一種適于高速成形的電磁壓邊方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于成形技術領域，更具體地，涉及一種適于高速成形的電磁壓邊方法及
目.0
【背景技術】
[0002]在板材沖壓成形中，為了防止在拉伸過程中板件外圍的起皺現象，需要施加一定的壓邊力，該力的產生與控制非常關鍵。一方面若壓邊力過大雖金屬板件不易起皺，但會造成摩擦阻力大不利于金屬板件的塑性流動的問題，這一點對深拉伸是非常不利的。另一方面，若壓邊太小，則不能有效抑制板材起皺。對于需要塑性流動的成形理想的壓邊方式是既能抑制起皺，又能最小化壓邊導致的摩擦阻力。因而既能抑制起皺，又能減少摩擦阻力，對提高成形能力有重要的意義。同時，由于傳統是通過采用油壓機在成形板件的外圍施加壓邊力，但當待加工板件的面積較大時，油壓機的工作臺面隨之增大，油壓機的體積也將變的很大，成本高，操作難。因而發明一種易控、不受現有壓力設備臺面尺寸限制的壓邊方法對于提高大尺度構件的成形效率和能力具有重要的意義。
【發明內容】
[0003]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種適于高速成形的電磁壓邊方法，采用兩個線圈的電磁吸引力代替傳統壓力機的液壓力，使得壓力大小、作用時間靈活可控;解決了現有能成形的工件尺寸受壓力設備臺面尺寸限制的問題。
[0004]本發明提供了一種適于高速成形的電磁壓邊方法，包括下述步驟:
[0005](I)在金屬板件壓邊區域上、下端面各放置一個壓邊線圈組；
[0006](2)在高速成形過程中，通過在兩個壓邊線圈組中通入脈沖電流，使得線圈組間產生巨大的電磁吸引力，從而起到壓邊力的效果。
[0007]更進一步地，所述壓邊線圈組由兩個線圈組成，兩個線圈通電流方向相反，在兩個線圈間形成局部磁場，而在包含成形區域在內的其他區域處產生的磁場較小。
[0008]更進一步地，上壓邊線圈組與下壓邊線圈組之間產生的吸引力可直接通過自身骨架傳遞給金屬板件進行壓邊，或者吸引力通過骨架傳遞給壓邊圈進行壓邊，壓邊圈形狀由工件形狀決定。
[0009]更進一步地，上、下壓邊線圈組可由整塊或對稱的分塊組成。
[0010]本發明中，在金屬板件壓邊部位上下對稱放置兩個壓邊線圈組;每個壓邊線圈組包含兩個線圈，兩個線圈電流方向相反以避免對工件電磁成形區域的磁場分布產生影響；兩個壓邊線圈組通入脈沖電流，壓邊力來自于兩個線圈組的電磁吸引力，為大小、脈寬可調的強脈沖電磁力。
[0011]本發明還提供了一種適于高速成形的電磁壓邊裝置，包括模具，下壓邊線圈組，上壓邊線圈組和金屬板件;所述上壓邊線圈組通過螺栓進行自身加固，所述下壓邊線圈組通過螺栓固定在所述模具上，所述金屬板件處于所述模具與所述上壓邊線圈組之間，上壓邊線圈組與下壓邊線圈組之間有一定的空隙，工作時，吸引力使得所述上壓邊線圈組緊壓在工件上。
[0012]其中，所述上壓邊線圈組包括第一下固定板，第一中固定板，第一上固定板，第一緊固螺栓，第一加固層，第一線圈和第二線圈；所述第一下固定板、所述第一中固定板和所述第一上固定板通過所述第一緊固螺栓連接;所述第一線圈與所述第二線圈均繞制在所述第一中固定板上，且繞線方向相同，通電流的方向相反;在所述第一線圈外繞制有所述第一加固層。
[0013]其中，所述下壓邊線圈組包括第二下固定板，第二中固定板，第二上固定板，第二緊固螺栓，第二加固層，第三線圈和第四線圈；所述第二下固定板，所述第二中固定板和所述第二上固定板通過所述第二緊固螺栓連接;所述第二緊固螺栓還用于將所述下壓邊線圈組與所述模具連接，用于將吸引力傳遞到所述模具上;所述第三線圈和所述第四線圈均繞制在第二中固定板上，且繞線方向相同，通電流的方向相反;在所述第三線圈外繞制有所述第二加固層。
[0014]更進一步地，所述第一線圈、所述第二線圈、所述第三線圈和所述第四線圈采用一個脈沖電源供電，產生與電磁脈沖成形所匹配的強脈沖電磁壓邊力。
[0015]本發明中的壓邊裝置由兩個壓邊線圈組構成，其中壓邊線圈為脈沖磁體結構，其與金屬板件接觸的端面光滑平整。下線圈與模具通過螺栓相連，把力傳遞給模具。每個電磁線圈組包含兩個線圈，線圈鑲嵌在中間層，上下兩層采用堅固的絕緣材料。三層結構采用螺栓連接。每個壓邊線圈組中壓邊線圈通電方向相反，產生局部磁場，局部磁場對工件成形區域的磁場分布產生的影響極小。
[0016]總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果:
[0017](I)本發明中由于壓邊線圈產生的電磁吸引力可以完全替代傳統壓邊裝置的壓邊力，從幾十噸到數百噸都可以，并且體積小，安裝方便，適應性和可擴容性強，特別適合受現有壓力設備尺寸限制而無法實現壓邊的大尺度工件成形所需的壓邊。
[0018](2)本發明中線圈通入的脈沖電流，由于工作時間短，因而電流比穩態運行的線圈電流密度大三到四個量級，其產生電磁壓力可達兆帕級別，能夠較好的約束金屬板件變形，從而有效抑制金屬板件成形過程中起皺。由于通過線圈組的脈沖電流由儲能電容放電提供，改變放電電容的容量和放電電壓的大小，可以容易的實現壓邊力大小的調節。由于壓邊線圈工作時間短，因而該方案比較適用于高速成形，例如電磁成形、電液成形和爆炸成形。
【附圖說明】
[0019]圖1是適于高速成形的電磁壓邊方法的結構圖。
[0020]圖2是適于高速成形的電磁壓邊方法的下壓邊線圈組示意圖。
[0021]圖3是適于高速成形的電磁壓邊方法的上壓邊線圈組示意圖。
[0022]圖4是適于高速成形的電磁壓邊方法的總體組裝圖。
[0023]圖5是適于高速成形的電磁壓邊方法通電時上壓邊線圈組磁場局部示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0025]為實現上述目的，提供了一種適于高速成形的電磁壓邊方法，包括以下幾個步驟:
[0026](I)在金屬板件壓邊區域上下端面各放置一個壓邊線圈組；
[0027](2)在高速成形過程中，兩個壓邊線圈組中通入脈沖電流，線圈組間產生巨大的電磁吸引力，起到壓邊力的效果。
[0028]優先地，上、下壓邊線圈組內部各自均由兩個線圈組成，兩個線圈通電方向相反，在兩個線圈間形成局部磁場，而在包含成形區域在內的其他區域處產生的磁場較小。
[0029]優先地，上、下壓邊線圈組間產生的吸引力可直接通過自身骨架傳遞給金屬板件進行壓邊，或者吸引力通過骨架傳遞給壓邊圈進行壓邊，壓邊圈形狀由工件形狀決定。
[0030]優先地，上、下壓邊線圈組可由整塊或對稱的分塊組成。
[0031]優先地，下壓邊線圈組與模具通過螺栓相連，把力傳遞給模具。處于模具和上壓邊線圈組之間的板件部分受到壓力。
[0032]本發明的基本思路在于，采用兩個相互吸引的線圈組，放置在金屬成形板件的上下兩面。在金屬板件成形過程中，壓邊線圈組通入時變