CN209465519U - 一种提高电磁成形电磁力装置 - Google Patents

Abstract

一种提高电磁成形电磁力装置，包括驱动线圈，所述驱动线圈并联有两套电容电源：第一电容电源、第二电容电源；第一电容电源用于提供正向脉冲电流；第二电容电源用于提供反向脉冲电流；所述第二电容电源与驱动线圈之间串联有延时开关；所述第一电容电源与驱动线圈之间串联有控制开关；所述第二电容电源两端并联有续流回路，所述续流回路包括串联连接的续流二极管、续流电阻。本实用新型采用两套电容电源，一套延时开关进行时序配合使用，即可持续提高驱动线圈施加的电磁力，工件成形效果得到提升。且成形装置中的能量可得到重复利用，又可减少反复充放电次数对电容电源的工作寿命的影响。

Description

一种提高电磁成形电磁力装置

技术领域

本实用新型涉及一种提高电磁成形电磁力装置，应用于金属材料加工领域。

背景技术

航空航天、汽车工业等领域急需采用轻质合金实现轻量化，但是对于轻质合金材料的加工，传统机械加工并不能达到理想效果。为此，电磁成形作为一种新型高速率脉冲成形技术，可以解决轻质合金加工困难的问题，也随之扩大轻质合金工业应用，推进航空航天汽车工业等领域节能减排工作。电磁成形技术因其在轻质合金加工领域具有明显优势而得到广泛关注与深入研究。

首先，从电磁成形原理中可知，驱动线圈内部流入的脉冲电流由电容电源提供，脉冲电流呈震荡衰减状，所以第一个半波的电流幅值最大。且此时工件紧靠线圈，距离最小，耦合效果最佳，工件在此电流幅值第一次到0时可以达到其最大形变量，但是工件变形远离驱动线圈，且流入的电流逐渐衰减，耦合程度减弱，并不能持续提供足以使得工件变形的电磁力，部分区域受力不足或反弹导致成形效果不佳。再者，电容电源反复充放电对其工作寿命有极大的威胁，且大部分能量浪费未得到重复利用。

目前电磁成形过程中，往往是一个单线圈对板件进行单次施力成形，单次施力成形后，板件通常并不能达到理想的成形效果，部分区域受力不足或反弹导致贴模精度不佳；达到良好的成形效果要逐渐提高放电电压进行多次放电。但是多次充放电会影响电容电源的工作寿命。且更多的能量转化成热量消耗在系统中，能量没有最大程度被利用。

目前，电磁成形按加工工件类型，主要分为板材电磁成形和管件电磁成形，现有的电磁成形专利，如专利“一种改善电磁成形工件贴模性的装置与方法（CN107186039 A）”，需要进行线圈装置拆卸与移动，操作复杂，不适用于改善小型板件的贴模应用。

发明内容

本实用新型提出一种提高电磁成形电磁力装置，采用两套电容电源，一套延时开关进行时序配合使用，即可持续提高驱动线圈施加的电磁力，工件成形效果得到提升。且成形装置中的能量可得到重复利用，又可减少反复充放电次数对电容电源的工作寿命的影响。

本发明采取的技术方案为：

一种提高电磁成形电磁力装置，包括驱动线圈，所述驱动线圈并联有两套电容电源：第一电容电源、第二电容电源；

第一电容电源用于提供正向脉冲电流；

第二电容电源用于提供反向脉冲电流；

所述第二电容电源与驱动线圈之间串联有延时开关；

所述第一电容电源与驱动线圈之间串联有控制开关；

所述第二电容电源两端并联有续流回路，所述续流回路包括串联连接的续流二极管、续流电阻。

所述第一电容电源“+”极连接控制开关一端，控制开关另一端分别连接驱动线圈一端、延时开关一端，第一电容电源“-”极分别连接驱动线圈另一端、续流电阻另一端、第二电容电源“+”极，延时开关另一端分别连接续流二极管阳极、第二电容电源“-”极，续流二极管阴极连接续流电阻一端。

所述第一电容电源、第二电容电源均为高压脉冲电容器组电源。

本实用新型一种提高电磁成形电磁力装置，优点在于：

1.本实用新型为一种提高电磁成形电磁力装置，较之前的电磁成形，本次通过2套电容电源配合使用，减少多次放电对电容器工作寿命的危害。

2.本实用新型通过2套电容电源配合使用，重复利用第一电容电源的部分能量，使得能量的利用效率提高。

3.本实用新型可以在不拆卸电磁成形装置进行重复放电，可提高金属板件贴膜精度与成形效果。

4.本实用新型一次成形后驱动线圈配合集磁器进行二次放电成形。使得产生的电磁力集中，让工件成形效果变好。

5.本实用新型可应用与板件或管件电磁成形。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1 为本实用新型装置电路接线示意图一；

图2为本实用新型装置电路接线示意图二；

图3为本实用新型装置电路脉冲电流示意图。

1-第一电容电源；2-第二电容电源；3-延时开关； 4-驱动线圈；5-金属板件；6-具有凹型内壁的模具；7-续流二极管；8-续流电阻；9-控制开关。

11-第一电容电源提供的脉冲电流；12-第二电容电源提供的脉冲电流；13-叠加电流。

具体实施方式

一种提高电磁成形电磁力装置，包括驱动线圈4，所述驱动线圈4并联有两套电容电源：第一电容电源1、第二电容电源2；

第一电容电源1用于提供正向脉冲电流；

第二电容电源2用于提供反向脉冲电流；

所述第二电容电源2与驱动线圈4之间串联有延时开关3；

所述第一电容电源1与驱动线圈4之间串联有控制开关9；

所述第二电容电源2两端并联有续流回路，所述续流回路包括串联连接的续流二极管7、续流电阻8。

所述第一电容电源1“+”极连接控制开关9一端，控制开关9另一端分别连接驱动线圈4一端、延时开关3一端，第一电容电源1“-”极分别连接驱动线圈4另一端、续流电阻8另一端、第二电容电源2“+”极，延时开关3另一端分别连接续流二极管7阳极、第二电容电源2“-”极，续流二极管7阴极连接续流电阻8一端。

所述第一电容电源1、第二电容电源2均为高压脉冲电容器组电源,型号为MFO(D)5K002006。

实施例1：

一种提高板件电磁成形电磁力装置，如图1所示，具体步骤包括：

步骤一、将金属板件放置在具有凹面的模具上，进行压边处理，驱动线圈、模具与金属板件同轴紧贴放置；

步骤二，在驱动线圈并联2套电容电源，一套电容电源提供正向脉冲电流，另一套电容电源提供反向脉冲电流；

步骤三、串联一个延时开关在提供反向电流的电容电源与驱动线圈之间，并联一套续流回路装置在提供反向电流的电容电源两端，续流回路装置包括续流二极管与续流电阻；

步骤四、闭合放电开关，第一电容电源1首先对驱动线圈放电，产生脉冲电流，脉冲电流在金属工件中产生感应涡流，脉冲电流与感应涡流相互作用产生电磁力驱动金属板件变形；

步骤五，当脉冲电流为0时，延时开关导通，此时，第二电容电源2提供反向的脉冲电流，第一电容电源1反向充电提供反向电流，此时通入驱动线圈的叠加电流幅值增大，驱动线圈产生更强的磁场，金属板件上已变形却贴模效果不佳的区域会再次受到朝向凹模内壁的电磁力完成贴模，成形效果得到提升。

步骤六、当电压大于0时，续流二极管自动导通，其余的电流会经过续流二极管流入续流回路，最终能量在续流电阻上消耗殆尽。

实施例2：

一种提高管件电磁成形电磁力装置，具体步骤包括：

步骤一、将金属管件放置在具有凹面的模具的内侧，驱动线圈、模具与金属板件同轴紧贴放置；

步骤二，在驱动线圈并联2套电容电源，一套电容电源组提供正向脉冲电流，另一套电容电源组提供反向脉冲电流；

步骤三、串联一个延时开关在提供反向电流的电容电源组与驱动线圈之间，并联一套续流回路装置在提供反向电流的电容电源组两端，续流回路装置包括续流二极管与续流电阻；

步骤四、闭合放电开关，第一电容电源1首先对驱动线圈放电，产生脉冲电流，脉冲电流在金属工件中产生感应涡流，脉冲电流与感应涡流相互作用产生电磁力驱动金属板件变形；

步骤五，当脉冲电流为0时，延时开关导通，此时，第二电容电源2提供反向的脉冲电流，第一电容电源1反向充电提供反向电流，此时通入驱动线圈的叠加电流幅值增大，驱动线圈产生更强的磁场，金属板件上已变形却贴模效果不佳的区域会再次受到朝向凹模内壁的电磁力完成贴模，成形效果得到提升。

步骤六、当电压大于0时，续流二极管自动导通，其余的电流会经过续流二极管流入续流回路，最终能量在续流电阻上消耗殆尽。

Claims (3)

1.一种提高电磁成形电磁力装置，其特征在于包括驱动线圈（4），所述驱动线圈（4）并联有两套电容电源：第一电容电源（1）、第二电容电源（2）；

第一电容电源（1）用于提供正向脉冲电流；

第二电容电源（2）用于提供反向脉冲电流；

所述第二电容电源（2）与驱动线圈（4）之间串联有延时开关（3）；

所述第一电容电源（1）与驱动线圈（4）之间串联有控制开关（9）；

所述第二电容电源（2）两端并联有续流回路，所述续流回路包括串联连接的续流二极管（7）、续流电阻（8）。

2.根据权利要求1所述一种提高电磁成形电磁力装置，其特征在于：所述第一电容电源（1）“+”极连接控制开关（9）一端，控制开关（9）另一端分别连接驱动线圈（4）一端、延时开关（3）一端，第一电容电源（1）“-”极分别连接驱动线圈（4）另一端、续流电阻（8）另一端、第二电容电源（2）“+”极，延时开关（3）另一端分别连接续流二极管（7）阳极、第二电容电源（2）“-”极，续流二极管（7）阴极连接续流电阻（8）一端。

3.根据权利要求1或2所述一种提高电磁成形电磁力装置，其特征在于：所述第一电容电源（1）、第二电容电源（2）均为高压脉冲电容器组电源。