本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)涉及磁脈沖輔助拉深成形領(lǐng)域，提供一種鋁合金筒形件磁脈沖輔助拉深成形裝置，對(duì)采用機(jī)械接觸預(yù)成形得到的鋁合金筒形預(yù)制件利用鋁合金筒形件磁脈沖輔助拉深成形裝置進(jìn)行磁脈沖輔助拉深成形得到鋁合金筒形件成品；這種鋁合金筒形件磁脈沖輔助拉深成形裝置，包括凹模，活動(dòng)設(shè)置在凹模中的凸模；凹模的深度、內(nèi)壁直徑分別與鋁合金筒形件相應(yīng)設(shè)計(jì)尺寸相等，凹模的上口倒圓，凹模底部與凹模內(nèi)壁平滑過(guò)渡，過(guò)渡曲線與鋁合金筒形件筒底、外側(cè)壁設(shè)計(jì)過(guò)渡曲線一致；凸模包括凸模模體和設(shè)置在凸模模體下面的線圈，凸模模體的直徑不大于鋁合金筒形件筒壁內(nèi)徑，制成凸模模體的材料為絕緣材料，線圈的外徑不大于凸模模體的直徑。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及磁脈沖輔助拉深成形領(lǐng)域，提供一種鋁合金筒形件磁脈沖輔助拉深成形裝置，對(duì)采用機(jī)械接觸預(yù)成形得到的鋁合金筒形預(yù)制件利用鋁合金筒形件磁脈沖輔助拉深成形裝置進(jìn)行磁脈沖輔助拉深成形得到鋁合金筒形件成品。
技術(shù)介紹
近年來(lái)，為有效降低能耗和減少環(huán)境污染，以鋁合金為代表的輕質(zhì)高強(qiáng)度材料在先進(jìn)制造領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，并引起國(guó)際著名汽車(chē)制造企業(yè)和研宄機(jī)構(gòu)的普遍關(guān)注。與傳統(tǒng)鋼材相比，鋁合金具有密度小、彈性好、抗沖擊性能好等一系列優(yōu)點(diǎn)，但是，采用傳統(tǒng)的機(jī)械接觸式加工工藝對(duì)鋁合金加工時(shí)，哪怕是采用兩次或多次沖壓、拉深，由于鋁合金室溫成形性差，易在高應(yīng)變區(qū)產(chǎn)生撕裂；而且，鋁合金剛度低，零件卸載后回彈較大，零件的尺寸精度大大降低。人們對(duì)高速率動(dòng)態(tài)變形過(guò)程提高金屬成形性的主要原因歸結(jié)于慣性效應(yīng)、高速的模具沖擊作用和高速率成形下材料本構(gòu)關(guān)系改變等因素，且慣性效應(yīng)尤為顯著。慣性效應(yīng)有助于分散變形，抑制變形集中化，并影響頸縮發(fā)生的模式，分散頸縮，抑制頸縮集中化；高速的模具沖擊作用對(duì)材料產(chǎn)生慣性減薄擠壓作用，達(dá)到穩(wěn)定變形效果；高速率動(dòng)態(tài)變形改變材料的本構(gòu)關(guān)系，材料將在更高的應(yīng)變水平下發(fā)生破裂現(xiàn)象，提高材料極限變形能力。電磁成形，是利用瞬間的高壓脈沖磁場(chǎng)迫使粒子可帶電的坯料在沖擊電磁力的作用下克服坯料材料的屈服強(qiáng)度使坯料高速塑性成形的非機(jī)械接觸性加工成形方法。磁脈沖輔助拉深成形技術(shù)將高速率磁脈沖成形的優(yōu)勢(shì)結(jié)合于傳統(tǒng)拉深成形過(guò)程，即用普通拉深工藝預(yù)成形，再用磁脈沖成形對(duì)零件關(guān)鍵部位進(jìn)行局部成形，從而可以直接控制零件的應(yīng)變分布，提高材料的成形性。是解決鋁合金板材成形性差的新型特殊加工方法之一。該技術(shù)中，常用的放電元件為電容。放電電壓與放電次數(shù)為兩個(gè)主要參數(shù)。鋁合金筒形件加工時(shí)，筒形件底部與筒形件側(cè)壁的過(guò)渡部位為該零件關(guān)鍵部位，過(guò)渡曲線曲率越大，加工難度越大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是提供一種鋁合金筒形件磁脈沖輔助拉深成形裝置，對(duì)采用機(jī)械接觸預(yù)成形得到的鋁合金筒形預(yù)制件利用鋁合金筒形件磁脈沖輔助拉深成形裝置進(jìn)行磁脈沖輔助拉深成形得到鋁合金筒形件成品。本技術(shù)的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):這種鋁合金筒形件磁脈沖輔助拉深成形裝置，包括凹模，活動(dòng)設(shè)置在凹模中的凸模；凹模的深度、內(nèi)壁直徑分別與鋁合金筒形件相應(yīng)設(shè)計(jì)尺寸相等，凹模的上口倒圓，凹模底部與凹模內(nèi)壁平滑過(guò)渡，過(guò)渡曲線與鋁合金筒形件筒底、外側(cè)壁設(shè)計(jì)過(guò)渡曲線一致；凸模包括凸模模體和設(shè)置在凸模模體下面的線圈，凸模模體的直徑不大于鋁合金筒形件筒壁內(nèi)徑，制成凸模模體的材料為絕緣材料，線圈的外徑不大于凸模模體的直徑。本技術(shù)的有益效果是:使用這種鋁合金筒形件磁脈沖輔助拉深成形裝置對(duì)采用機(jī)械接觸預(yù)成形得到的鋁合金筒形預(yù)制件進(jìn)行磁脈沖輔助拉深成形時(shí)，選取不同的放電電壓與放電次數(shù)而產(chǎn)生的磁脈沖作用于鋁合金筒形預(yù)制件關(guān)鍵部位，能夠提高材料的成形性，增大過(guò)渡曲線的曲率，得到筒形件成品；鋁合金筒形預(yù)制件關(guān)鍵部位在電磁力的作用下克服材料的屈服強(qiáng)度產(chǎn)生塑性變形時(shí)，受到凹模底部過(guò)渡曲線制約，利于保持筒形件成品關(guān)鍵部位尺寸，提高產(chǎn)品質(zhì)量。作為對(duì)本技術(shù)的改進(jìn)，在凹模上活動(dòng)設(shè)置有開(kāi)設(shè)通孔的壓邊圈，壓邊圈通孔的直徑不大于倒圓與凹模上表面相切圓的直徑。壓邊圈用于將鋁合金筒形預(yù)制件的上口翻邊壓在壓邊圈與凹模之間，以利于在機(jī)械接觸預(yù)成形時(shí)毛坯均勻下移，同時(shí)在磁脈沖輔助拉深成形時(shí)將鋁合金筒形預(yù)制件可靠定位。作為對(duì)本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，在凸模模體內(nèi)開(kāi)設(shè)豎向通孔；在凸模上還設(shè)置有壓板，在壓板上開(kāi)設(shè)有壓板通孔；線圈的電源線設(shè)置在豎向通孔和壓板通孔內(nèi)。這種改進(jìn)，可以在壓板上施加壓力傳遞至凸模，對(duì)凸模濕度加壓，利于對(duì)凸模定位及鋁合金筒形件關(guān)鍵部位成形；利于布線，便于使用。作為對(duì)本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，線圈由紫銅漆包線繞制而成。作為對(duì)本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，制成凸模模體的材料為硬尼龍。作為對(duì)本技術(shù)的另一種改進(jìn)，凹模底部的過(guò)渡曲線為圓弧。【附圖說(shuō)明】圖1是包括鋁合金筒形預(yù)制件的鋁合金筒形件磁脈沖輔助拉深成形裝置結(jié)構(gòu)示意圖圖2是包括鋁合金筒形預(yù)制件的鋁合金筒形件磁脈沖輔助拉深成形裝置結(jié)構(gòu)示意圖圖3是凸模的結(jié)構(gòu)示意圖圖4是線圈的結(jié)構(gòu)示意圖圖5是放電電壓為5.0 kv時(shí)放電次數(shù)對(duì)圓角變形的影響曲線圖圖6是放電電壓對(duì)圓角變形的影響曲線圖圖7是第一主應(yīng)變分布圖圖8是第二主應(yīng)變分布圖圖9是預(yù)成形筒形件和放電電壓為6.0kV的磁脈沖輔助沖壓成形的筒形件壁厚變化分布圖。【具體實(shí)施方式】下面結(jié)合附圖，以采用厚度Δ=1 mm的5052-0鋁合金板材加工筒壁外徑Φ=52.2mm、深Η=24.5mm、筒形件底部與筒形件內(nèi)壁的過(guò)渡部位為圓弧過(guò)渡的內(nèi)圓角半徑R=5mm的銷(xiāo)合金筒形件為例，對(duì)本技術(shù)作進(jìn)一步說(shuō)明:參見(jiàn)圖1所示，由機(jī)械接觸預(yù)成形(較多的是采用機(jī)械沖壓)獲得的鋁合金筒形預(yù)制件7，筒壁外徑Φ=52.2mm、深H=24.5mm為鋁合金筒形件的設(shè)計(jì)尺寸。筒形件底部與筒形件側(cè)壁的過(guò)渡部位9為該零件關(guān)鍵部位，采取圓弧過(guò)渡，內(nèi)圓角半徑Rtl=Smm,大于鋁合金筒形件10內(nèi)圓角半徑設(shè)計(jì)尺寸R=5mm ;銷(xiāo)合金筒形件10外圓角半徑為5mm+A=6mm。機(jī)械接觸預(yù)成形的主要目的是:RQ-R=8mm-5mm=3mm，留有3mm加工余量，避免在成形過(guò)程中出現(xiàn)拉裂現(xiàn)象，得到底部完好的預(yù)成形件，其余各主要尺寸滿足技術(shù)要求尺寸。鋁合金筒形件磁脈沖輔助拉深成形裝置用于對(duì)鋁合金筒形預(yù)制件進(jìn)行輔助拉深成形，使內(nèi)圓角半徑至設(shè)計(jì)尺寸R=5mm。總體上說(shuō)，參見(jiàn)圖1、圖2所示，這種鋁合金筒形件磁脈沖輔助拉深成形裝置，包括凹模1，活動(dòng)設(shè)置在凹模I中的凸模；凹模I的深度、內(nèi)壁直徑分別與鋁合金筒形件相應(yīng)設(shè)計(jì)尺寸相等，凹模I的上口倒圓11，凹模I底部與凹模I內(nèi)壁平滑過(guò)渡，過(guò)渡曲線與鋁合金筒形件10筒底、外側(cè)壁設(shè)計(jì)過(guò)渡曲線一致；又參見(jiàn)圖3、圖4所示，凸模包括凸模模體2和設(shè)置在凸模模體2下面的線圈3，凸模模體2的直徑不大于鋁合金筒形件10筒壁內(nèi)徑，制成凸模模體2的材料為絕緣材料，線圈3的外徑不大于凸模模體2的直徑；在凹模上活動(dòng)設(shè)置有開(kāi)設(shè)通孔的壓邊圈4，壓邊圈4通孔的直徑不大于倒圓11與凹模I上表面相切圓的直徑。...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鋁合金筒形件磁脈沖輔助拉深成形裝置，其特征是，包括凹模，活動(dòng)設(shè)置在凹模中的凸模；凹模的深度、內(nèi)壁直徑分別與鋁合金筒形件相應(yīng)設(shè)計(jì)尺寸相等，凹模的上口倒圓，凹模底部與凹模內(nèi)壁平滑過(guò)渡，過(guò)渡曲線與鋁合金筒形件筒底、外側(cè)壁設(shè)計(jì)過(guò)渡曲線一致；凸模包括凸模模體和設(shè)置在凸模模體下面的線圈，凸模模體的直徑不大于鋁合金筒形件筒壁內(nèi)徑，制成凸模模體的材料為絕緣材料，線圈的外徑不大于凸模模體的直徑。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：嵇正波，李春峰，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：江蘇財(cái)經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，
類(lèi)型：新型
國(guó)別省市：江蘇;32
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