套，所述正极、负极的外侧分别与位于所述整体框架两侧的所述丝杠相连接。

6.根据权利要求1所述的电液成形同轴可移动穿丝夹装装置，其特征在于：所述进液口的外侧与一液体介质注入球阀相连接，所述进液口的内侧与所述空腔相连通；所述排气口的外侧与一排气球阀相连接，所述排气口的内侧与所述空腔相连通。

7.根据权利要求1所述的电液成形同轴可移动穿丝夹装装置，其特征在于：所述上瓣模与所述下瓣模上均开设有至少一个排气孔。

8.根据权利要求1所述的电液成形同轴可移动穿丝夹装装置，其特征在于：所述密封圈组包括O形密封圈、Y形密封圈以及管形异形密封圈；所述正极盖板、负极盖板与所述密封圈组之间还固定设置有密封圈压板。