CN111842586A - 一种铝合金波纹管电磁脉冲成形方法及装置 - Google Patents

一种铝合金波纹管电磁脉冲成形方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111842586A
CN111842586A CN202010560357.0A CN202010560357A CN111842586A CN 111842586 A CN111842586 A CN 111842586A CN 202010560357 A CN202010560357 A CN 202010560357A CN 111842586 A CN111842586 A CN 111842586A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lead screw
coil
corrugated pipe
forming device
aluminum alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010560357.0A
Other languages
English (en)
Inventor
王煜
胡蓝
肖冰娥
王建光
张志超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Aerospace Equipments Manufacturer Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Aerospace Equipments Manufacturer Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Aerospace Equipments Manufacturer Co Ltd filed Critical Shanghai Aerospace Equipments Manufacturer Co Ltd
Priority to CN202010560357.0A priority Critical patent/CN111842586A/zh
Publication of CN111842586A publication Critical patent/CN111842586A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D15/00—Corrugating tubes
    • B21D15/04—Corrugating tubes transversely, e.g. helically
    • B21D15/06—Corrugating tubes transversely, e.g. helically annularly
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/14—Shaping 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

本发明提供了一种铝合金波纹管电磁脉冲成形方法及装置，包括下模固定连接在下模座板上，垫块分别固定连接在所述下模座板的左右两端，丝杠固定座和丝杠支撑座分别固定连接在不同的所述垫块上，步进电机固定连接在所述丝杠固定座上，丝杠两端通过所述丝杠固定座和所述丝杠支撑座固定，所述丝杠穿过线圈，所述线圈与电磁成形装置连接，所述电磁成形装置通过所述线圈对所述丝杠形成高压脉冲电流，上模设置在所述线圈上端。提高材料的成形极限，能简化工序，一次成形就能完成一个波段或几个波段成形；简化成形工装，仅需满足开合模的小型压力机类装置，仅需对应局部特征的单面模具；成形零件表面质量较好，无划痕，成品率高，生产效率高。

Description

一种铝合金波纹管电磁脉冲成形方法及装置
技术领域
本发明涉及金属管塑性成形制造领域，特别是涉及一种铝合金波纹管的电磁成形领域。
背景技术
金属波纹管具有轴向、角向与横向变形能力以及受力—变形特性和几何形状周期改变特性，广泛用于仪表、航空、航天、电力、冶金、石油、化工、建筑、机车等行业部门，常用于补偿原件，柔性连接件和换热元件。典型的铝合金波纹管如附图1所示。目前主要的成形方法有：液压胀形、机械胀形、橡胶胀形、辊压成形、波纹管卷制成形和膜片环焊接成形。
从成形结果上来看，液压胀形的减薄速度大于塑性成形速度，压力控制不好会很容易发生破裂，使用中波谷处易发生断裂。机械胀形和橡胶胀形的成形速度慢，辊压成形会在管表面形成冷硬化层，造成较大的残余应力，管表面的机械损伤严重，波谷与波峰的减薄量不均匀，致使零件难以达到成形要求，生产效率低，废品率高，成本高，工人劳动强度大。
基于以上原因，本发明提出了波纹管电磁脉冲成形方法，本发明特别涉及各种成形难度大、成形质量要求较高的波纹管成形方法。用本方法成形波纹管，不会出现常规波纹管成形的缺陷，成形质量易控制，工艺工装简单易操作。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明采用电磁成形方法对金属波纹管成形，针对电磁成形波纹管方法实现了一次装模成形和多次开合模成形。简化了传统成形的工装及模具，简化了传统成形工序及降低了成本，提高了波纹管的成形质量。
一种铝合金波纹管电磁脉冲成形装置，包括下模(17)固定连接在下模座板(11)上，垫块(10)分别固定连接在所述下模座板(11)的左右两端，丝杠固定座(4)和丝杠支撑座(9)分别固定连接在不同的所述垫块(10)上，步进电机(3)固定连接在所述丝杠固定座(4)上，丝杠(8)两端通过所述丝杠固定座(4)和所述丝杠支撑座(9)固定，所述丝杠(8)穿过线圈(7)，所述线圈(7)与电磁成形装置(12)连接，所述电磁成形装置(12)通过所述线圈(7)对所述丝杠(8)形成高压脉冲电流，上模(2)设置在所述线圈(7)上端，所述上模(2)与所述下模(17)配合用于固定调整胚料(6)。
优选的，所述上模(2)固定连接在上模坐板(1)上。
优选的，所述上模坐板(1)四角处设置有导套(5)。
优选的，所述下模座板(11)四角处设置有导柱(18)。
优选的，所述导套(5)与所述导柱(18)套接支撑所述上模坐板(1)和所述下模座板(11)。
优选的，所述丝杠固定座(4)上设置有步进电机固定孔，用于固定所述步进电机(3)。
优选的，所述电磁成形装置(12)包括充电开关(13)、放电开关(14)、电容器(15)、充电电源(16)；所述放电开关(14)处于常开状态，当高压脉冲所述电容器(15)被充电到预置电压时，断开所述充电开关(13)，闭合所述放电开关(14)，则放电回路导通，所述电容器(15)经所述线圈(7)放电。
优选的，所述装置安放在上下开模的液压机上。
一种铝合金波纹管电磁脉冲成形方法，所述成形操作步骤如下：
开模：由步进电机(3)带动线圈(7)移动到丝杠固定座(4)端，液压机开模；
安装胚料：拆下丝杠支撑座(9)和所述丝杠支撑座(9)下的垫块(10)，由所述丝杠支撑座(9)端穿入坯料(6)，安装回所述丝杠支撑座(9)和所述丝杠支撑座(9)下的垫块(10)；
合模：所述步进电机(3)带动所述线圈(7)移动到待加工位置；操作电磁成形装置(12)对所述线圈(7)进行放电，所述坯料(6)在电磁场作用下发生周向变形和运动，直至贴模；
开模：拆解下所述丝杠支撑座(9)和所述丝杠支撑座(9)下的垫块(10)，取出所述胚料(6)。
本发明与现有技术相比有益效果为：
1)电磁脉冲成形波纹管可以提高波纹管的成形质量，尤其解决难变形材料(如铝合金)波纹管成形难度大、工装结构复杂、加工成本高等问题。
2)电磁成形所需要的工装比传统的波纹管成形工装简单，仅使用凹模，无需润滑和密封，工艺参数单一易控，表面质量佳。
3)当管坯的长度及口径过大时，本发明的优势更突出。
附图说明
图1为本发明所加工的产品示意图；
图2为本发明铝合金波纹管电磁脉冲成形装置示意图；
其中：1—上模坐板；2—上模；3—步进电机；4—丝杠固定座；5—导套；6—坯料；7—线圈；8—丝杠；9—丝杠支撑座；10—垫块；11—下模座板；12—电磁成形装置；13—充电开关；14—放电开关；15—电容器；16—充电电源；17—下模；18—导柱。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明技术方案进行详细说明。
附图2中上模2通过螺栓固连在上模坐板1上，下模17通过螺栓固连在下模座板11上，上模坐板1四角处设置有导套5，下模座板11四角处设置有导柱18，垫块10共两块通过螺栓固连在下模坐板11左右两端，丝杠固定座4和丝杠支撑座9分别通过螺栓固连在垫块10上，丝杠8固定丝杠固定座4上，丝杠固定座4上设置有步进电机固定孔，步进电机3通过螺栓固连在丝杠固定座4上的步进电机固定孔上，丝杠8安放在丝杠固定座4和丝杠支撑座9之间，线圈7穿在丝杠8上。线圈7与电磁成形装置12通过引线连接。整套装置安放在上下开模的液压机上。
铝合金波纹管，长度1440mm，口径256mm，波型Ω型，整体无焊缝，采用原始毛坯管材：1600×256×2mm，材料为LF6-M。
1.原材料锯切定尺，按工艺要求锯切长度为1600mm的毛坯管材。
2.在工装上装夹固定毛坯管。
3.控制步进电机带动线圈移动到丝杠固定座4端，液压机开模。
4.拆解下丝杠支撑座9和丝杠支撑座9下的垫块10。
5.由丝杠支撑座9端穿入坯料6，并安装回丝杠支撑座9及丝杠支撑座9下的垫块10。
6.液压机合模。
7.步进电机3带动线圈7移动到待加工位置。
8.操作电磁成形装置12进行加工。通过电磁成形设备通过线圈进行放电，在线圈中通过高压脉冲大电流。电磁成形设备中C是用于储存电能的高压脉冲电容器组，K是间隙开关，处于常开状态。当高压脉冲电容器组C被充电到预置电压时，断开充电回路，闭合间隙开关K，则放电回路导通，电容器组C经线圈放电，产生衰减震荡脉冲大电流I和与之对应的瞬态变化磁场。根据电磁感应原理，上述放电过程会在管件变形区产生与线圈电流I相对应的感应电流。变形区的感应电流也会产生感应磁场。线圈电流磁场和耦合电流磁场在线圈与管件变形区之间增强，通过与耦合电流作用，产生作用于管件变形区的法向脉冲磁场力。管件变形区在这个法向力作用下发生周向变形和运动，直至贴模。
9.控制步进电机3带动线圈7移动到下一待加工位置。
10.循环第6、第7步，从管的一端加工到另一端，直至加工完毕。
11.液压机开模。
12.拆解下丝杠支撑座9和丝杠支撑座下的垫块10。
13.取出工件。
以上详细描述了本发明的具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种铝合金波纹管电磁脉冲成形装置，其特征在于，包括下模（17）固定连接在下模座板（11）上，垫块（10）分别固定连接在所述下模座板（11）的左右两端，丝杠固定座（4）和丝杠支撑座（9）分别固定连接在不同的所述垫块（10）上，步进电机（3）固定连接在所述丝杠固定座（4）上，丝杠（8）两端通过所述丝杠固定座（4）和所述丝杠支撑座（9）固定，所述丝杠（8）穿过线圈（7），所述线圈（7）与电磁成形装置（12）连接，所述电磁成形装置（12）通过所述线圈（7）对所述丝杠（8）形成高压脉冲电流，上模（2）设置在所述线圈（7）上端，所述上模（2）与所述下模（17）配合用于固定调整胚料（6）。
2.如权利要求1所述的铝合金波纹管电磁脉冲成形装置，其特征在于，所述上模（2）固定连接在上模坐板（1）上。
3.如权利要求2所述的铝合金波纹管电磁脉冲成形装置，其特征在于，所述上模坐板（1）四角处设置有导套（5）。
4.如权利要求1所述的铝合金波纹管电磁脉冲成形装置，其特征在于，所述下模座板（11）四角处设置有导柱（18）。
5.如权利要求3或4所述的铝合金波纹管电磁脉冲成形装置，其特征在于，所述导套（5）与所述导柱（18）套接支撑所述上模坐板（1）和所述下模座板（11）。
6.如权利要求1所述的铝合金波纹管电磁脉冲成形装置，其特征在于，所述丝杠固定座（4）上设置有步进电机固定孔，用于固定所述步进电机（3）。
7.如权利要求1所述的铝合金波纹管电磁脉冲成形装置，其特征在于，所述电磁成形装置（12）包括充电开关（13）、放电开关（14）、电容器（15）、充电电源（16）；所述放电开关（14）处于常开状态，当高压脉冲所述电容器（15）被充电到预置电压时，断开所述充电开关（13），闭合所述放电开关（14），则放电回路导通，所述电容器（15）经所述线圈（7）放电。
8.如权利要求1所述的铝合金波纹管电磁脉冲成形装置，其特征在于，所述装置安放在上下开模的液压机上。
9.一种铝合金波纹管电磁脉冲成形方法，其特征在于，所述成形操作步骤如下：
开模：由步进电机（3）带动线圈（7）移动到丝杠固定座（4）端，液压机开模；
安装胚料：拆下丝杠支撑座（9）和所述丝杠支撑座（9）下的垫块（10），由所述丝杠支撑座（9）端穿入坯料（6），安装回所述丝杠支撑座（9）和所述丝杠支撑座（9）下的垫块（10）；
合模：所述步进电机（3）带动所述线圈（7）移动到待加工位置；操作电磁成形装置（12）对所述线圈（7）进行放电，所述坯料（6）在电磁场作用下发生周向变形和运动，直至贴模；
开模：拆解下所述丝杠支撑座（9）和所述丝杠支撑座（9）下的垫块（10），取出所述胚料（6）。
CN202010560357.0A 2020-06-18 2020-06-18 一种铝合金波纹管电磁脉冲成形方法及装置 Pending CN111842586A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010560357.0A CN111842586A (zh) 2020-06-18 2020-06-18 一种铝合金波纹管电磁脉冲成形方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010560357.0A CN111842586A (zh) 2020-06-18 2020-06-18 一种铝合金波纹管电磁脉冲成形方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111842586A true CN111842586A (zh) 2020-10-30

Family

ID=72986268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010560357.0A Pending CN111842586A (zh) 2020-06-18 2020-06-18 一种铝合金波纹管电磁脉冲成形方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111842586A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113182446A (zh) * 2021-05-13 2021-07-30 中南大学 一种电流辅助的金属管件电磁成形装置及成形方法
CN113664360A (zh) * 2021-10-22 2021-11-19 湖南大学 一种用于双层圆管的磁脉冲连接装置、方法及电涡流阻尼器
CN113909369A (zh) * 2021-11-09 2022-01-11 核工业理化工程研究院 单波波纹管电磁成型方法
CN114226537A (zh) * 2021-12-15 2022-03-25 哈尔滨工业大学 薄壁金属环形壳体件的渐进式磁脉冲成形方法及装置
CN114798888A (zh) * 2022-04-02 2022-07-29 南京航空航天大学 一种无扩口管路连接的磁流变弹性体胀形装置及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5964127A (en) * 1997-04-12 1999-10-12 Magnet-Physik Dr. Steingroever Gmbh Process and apparatus for manufacturing metallic hollow bodies with structural bulges
US20060107715A1 (en) * 2002-09-27 2006-05-25 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Process for producing tubular ring with beads and die for use therein
CN103978086A (zh) * 2014-05-28 2014-08-13 湘潭大学 一种采用电磁预变成形技术加工波纹状管件的工艺
CN110000271A (zh) * 2019-05-21 2019-07-12 哈尔滨工业大学 一种波纹管电磁脉冲成形装置及方法
CN110052526A (zh) * 2019-05-21 2019-07-26 哈尔滨工业大学 一种螺纹管加工装置及其加工方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5964127A (en) * 1997-04-12 1999-10-12 Magnet-Physik Dr. Steingroever Gmbh Process and apparatus for manufacturing metallic hollow bodies with structural bulges
US20060107715A1 (en) * 2002-09-27 2006-05-25 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Process for producing tubular ring with beads and die for use therein
CN103978086A (zh) * 2014-05-28 2014-08-13 湘潭大学 一种采用电磁预变成形技术加工波纹状管件的工艺
CN110000271A (zh) * 2019-05-21 2019-07-12 哈尔滨工业大学 一种波纹管电磁脉冲成形装置及方法
CN110052526A (zh) * 2019-05-21 2019-07-26 哈尔滨工业大学 一种螺纹管加工装置及其加工方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113182446A (zh) * 2021-05-13 2021-07-30 中南大学 一种电流辅助的金属管件电磁成形装置及成形方法
CN113664360A (zh) * 2021-10-22 2021-11-19 湖南大学 一种用于双层圆管的磁脉冲连接装置、方法及电涡流阻尼器
CN113664360B (zh) * 2021-10-22 2022-02-08 湖南大学 一种用于双层圆管的磁脉冲连接装置、方法及电涡流阻尼器
CN113909369A (zh) * 2021-11-09 2022-01-11 核工业理化工程研究院 单波波纹管电磁成型方法
CN113909369B (zh) * 2021-11-09 2024-03-19 核工业理化工程研究院 单波波纹管电磁成型方法
CN114226537A (zh) * 2021-12-15 2022-03-25 哈尔滨工业大学 薄壁金属环形壳体件的渐进式磁脉冲成形方法及装置
CN114226537B (zh) * 2021-12-15 2024-05-17 哈尔滨工业大学 薄壁金属环形壳体件的渐进式磁脉冲成形方法及装置
CN114798888A (zh) * 2022-04-02 2022-07-29 南京航空航天大学 一种无扩口管路连接的磁流变弹性体胀形装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111842586A (zh) 一种铝合金波纹管电磁脉冲成形方法及装置
CN104785621B (zh) 一种大型薄壁件的拉形和电磁复合渐进成形方法及装置
US3509754A (en) Method and apparatus for deep drawing metal
CN108480411B (zh) 一种镁合金带筋筒形件强塑变挤压成形装置及方法
CN110000271B (zh) 一种波纹管电磁脉冲成形装置及方法
CN108543847B (zh) 一种提高板材翻孔极限和质量的电磁成形装置及方法
CN101486060B (zh) 高强度钢零件的热成形和冲孔一体化工艺及模具
CN108372223A (zh) 一种薄壁曲母线形零件的旋压成形方法
CN108994135B (zh) 一种热成形淬火一体化成形方法
CN102125953A (zh) 一种双工位变截面异形管件胀形机
CN114769757B (zh) 一种用于加工孔结构的电解加工方法
EP0353231B1 (en) Process and apparatus for forging one piece track roller rim
CN101486062B (zh) 高强度钢零件的热成形和切边一体化工艺及模具
CN106216467B (zh) 一种复杂弧形筒加工装置及其方法
CN117225893A (zh) 一种管材电流辅助内压轧制成形装置及方法
WO2003033187A1 (en) Hydraulic pressure forming using a self aligning and activating die system
CN117225974A (zh) 一种附加气压辅助的异形薄壁管件热成形装置与方法
CN109772969B (zh) 一种金属波纹管成形装置与方法
CN103433367B (zh) 钛合金矩形截面环形件的热胀形成形方法
CN110125301A (zh) 一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具以及锻压方法
CN103433366A (zh) 铝合金矩形截面环形件热胀形成异形截面环形件的方法
CN102500707A (zh) 铝合金矩形环轧件热胀形成形为异形环件的方法
CN113477796B (zh) 一种用于单点渐进成形的柔性支撑装置及成形方法
CN201913147U (zh) 一种双工位变截面异形管件胀形机
CN103447378B (zh) 轴承钢矩形截面环形件的热胀形成形方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201030