CN108097778A - 一种柔性模块式电磁成形工装系统 - Google Patents

一种柔性模块式电磁成形工装系统 Download PDF

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韩小涛
曹全梁
李顺强
赖智鹏
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    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/14Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces applying magnetic forces

Abstract

本发明公开一种柔性模块式电磁成形工装系统,包括:模具放置在底座的上方,底座上垂直固定有立柱,活动横梁被立柱贯穿且可沿着立柱的方向竖直活动,上横梁固定在立柱的顶端,且活动横梁位于上横梁和模具之间,主油缸分别固定在上横梁的两端且低端与活动横梁连接,用于控制活动横梁上下移动,导向伸缩机构包括多个油缸,均固定在活动横梁上,且与模具外围对应的油缸的底部分别连接有压边线圈,模具的腔型上方对应的油缸均连接有配重块和成形线圈,成形线圈均放置在配重块的下端;压边线圈用于放电产生电磁力以固定待成形工件的边缘位置。本发明可以改变现有单台压力机成形功能单一、成形大尺寸工件困难的问题。

Description

一种柔性模块式电磁成形工装系统
技术领域
[0001]本发明属于电磁成形技术领域,更具体地,涉及一种柔性模块式电磁成形工装系 统。
背景技术
[0002]在电磁成形过程中,为了确保线圈及压边装置的稳定性,需要配备相应工装系统。 现有的工装系统一般是通过螺栓连接上下端部或压力机施力的方式来实现。但这两种方式 主要存在以下问题:螺栓连接方式主要适用于小型件成形系统的工装,随着成形工件及系 统尺寸的增大,该方式存在强度不够、装卸复杂及不易控制等问题;传统压力机方式理论上 不受成形工件及系统尺寸大小的限制,但当待工件的面积较大时,所需要的成形力也显著 增大,进而固定线圈及压边装置所需的力也随之增大,从而使得油压机的体积将变的很大, 成本高。且现有的压力机系统一般只提供单级控制,无法实现多级线圈在轴向上的位置调 节。因而发明一种具有易控、低载荷等特征的柔性工装系统对于提高大尺度构件的成形效 率和能力具有重要的意义。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种柔性模块式电磁成形工装系统,旨在解决现有改变现 有单台压力机成形功能单一、成形大尺寸工件困难的技术问题。
[0004] 为实现上述目的,本发明提供一种柔性模块式电磁成形工装系统,主油缸采用液 压驱动属于柔性连接,液压油有“液体弹簧”之称;电磁成形体是属于模块式组合,可多种变 化组合。具体包括:主油缸、上横梁、导向伸缩机构、活动横梁、配重块、成形线圈、压边线圈、 模具以及底座;模具放置在底座的上方,底座上垂直固定有立柱,活动横梁被立柱贯穿且可 沿着立柱的方向活动,上横梁固定在立柱的顶端,且活动横梁位于上横梁和模具之间,主油 缸分别固定在上横梁的两端且低端与活动横梁连接,用于控制活动横梁上下移动,导向伸 缩机构包括多个油缸,均固定在活动横梁上,且与模具外围对应的油缸的底部分别连接有 压边线圈,模具的腔型上方对应的油缸均连接有配重块和成形线圈,成形线圈均放置在配 重块的下端;压边线圈用于放电产生电磁力以固定待成形工件的边缘位置,成形线圈用于 为待成形工件产生成形力,驱动待成形工件变形至模具成形。
[0005] 模具的腔型指的是待成形工件将要被成形位置所在的区域。
[0006] 可选地,当对待成形的工件进行工件成形时,开启液压控制系统,由主油缸回收带 动活动横梁、再由活动横梁带动导向伸缩机构下方的配重块、成形线圈及压边线圈上移,腾 出空间;当将成形工件固定在模具上面后,通过控制主油缸以将刚才提起配重块、成形线圈 及压边线圈放下,再利用导向伸缩机构的油缸伸出,把成形线圈和压边线圈的下平面调至 同一水平面上,再将主油缸伸出使压边线圈贴住待成形工件,成形线圈下平面刚接触工件, 启动专用的脉冲电源及控制系统,根据待成形工件需要压边力和成形力来设置压边线圈和 成形线圈有关参数,然后给液压动力驱动导向伸缩机构的油缸伸出产生电磁力使待成形工 件变形至模具成形。
[0007]可选地,对于一次不能完全成形而需要多次成形的待成形工件,通过液压动力驱 动导向伸缩机构的油缸,调节成形线圈的相应位置,然后再重复上次通电过程,直至工件成 形完成。
[0008]可选地,通过驱动导向伸缩机构的油缸,可灵活调节成形线圈的位置,即每个成形 线圈的位置均可通过其对应的油缸灵活调节。
[0009]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,具有以下有益效 果:
[0010]本发明提供的柔性模块式电磁成形工装系统与传统液压机相比,通过结合电磁成 形自身所具有的可惯性约束特点,即在电磁成形过程中,成形力是脉冲力,虽然其幅值高达 几十上百吨,但由于其作用时间短,一般仅为几百微秒或者几个毫秒,因此其冲量并不大, 通过在成形线圈上堆放较重的重物即可实现惯性约束,可以大幅降低液压机载荷配置,从 而显著降低压力机的制造成本和装配难度;通过布置在活动横梁的导向伸缩机构,可以方 便的调节电磁成形体高度,一方面便于更换模具、线圈、工件等,另一方面可通过成形变化 来调整电磁成形体与模具间的相对位置,从而可实现多次成形;采用上横梁与主油缸连接, 通过油缸来调整活动横梁的压力,因此可以防止活动横梁过载的发生,避免损坏模具和电 磁成形设备,从而延长电磁成形设备和模具的使用寿命;通过改变电磁成形体尺寸及位置 变化,并配置不同的模具可成形多种形状工件,改变传统单台压力机成形品种单一的问题。
附图说明 图1为本发明提供的柔性模块式电磁成形工装系统结构示意图。 具体实施方式
[0012] 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。
[0013] 图1为本发明提供的柔性模块式电磁成形工装系统结构示意图,如图1所示,包括: 主油缸1、上横梁2、导向伸缩机构3、立柱和锁母4、活动横梁5、配重块6、成形线圈7、压边线 圈8、模具10以及底座11。
[0014] 模具10放置在底座11的上方,底座11上垂直固定两个立柱,活动横梁5被两个立柱 贯穿且可沿着两个立柱的竖直方向活动,上横梁2固定在立柱的顶端,且活动横梁5位于上 横梁2和模具10之间,主油缸1分别固定在上横梁2的两端且低端与活动横梁5连接,用于控 制活动横梁5上下移动,导向伸缩机构3包括多个油缸,均固定在活动横梁5上,且与模具10 外围对应的两个油缸的底部分别连接有压边线圈8,模具10的腔型上方对应的油缸均连接 有配重块6和成形线圈7,成形线圈7均放置在配重块6的下端;压边线圈8用于放电产生电磁 力以固定待成形工件9的边缘位置,成形线圈7用于为待成形工件9产生成形力,驱动待成形 工件9变形至模具成形。
[0015]其中,立柱和锁母4用于固定上横梁和底座及活动横梁竖直滑动的水平定位,配重 块6和成形线圈7又可称为电磁成形体。
[0016]其工作过程如下:当进行工件成形时,首先,开启液压控制系统,由主油缸1回收带 动活动横梁5、再由活动横梁5的导向伸缩机构3带动电磁成形体6、7和压边线圈8上移,腾出 空间;其次,放置需要的成形工件9在固定于底座11的模具10上面;第三,将刚才提起电磁成 形体6、7和压边线圈8放下,再利用导向伸缩机构3的油缸伸出,把成形线圈7和压边线圈8的 下平面调至同一水平面上,再将主油缸1伸出使压边线圈8贴住工件9,成形线圈7下平面刚 接触工件。最后,启动专用的脉冲电源及控制系统,根据成形工件需要压边力和成形力来设 置有关参数,然后给压边线圈8和成形线圈7。液压动力驱动导向伸缩机构3的油缸伸出产生 电磁力使工件一次成形。对于一次不能完全成形而需要多次成形的,通过液压动力驱动导 向伸缩机构3的油缸,调节成形线圈7的相应位置,然后再重复上次通电过程,直至工件成形 完成。
[0017]另外,对于一次不能完全成形而需要多次成形的待成形工件,通过液压动力驱动 导向伸缩机构3的油缸,调节成形线圈7的相应位置,然后再重复上次通电过程,直至工件成 形完成。
[0018] 具体地,通过驱动导向伸缩机构3的油缸,可灵活调节成形线圈7的位置,即每个成 形线圈7的位置均可通过其对应的油缸灵活调节。
[0019] 本发明的优点在于:与传统液压机相比,通过结合电磁成形自身所具有的可惯性 约束特点,可以大幅降低液压机载荷配置,从而显著降低压力机的制造成本和装配难度;通 过布置在活动横梁的导向伸缩机构,可以方便的调节电磁成形体高度,一方面便于更换模 具、线圈、工件等,另一方面可通过成形变化来调整电磁成形体与模具间的相对位置,从而 可实现多次成形;采用上横梁与主油缸连接,通过油缸来调整活动横梁的压力,因此可以防 止活动横梁过载的发生,避免损坏模具和电磁成形设备,从而延长电磁成形设备和模具的 使用寿命;通过改变电磁成形体模块及位置变化,并配置不同的模具可成形多种形状工件, 改变传统单台压力机成形品种单一的问题。
[0020] 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子而已,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 (5)

1. 一种柔性模块式电磁成形工装系统,其特征在于,包括:主油缸(1)、上横梁(2)、导向 伸缩机构(3)、活动横梁(5)、配重块(6)、成形线圈(7)、压边线圈(8)、模具(10)以及底座 (11); 所述模具(10)放置在所述底座(11)的上方,所述底座(11)两侧垂直固定两个立柱,所 述活动横梁(5)被所述两个立柱贯穿且可沿着两个立柱的方向活动,所述上横梁(2)固定在 所述两个立柱的顶端,且所述活动横梁(5)位于所述上横梁(2)和模具(10)之间,所述主油 缸⑴为两个,分别固定在所述上横梁⑵的两端且低端与所述活动横梁(5)连接,用于控制 所述活动横梁(5)上下移动,所述导向伸缩机构(3)包括多个油缸,均固定在所述活动横梁 (5)上,且与所述模具(10)外围对应的两个油缸的底部分别连接有压边线圈(8),所述模具 (10)的腔型上方对应的油缸均连接有配重块(6)和成形线圈(7),所述成形线圈(7)均放置 在所述配重块⑹的下端;所述压边线圈⑻用于放电产生电磁力以固定待成形工件的边缘 位置,所述成形线圈(7)用于为待成形工件产生成形力,驱动所述待成形工件变形至模具成 形。
2. 根据权利要求1所述的柔性模块式电磁成形工装系统,其特征在于,当对待成形的工 件进行工件成形时,开启液压控制系统,由主油缸(1)回收带动活动横梁(5)、再由活动横梁 (5)带动导向伸缩机构⑶下方的配重块(6)、成形线圈⑺及压边线圈⑻上移,腾出空间; 当待成形工件固定在模具(10)上面后,通过控制主油缸(1)以将刚才提起配重块(6)、成形 线圈⑺及压边线圈(8)放下,再利用导向伸缩机构⑶的油缸伸出,把成形线圈⑺和压边 线圈(8)的下平面调至同一水平面上,再将主油缸(1)伸出使压边线圈(8)贴住待成形工件, 成形线圈⑺下平面刚接触工件,启动专用的脉冲电源及控制系统,根据待成形工件需要压 边力和成形力来设置压边线圈⑻和成形线圈⑺有关参数,然后给液压动力驱动导向伸缩 机构⑶的油缸伸出产生电磁力使待成形工件变形至模具(10)成形。
3.根据权利要求2所述的柔性模块式电磁成形工装系统,其特征在于,对于一次不能完 全成形而需要多次成形的待成形工件,通过液压动力驱动导向伸缩机构⑶的油缸,调节成 形线圈(7)的相应位置,然后再重复上次通电过程,直至工件成形完成。
4.根据权利要求1至3任一项所述的柔性模块式电磁成形工装系统,其特征在于,通过 驱动导向伸缩机构⑶的油缸,可灵活调节成形线圈⑺的位置,即每个成形线圈⑺的位置 均可通过其对应的油缸灵活调节。
5.根据权利要求1至4任一项所述的柔性模块式电磁成形工装系统,其特征在于,通过 更换不同的成形线圈(7)和配重块(6)的组合模块,并配置不同的模具可实现对不同工件尺 寸工件的成形。
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