CN115602408A - 一种外置集磁器及电磁成形装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外置集磁器及电磁成形装置，集磁器上有两个通孔，第一通孔用于放置线圈，第二通孔用于放置待加工工件，第一通孔和第二通孔之间有缝隙；集磁器可使被加工的工件位于线圈外部，实现集磁器的可开合，方便工件拿取；电磁成形装置由外置集磁器和线圈组成，两个或多个电磁成形装置之间可以相互配合，实现磁场的叠加，提高加工效果。

Description

一种外置集磁器及电磁成形装置

技术领域

本发明属于材料成形技术领域，具体涉及一种外置集磁器及电磁成形装置。

背景技术

电磁脉冲成形是一种利用电磁能对金属工件进行加工的技术。成形过程中，放电设备对线圈放电，线圈内部会产生强磁场。由于电磁感应，工件内部感应出电流，在磁场中受到电磁力的作用，发生变形。

为提高成形效果，电磁成形装置往往在线圈内部放置集磁器，需成形的工件位于集磁器工作区域内。线圈中有电流流过时，首先会在集磁器中感应出电流，集磁器使感应电流更加集中，在工作区内产生更强的磁场。

电磁成形效果和线圈寿命是电磁成形设备设计时需要考虑的重要因素。现有电磁成形设备大多只有一个线圈，集磁器位于线圈内部。为增大成形效果，线圈中需流过很大的电流，致使线圈由于机械强度不高而发生变形，线圈寿命不长，且位于线圈内部的集磁器外形多为圆柱状，装置不易固定、无法实现对异形工件的加工，应用场景受到限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种外置集磁器及电磁成形装置，用于解决电磁成形线圈机械强度不足、应用范围小的技术问题。

本发明采用以下技术方案：

一种外置集磁器，包括装置本体，装置本体上间隔设置有第一通孔和第二通孔，第一通孔用于产生电流，第二通孔用于放置待加工工件，第一通孔和第二通孔之间设置有缝隙。

具体的，缝隙贯通第一通孔与第二通孔设置。

具体的，第二通孔的长度小于第一通孔的长度。

具体的，沿装置本体的轴向设置有连接部，将装置本体分为第一本体和第二本体。

进一步的，第二通孔靠近连接部一侧的装置本体上设置有凹槽。

本发明的另一技术方案是，一种电磁成形装置，包括外置集磁器，外置集磁器的第一通孔内设置有线圈。

具体的，线圈采用扁铜线绕制方式设置在第一通孔内，线圈的外部缠绕不导电的纤维复合材料。

具体的，线圈采用Bitter线圈方式设置在第一通孔内。

具体的，外置集磁器包括多个。

进一步的，每个外置集磁器的第二通孔同心设置。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

一种外置集磁器，第一通孔和第二通孔之间设置有缝隙，使得线圈感应出的电流能在第一通孔和第二通孔之间形成环流，实现了改变电流分布的目的。当环流流过第二通孔附近区域时，在第二通孔的区域内产生磁场，以增强集磁器工作区内的磁场，由于集磁器位于线圈外部，相较于位于线圈内部的集磁器，外置集磁器体积较大，外形的变化不影响外置集磁器的使用效果，可根据应用场景改变外形，应用范围广。

进一步的，缝隙在轴向上贯通，阻止电流从缝隙处流过。

进一步的，第二通孔的长度小于第一通孔的长度，使线圈感应出的电流在第二通孔处集中，产生强磁场。

进一步的，集磁器可分为两部分，实现集磁器的可打开，可打开结构不会影响集磁器的效果，在对较长的工件进行加工时，可以方便工件拿取。

进一步的，由于趋肤效应，外置集磁器可开合接触部分往往有很高的电流密度，易造成触点焊接，开有凹槽能够有效防止了该风险。

一种电磁成形装置，集磁器位于线圈外部，集磁器的外形可灵活设计，均可起到较好的集磁效果，线圈在集磁器第一通孔内部，该结构使线圈中流过电流时，在集磁器中能够产生感应电流，以便于待加工工件在集磁器工作区中的电磁成形。

进一步的，线圈采用扁铜线绕制方式，外部缠绕不导电的纤维复合材料进行加固，提高线圈的强度以及寿命。

进一步的，线圈采用Bitter线圈形式，提高线圈的强度以及寿命。

进一步的，电磁成形装置可单独使用，也可以相互配合使用，实现多个电磁成形装置的磁场叠加，在加工效果相同时，多个电磁成形装置共同工作，每个装置的线圈中流过的电流比单个装置工作时线圈中的电流小，能够极大提高线圈的使用寿命。

进一步的，两个或多个外置集磁器的第二通孔同心设置，上下放置，实现两个或多个电磁成形装置磁场的叠加。

综上所述，本发明能够增强集磁器工作区内的磁场，同时提高装置使用寿命。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明可打开式外置集磁器示意图；

图2为本发明一体式外置集磁器示意图；

图3为本发明电磁成形装置示意图，其中，(a)为整体图，(b)为剖视图；

图4为本发明外置集磁器原理图；

图5为本发明两个电磁成形装置配合示意图，其中，(a)为整体图，(b)剖视图。

其中：3.缝隙；4.外置集磁器；401.第一通孔；402.第二通孔；5.线圈；6.连接部；7.凹槽；8.间隙。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

本发明提供了一种外置集磁器及电磁成形装置，集磁器上有两个通孔，第一通孔用于放置线圈，第二通孔用于放置所需加工的工件，第一通孔和第二通孔之间有缝隙；集磁器可使被加工工件位于线圈外部，实现集磁器的可开合，方便工件拿取；电磁成形装置由外置集磁器和线圈组成，两个或多个电磁成形装置之间可以相互配合，实现磁场的叠加，提高加工效果。

请参阅图1，本发明一种外置集磁器，包括装置本体，装置本体为可打开式结构，包括位于装置本体中心处的连接部6，装置本体能够从连接部6处分开，分离成第一本体和第二本体，方便工件拿取，连接部6闭合时，装置本体的第一本体和第二本体贴合在一起，电流从连接部6处流过，装置本体上间隔设置有第一通孔401和第二通孔402，第一通孔401用于放置线圈5，第二通孔402用于放置待加工工件；第一通孔401和第二通孔402之间设置有缝隙3，缝隙3贯通第一通孔401与第二通孔402设置，缝隙3的宽度为1mm，缝隙之间的空气在装置通电时不被击穿。

其中，装置本体在靠近第二通孔402的连接处开有凹槽7，能够避免运行过程中产生的触点焊接，凹槽7的缝隙宽度为1～3mm，第一本体和第二本体之间在凹槽7处不接触。

请参阅图2，装置本体为一体式结构，第一通孔401和第二通孔402之间设置有缝隙3，缝隙3沿轴向上贯通设置，能够阻止电流从缝隙3处流过。

第二通孔402的长度小于第一通孔401的长度，能够使线圈5感应出的电流在第二通孔402处集中。

请参阅图3，本发明一种电磁成形装置，可用于工件的成形、焊接、冲压；包括外置集磁器4和线圈5；线圈5设置在外置集磁器4的第一通孔401内。

其中，线圈5采用扁铜线绕制方式，外部缠绕不导电的纤维复合材料进行加固。或采用Bitter线圈形式，提高线圈的强度以及寿命。

本发明的电磁成形装置能够单独使用，也可以相互配合使用，使两个或多个外置集磁器4的第二通孔402同心设置，实现两个或多个电磁成形装置磁场的叠加。

请参阅图4，本发明电磁成形装置的原理图具体为：

图4中箭头为电流的流动方向，当线圈5中流过电流时，外置集磁器4中产生感应电流，由于缝隙3的存在，感应电流在第一通孔401和第二通孔402周围形成环流，在第二通孔402中感应出强磁场，待加工工件在电磁力的作用下发生形变。

请参阅图5，本发明的的电磁成形装置可以两个或多个之间相互配合。使两个或多个电磁成形装置的第二通孔402同心，之间存在间隙8。间隙8保证了电流只在每个电磁成形装置内流动，每个电磁成形装置之间的电流相互影响很小，但在第二通孔402内部，磁场可以相互叠加。两个或多个电磁成形装置相互配合工作，使得在线圈5中流过更小电流的情况下，达到第二通孔402中磁感应强度相同的目的，实现相同的加工效果。此时线圈5不易发生变形，寿命极大提高。

本发明外置集磁器及电磁成形装置对管件电磁加工的具体实施步骤如下：

实施例1

将线圈5放于外置集磁器4的第一通孔401内部，线圈5与外置集磁器4不接触，电气上不连接；

线圈5与外部电路连接，外部电路通过电容器对线圈5放电，外部电路的开通通过气体开关控制；

在第二通孔402内部放入需要加工的金属管件，金属管件的材料可以为铜、铝等。金属管件放置完成后，导通外部电路的气体开关，电路中有电流流过，线圈5在大电流的作用下使外置集磁器4中产生感应电流，感应电流在第二通孔402中产生强磁场，使金属管件在电磁力的作用下发生变形，加工完成。

加工完成后在连接部6处将外置集磁器4打开，取出金属管件。

实施例2

将线圈5放于外置集磁器4的第一通孔401内部，线圈5与外置集磁器4不接触，电气上不连接；

将两个外置集磁器4的第二通孔402同心放置，构成金属管件加工的工作区。

线圈5与外部电路连接，两个线圈5相互并联，外部电路通过电容器对线圈5放电，外部电路的开通通过气体开关控制；

在第二通孔402内部放入需要加工的金属管件，金属管件的材料可以为铜、铝等。金属管件放置完成后，导通外部电路的气体开关，电路中有电流流过，线圈5在大电流的作用下使外置集磁器4中产生感应电流，感应电流在第二通孔402中产生强磁场，使金属管件在电磁力的作用下发生变形，加工完成。

加工完成后在连接部6处将两个外置集磁器4打开，取出金属管件。

综上所述，本发明一种外置集磁器及电磁成形装置，集磁器位于线圈外部，使集磁器外轮廓结构可根据具体应用场景调整，且外置集磁器机械强度高，使用寿命长。根据外置集磁器的特点，外置集磁器可采用可开合结构，分成能够开合的两部分，便于工件的加工。外置集磁器可实现两个或多个集磁器之间的相互配合，在线圈内部电流更小时能够实现与单个集磁器相同的加工效果。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种外置集磁器，其特征在于，包括装置本体，装置本体上间隔设置有第一通孔(401)和第二通孔(402)，第一通孔(401)用于产生电流，第二通孔(402)用于放置待加工工件，第一通孔(401)和第二通孔(402)之间设置有缝隙(3)。

2.根据权利要求1所述的外置集磁器，其特征在于，缝隙(3)贯通第一通孔(401)与第二通孔(402)设置。

3.根据权利要求1所述的外置集磁器，其特征在于，第二通孔(402)的长度小于第一通孔(401)的长度。

4.根据权利要求1或2或3所述的外置集磁器，其特征在于，沿装置本体的轴向设置有连接部(6)，将装置本体分为第一本体和第二本体。

5.根据权利要求4所述的外置集磁器，其特征在于，第二通孔(402)靠近连接部(6)一侧的装置本体上设置有凹槽(7)，第一本体和第二本体与凹槽(7)不接触。

6.一种电磁成形装置，其特征在于，包括权利要求1至5中任一项所述的外置集磁器(4)，外置集磁器(4)的第一通孔(401)内设置有线圈(5)。

7.根据权利要求6所述的电磁成形装置，其特征在于，线圈(5)采用扁铜线绕制方式设置在第一通孔(401)内，线圈(5)的外部缠绕不导电的纤维复合材料。

8.根据权利要求6所述的电磁成形装置，其特征在于，线圈(5)采用Bitter线圈方式设置在第一通孔(401)内。

9.根据权利要求6或7或8所述的电磁成形装置，其特征在于，外置集磁器(4)包括多个。

10.根据权利要求9所述的电磁成形装置，其特征在于，每个外置集磁器(4)的第二通孔(402)同心设置。

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