CN108543854A - 一种钣金件电磁渐进无模整体复合成形方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钣金件电磁渐进无模整体复合成形方法及装置,属于零件成形制造相关技术领域,方法包括以下步骤:根据目标成形零件尺寸设计压边组件;建立有限元模型并进行模拟成形分析;提供成形装置,根据模拟结果设定放电参数以及放电路径,进行电磁渐进无模整体成形,得到预成形零件;将预成形零件装夹在无芯模旋压设备上进行整形,得到满足加工要求的最终形状。本发明实现了大型壳体零件的无模整体成形,有效避免了零件表面凸凹不平的缺陷,显著提高了成形零件的成形精度以及表面质量,此外,上述方法通用性强,加工不同产品时只需准备一套压边组件即可,大大缩短了生产周期,显著降低了大型钣金件的生产成本。
Description
技术领域
本发明属于零件成形制造相关技术领域,更具体地,涉及一种钣金件电磁渐进无模整体复合成形方法及装置。
背景技术
随着综合国力的不断提高,我国在航空航天领域取得了巨大突破。航天火箭作为探索宇宙的载体,也取得了巨大的成就。但是,航天运载火箭的贮箱箱底的成形始终是一个难题。目前,贮箱箱底多采用瓜瓣和顶盖椭球组合结构,通过焊接工艺连接,该方法成形出的零件会产生较大的焊接残余应力,力学性能难以控制。而用旋压设备直接旋压则需要大型的旋压设备,成本非常高,成形效率低,自动化程度低,劳动强度大,并且在室温下难以对成形性能差的材料进行成形,而温成形又会带来能源消耗加剧以及环境污染等问题,并使成产周期延长、生产成本增加。因此亟待新的成形方法来满足新一代运载火箭大尺寸贮箱箱底的整体成形要求。
同时,基于轻量化的发展趋势,轻量化材料正在逐步取代传统钢材,而以铝镁合金等为代表的轻质合金在室温准静态成形时,成形性能很差,传统的塑性加工工艺已不能很好的满足这类轻质合金的加工。
电磁成形是一种高速率成形工艺,成形过程中由于电致塑性效应、磁致塑性效应、惯性效应以及应变率强化效应等耦合作用,可以显著提升材料的成形极限。针对大型壳体零件的整体成形,中国专利文献
CN105127284A公开了一种分层控制的电磁渐进成形方法,该方法采用自上而下的分层方式成形,每次只成形局部位置,逐渐扩大贴膜范围,直至完成整个工件的成形。该方法解决了大型钣金件的成形问题,但是利用该方法成形时,成形装置复杂,成形周期很长,板材与模具碰撞会产生回弹,导致工件表面光顺性差,产生凸凹不平的缺陷。中国专利文献
CN107413917A公开了一种基于板面控形的大型钣金件电磁渐进成形方法,该方法用平面螺旋线圈按等高线轨迹移动放电来成形工件的首层以及底层,采用曲面线圈按照螺旋线轨迹放电成形其他区域。该方法较好的解决了电磁渐进成形过程中成形效率较低、贴模型较差的问题,但是该方法在一次成形过程中需要重复多次设计曲面线圈,曲面线圈的加工难度很大,成本很高,且通用性不强。
针对以上问题和缺陷,亟需研发一种钣金件无模整体复合成形方法及装置,以提高钣金件成形质量、缩短成形周期并简化成形装置。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种钣金件电磁渐进无模整体复合成形方法及装置,其目的在于,采用有限元模拟成形,通过不断调整各参数得到合适的模拟结果,并根据模拟结果进行线圈加工、设置放电参数及放电路径,结合压边组件进行无模电磁渐进成形,最后利用无芯模旋压设备进行精准整形。通过以上工艺实现钣金件的精准整体成形,由此解决钣金件表面成形质量差、无法整体成形或者需要借助模具实现成形的技术问题。
为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种钣金件电磁渐进无模整体复合成形方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)根据目标成形零件的尺寸设计压边组件,所述压边组件包括上压边圈、下压边圈、压边圈支撑机构,其中,上下压边圈相配合夹持固定待成形件;所述压边圈支撑机构设置于所述下压边圈下方,用于支撑并固定上下压边圈,并在待成形件下方留有足够的成形空间;所述目标成形零件是指所需的最终成形形状的零件;
(2)根据目标成形零件的尺寸初步设定放电线圈参数,结合目标成形零件参数、所述放电线圈参数、所述压边组件参数及待成形件所受到的约束条件建立有限元模型,所述有限元模型包含与所述放电线圈对应的放电线圈模型、与所述压边组件对应的压边组件模型及待成形件模型,用于模拟真实的无模电磁渐进成形的装置及成形过程;
(3)在所述有限元模型中初步设定放电参数以及放电路径,对待成形件进行模拟成形;模拟成形过程中,放电线圈模型设置在待成形件模型表面上,按照设定的放电参数对待成形件模型施加相对应的电磁力,并按照设定的放电路径在待成形件模型上移动或静止;所述放电参数包括放电电压,所述放电路径是指成形过程中放电线圈的移动路径;
(4)将模拟得到的成形件的尺寸与所述目标成形零件的尺寸进行对比,如果两者相符,获取本次模拟中的放电线圈参数、放电参数以及放电路径,进行步骤(5);如果两者不符,则调整放电线圈参数、放电参数及放电路径,再次进行模拟,重复步骤(4);
(5)提供步骤(1)设计的压边组件,根据步骤(4)获取的放电线圈参数加工放电线圈,并将所述放电线圈连接到电磁成形设备上;将待成形件压紧固定在上下压边圈之间,用压边圈支撑机构固定上下压边圈;
(6)根据步骤(4)获取的放电参数以及放电路径,通过电磁成形设备进行设置和控制,按照所述放电参数向所述放电线圈提供电能,从而使所述放电线圈产生成形所需的电磁力,并控制所述放电线圈按照所述放电路径在待成形件上运行,进行无模电磁渐进成形,得到预成形零件;
(7)利用无芯模旋压设备对步骤(6)得到的预成形零件表面形状进行整形,得到表面平整光滑的目标成形零件。
进一步地,步骤(2)中所述目标成形零件的参数包括材料的电导率、泊松比、弹性模量、密度;所述放电线圈参数包括放电线圈的导线截面尺寸、匝数、匝间距、线圈层数、层间距。
进一步地,所述目标成形零件的材料是导电性材料,其可以是铝合金、镁合金、铜合金中的任一种。
进一步地,所述目标成形零件的形状可以是简单形状,如回转体形状的火箭贮箱箱底,也可以是复杂壳体零件,如形状不规则具有多个凹面结构的发动机盖。
进一步地,所述目标成形零件的可加工的尺寸范围:长度方向尺寸在800~6000㎜之间,厚度方向尺寸在1~10㎜之间,其中外形尺寸是被目前旋压设备规格所限制。
进一步地,所述放电线圈为平面螺旋线圈,线圈层数为1~3层,线圈导线截面采用矩形截面或圆形截面。该类线圈便于加工,且成本低、通用性强。
进一步地,步骤(3)中所述放电电压为6~20KV,以免放电电压过小而导致生产效率低或因放电电压过大而导致放电线圈寿命缩短,并且保证板材变形尽可能均匀。模拟成形时,放电电压设置时遵循一定规律的设置原则,如由小及大或由大及小的顺序,进行试错,直到模拟所得零件尺寸与目标成形零件尺寸相符为止。
进一步地,步骤(3)中成形方式采取逐层放电成形的形式,放电线圈按照设定轨迹移动放电,在一层放电成形完后,继续成形第二层,直到完整成形出零件。
更进一步地,步骤(4)中模拟中获取的放电参数包括每次放电电压的大小,放电路径包括每次放电线圈平动的位移及旋转的角度、完整成形出零件需要的层数。
进一步地,步骤(4)中模拟得到的成形件的尺寸与所述目标成形零件的尺寸的平均误差在2㎜以内时认为两者相符,否则认为两者不相符。
进一步地,步骤(7)具体为:将步骤(6)得到的预成形零件装夹在无芯模旋压设备上,保证机床的夹持中心与所述预成形零件的几何中心重合,通过设定内旋轮及外旋轮的移动路径,使旋压内辊的运动对零件表面形状进行整形,产生表面平整光滑的目标成形零件。
进一步地,所述电磁成形设备包括放电组件、电脑控制端,所述放电组件用于向放电线圈供电,所述电脑控制端用于设置放电参数以及放电路径,并控制所述放电组件按照所述放电参数向所述放电线圈提供电能,从而使所述放电线圈产生成形所需的电磁力,并控制所述放电线圈按照所述放电路径在待成形件上运行,进行无模电磁渐进成形。
进一步地,所述上下压边圈施加给待成形件的压边力为10~30KN。
进一步地,步骤(7)中在无芯模旋压设备上整形时,零件以弯曲变形为主,零件坯料在内旋轮和外旋轮的作用下,产生局部的弯曲变形,然后逐渐扩展到整个零件板面上,通过调节零件板面与内旋轮的接触状态,保持小区域连续弯曲变形。
无芯模旋压设备为通用型设备,可进行不同形状零件的整形。根据待成形零件尺寸,只需要更换相应的辊子和调整抱杆尺寸即可。
按照本发明的另一方面,提供了一种钣金件电磁渐进无模整体成形装置,其特征在于,包括放电线圈和压边组件,其中,
所述放电线圈与外部电磁成形设备连接,电磁成形设备用于按照设定放电参数为所述放电线圈供电,并控制所述放电线圈按照设定的放电路径移动;所述放电线圈位于待成形件上方,用于提供成形所需的电磁力;
所述放电线圈的参数、所述放电参数、所述放电路径通过有限元分析获取;
所述压边组件包括上压边圈、下压边圈、多个支撑杆和底座,其中,所述上压边圈和所述下压边圈相配合用于夹持固定所述待成形件;所述上压边圈和所述下压边圈上一一对应设有多对穿孔;
支撑杆一端设有环形凸台,中间为第一圆柱体,另一端设有直径小于所述第一圆柱体的第二圆柱体,所述第二圆柱体在远离所述第一圆柱体的一端设有螺纹;
所述底座上设有多个台阶孔,所述多个支撑杆分别穿过所述多个台阶孔,通过支撑杆一端的环形凸台与台阶孔过盈配合使得支撑杆与所述底座固定;所述多个支撑杆的另一端第二圆柱体分别穿过上下压边圈上的所述多对穿孔后通过螺母与螺纹固定,使得支撑杆与上下压边圈及待成形件固定。
进一步地,所述电磁成形设备包括电源子***、电脑控制端,所述电源子***用于为所述成形线圈供电,所述电脑控制端用于控制所述电源子***按照放电参数为所述放电线圈供电,并控制所述放电线圈按照设定的放电路径运行。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:
1、本发明采用无模电磁渐进成形对板材进行初步成形,采用无芯模旋压设备进行精准整形,可实现不同形状零件的精准的无模整体成形;在对不同零件进行成形时,不需要模具,只需要加工一套压边组件即可,并且对于成形直径相同的一类工件,压边组件也可通用,也不需重复设计加工,彻底地解决了钣金件成形时繁琐复杂的模具设计及加工问题,极大地降低了生产设计及加工成本;
2、本发明中成形设备包括放电组件、电脑控制端、无芯模旋压设备均属于通用性设备,故本发明具有很强的通用性,可以显著的节约总体生产成本,满足多样化的生产需求,并且具有绿色环保的特点,符合可持续发展要求;
3、本发明充分利用先进的有限元分析技术,对于同种零件加工,只需要确定一次放电线圈参数、放电参数及放电路径即可满足无模电磁渐进成形的加工要求,工艺重复性强;同时可以准确模拟出利用无模电磁渐进成形技术成形目标零件过程所需的最优放电线圈参数、放电参数及最优放电路径,不需要像传统方法那样不断试错,显著缩短成形周期、降低生产成本;
4、本发明利用无模电磁渐进成形技术预成形,充分利用电磁成形的优势,显著提高了材料的成形极限,为导电性良好的轻质合金如铝合金、镁合金、铜合金等材料的广泛应用提供了一种重要方法;
5、本发明采用无模电磁渐进预成形及无芯模旋压设备整形,所得零件表面光顺性非常好,成形精度极大提高;并且无芯模旋压设备仅用于零件的最后整形过程,对设备吨位要求降低,可显著降低设备成本;
6、本发明的容错性好,即便是在无模电磁渐进成形时所加工的预成形零件与实际需要零件的尺寸偏差较大,也可以通过调整后续的无芯模旋压整形工艺,进而生产出满足生产需求的零件,这有效的避免了生产出废品的可能性,有效提高企业的效益,避免材料的浪费;
7、本发明的适用性广泛,可以实现不同形状、不同尺寸的钣金件的生产,原则上,无模电磁渐进成形可以预成形出任意尺寸的零件,唯一限制条件是考虑成本因素,目前无芯模设备最大只能加工出长度方向达6000㎜的零件。
附图说明
图1是本发明实施例1中电磁渐进无模整体成形装置的压边组件结构示意图;
图2是本发明实施例1中压边组件的支撑杆结构示意图;
图3是本发明实施例1中压边组件的底座结构示意图;
图4是本发明实施例2中电磁渐进无模整体复合成形方法的技术路线图;
图5是本发明实施例2中电磁渐进无模整体复合成形有限元模型;
图6(a)是本发明实施例2中电磁渐进无模整体复合成形有限元模型截面三维示意图;
图6(b)是本发明实施例2中电磁渐进无模整体复合成形有限元模型二维示意图;
图7(a)是本发明实施例2中放电线圈在圆周方向运动轨迹示意图;
图7(b)是本发明实施例2中放电线圈在轴向的移动示意图;
图8是本发明实施例2中电磁渐进无模整体复合成形完成后截面示意图;
图9是本发明实施例2中无芯模旋压设备整形原理示意图。
在所有的附图中,相同的附图标记用来表示相同的元件或结构,其中:
1、底座 2、支撑杆 3、下压边圈
4、上压边圈 5、螺母 6、待成形板件
7、放电线圈 8、顶紧块 9、旋转支柱
10、预成形零件 11、外旋轮 12、内旋轮
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1:
本发明实施例提供一种钣金件电磁渐进无模整体成形装置,它包括放电线圈和压边组件,其中,
放电线圈为平面螺旋线圈,线圈层数为1~3层,线圈导线截面采用矩形截面。如图1所示为压边组件,它包括上压边圈4、下压边圈3、支撑杆2、底座1,其中,上下压边圈内外直径根据具体的目标成形零件的尺寸进行设计,通过上下压边圈相配合能夹持固定待成形板件6;上下压边圈一一对应设有8对穿孔;
如图2所示为支撑杆2,支撑杆2有8个,每个支撑杆2下端带有凸台,上端带有圆柱形台阶,上端顶端带有螺纹;支撑杆2圆柱形台阶及顶端螺纹直径与上下压边圈上的穿孔直径一致;
如图3所示为底座1,底座1为圆环状,设有8个台阶孔,8个支撑杆2分别从该8个台阶孔穿过后,通过支撑杆2上的凸台与台阶孔过盈配合,从而使支撑杆2与底座1相对固定,然后8个支撑杆的上端分别穿过下压边圈和上压边圈的8个穿孔,下压边圈3放在支撑杆的圆柱形台阶上,上压边圈4放在下压边圈上,工作时待成形板件6置于上下压边圈之间,通过M12的螺母紧固上下压边圈以及待成形板件6,避免待成形板件6在成形线圈的作用下产生滑动,而引起起皱等缺陷。
实施例2:
假定目标成形零件形状为最大直径1000㎜、厚度为3㎜,最大深度400㎜的鼓包状,铝合金材质。
如图4所示,为电磁渐进无模整体复合成形方法的技术路线图,其先采用有限元模拟,将模拟所得零件与待成形零件尺寸进行对比,若两者相符便可采用模拟所得放电参数及放电路径进行无模电磁渐进成形,否则重新设定放电参数以及放电路径。最后用无芯模旋压设备进行精确整形。通过以上工艺,可以实现钣金件的精准整体成形。
具体地,本实施方式中电磁渐进无模整体复合成形方法包括以下步骤:
步骤1:设计电磁渐进无模整体复合成形压边组件。
该压边组件采用实施例1中的压边组件,在此不再重复描述其结构组成,进一步地,根据目标成形零件的尺寸,压边组件中上下压边圈内径均为1000㎜,外径均为1200㎜。
步骤2:建立有限元模型。
采用实施例1中的放电线圈,进一步地,根据目标成形零件的参数,初步设计放电线圈7直径为200㎜,线圈匝数为20匝,线圈导线截面尺寸为5×5㎜,线圈层数为2层。根据电磁渐进无模整体复合成形压边组件参数、放电线圈参数、目标成形零件参数,利用ANSYS有限元模拟软件建立有限元模型,所建立的有限元模型如图5所示,该有限元模型的截面三维示意图如图6(a)所示,二维示意图如图6(b)所示。
步骤3:有限元模拟电磁渐进无模整体复合成形
在上述有限元模型中初步设定放电参数以及放电路径,利用ANSYS对待成形件进行有限元模拟成形;模拟成形过程中,放电线圈设置在待成形板件表面上,按照设定的放电参数对待成形板件模型施加相对应的电磁力,并按照设定的放电路径在待成形件模型上移动或静止;所述放电参数包括放电电压,所述放电路径是指成形过程中放电线圈的移动路径;
如图7(a)所示,模拟过程的放电路径设置:放电开始前,放电线圈移动至距压边圈水平方向距离为10㎜位置作为第一圈初始放电位置,此后每次以压边圈中心为旋转中心旋转线圈30°,依次进行放电成形,直到再次回到初始位置为止。然后将放电线圈向成形零件中心移动200㎜作为第二圈初始放电位置,此后每次以压边圈中心为中心旋转线圈30°,依次进行放电成形,直到回到第二圈初始放电的位置。移动线圈至成形零件的中心位置放电一次,以上整个过程为第一层放电。如图7(b)所示,然后将线圈移至初始位置,将线圈向下移动至距零件表面1㎜位置,重复上述步骤,进行第二层放电成形。逐层进行放电,直到成形出完整零件,如图8所示为成形完成后模型截面示意图。以上每次的模拟放电电压均设为8KV。
步骤4:确定放电参数及放电路径。
将步骤(3)的模拟结果与实际生产要求的目标成形零件进行对比,即模拟所得零件尺寸与目标成形零件尺寸的误差在2㎜以内时,步骤3中所采用的放电参数及放电路径可作为最终成形参数,进入步骤(5),否则,调整放电线圈参数、放电参数及放电路径,重新模拟成形,重复步骤(4)。
步骤5:提供电磁渐进无模整体成形装置。
提供步骤1设计的压边组件,根据步骤(4)获取的放电线圈参数加工放电线圈7;将待成形板件6压紧固定在上下压边圈之间,通过M12的螺母紧固上下压边圈以及待成形板件6,确保在成形时板料不会在电磁力的作用下滑动,以免产生起皱缺陷或滑动问题。
步骤6:进行电磁渐进无模整体成形。
将放电线圈7连接到放电设备上,根据步骤(4)获取的放电参数以及放电路径,通过电脑控制放电线圈进行放电成形。每层放电完之后,移动线圈到下一层,直到完成整个钣金件的成形,得到预成形零件。
步骤7:无芯模旋压设备整形。
根据步骤(6)中加工出的预成形零件10的尺寸,选择无芯模旋压设备辊子,并调整抱杆尺寸以适应直径为1000㎜,深度为400㎜的预成形零件,如图9所示,通过顶紧块8和旋转支柱9将预成形零件10装夹在无芯模旋压设备上,保证机床的夹持中心与工件中心重合,只需装卡一次即可。装夹完毕,设置内旋轮12及外旋轮11的移动路径,使其沿着等高线方向逐层旋压整形。其中,板料以弯曲变形为主,坯料在内旋轮12和外旋轮11的作用下,产生局部的弯曲变形,然后逐渐扩展到整个板面上,通过调节零件与内旋轮12的接触状态,保持小区域连续弯曲变形,得到最终的零件产品。
本发明成形方法根据目标成形零件尺寸,设计压边组件;根据材料参数、压边组件、放电线圈参数及约束条件建立有限元模型;根据目标成形零件的尺寸初步设定放电参数以及放电路径并进行模拟分析;将模拟结果与成形零件的尺寸进行对比,如果两者相符,进行步骤下一步;否则,返回上一步,直到模拟所得零件尺寸与成形零件的尺寸相符;利用压边组件将板材压紧,根据模拟结果设定放电参数以及放电路径,进行无模电磁渐进成形,得到预成形零件;将所得到的预成形零件装夹在无芯模旋压设备上进行整形,得到满足加工要求的最终形状。本发明成形方法实现了大型钣金件的无模整体成形,有效避免了零件表面凸凹不平的缺陷,显著提高了成形零件的成形精度以及表面质量,此外,该方法通用性强,加工不同产品时只需准备一套压边组件即可,大大缩短了生产周期,显著降低了大型钣金件的生产成本。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钣金件电磁渐进无模整体复合成形方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)根据目标成形零件的尺寸设计压边组件,所述压边组件包括上压边圈、下压边圈、压边圈支撑机构,其中,上下压边圈相配合夹持固定待成形件;所述压边圈支撑机构设置于所述下压边圈下方,用于支撑并固定上下压边圈,并在待成形件下方留有足够的成形空间;所述目标成形零件是指所需的最终成形形状的零件;
(2)根据目标成形零件的尺寸初步设定放电线圈参数,结合目标成形零件参数、所述放电线圈参数、所述压边组件参数及待成形件所受到的约束条件建立有限元模型;
(3)在所述有限元模型中初步设定放电参数以及放电路径,对待成形件进行模拟成形;模拟成形过程中,放电线圈模型设置在待成形件模型表面上,按照设定的放电参数对待成形件模型施加相对应的电磁力,并按照设定的放电路径在待成形件模型上移动或静止;所述放电参数包括放电电压;
(4)将模拟得到的成形件的尺寸与所述目标成形零件的尺寸进行对比,如果两者相符,获取本次模拟中的放电线圈参数、放电参数以及放电路径,进行步骤(5);如果两者不符,则调整放电线圈参数、放电参数及放电路径,再次进行模拟,重复步骤(4);
(5)提供步骤(1)设计的压边组件,根据步骤(4)获取的放电线圈参数加工放电线圈,并将所述放电线圈连接到电磁成形设备上;将待成形件压紧固定在上下压边圈之间,用压边圈支撑机构固定上下压边圈;
(6)根据步骤(4)获取的放电参数以及放电路径,通过电磁成形设备进行设置和控制,按照所述放电参数向所述放电线圈提供电能,从而使所述放电线圈产生成形所需的电磁力,并控制所述放电线圈按照所述放电路径在待成形件上移动,进行无模电磁渐进成形,得到预成形零件;
(7)利用无芯模旋压设备对步骤(6)得到的预成形零件表面形状进行整形,得到表面平整光滑的目标成形零件。
2.如权利要求1所述的一种钣金件电磁渐进无模整体复合成形方法,其特征在于,步骤(2)中所述目标成形零件参数包括材料的电导率、泊松比、弹性模量、密度;所述放电线圈参数包括放电线圈的导线截面尺寸、匝数、匝间距、线圈层数、层间距。
3.如权利要求1所述的一种钣金件电磁渐进无模整体复合成形方法,其特征在于,所述目标成形零件的材料是导电性材料,是铝合金、镁合金、铜合金中的任一种。
4.如权利要求1所述的一种钣金件电磁渐进无模整体复合成形方法,其特征在于,所述放电线圈为平面螺旋线圈,线圈层数为1~3层,线圈导线截面采用矩形截面或圆形截面。
5.如权利要求1所述的一种钣金件电磁渐进无模整体复合成形方法,其特征在于,步骤(3)中所述放电电压为6~20KV,以免放电电压过小而导致生产效率低或因放电电压过大而导致放电线圈寿命缩短,并且保证板材变形尽可能均匀。
6.如权利要求1所述的一种钣金件电磁渐进无模整体复合成形方法,其特征在于,步骤(3)中成形方式采取逐层放电成形的形式,放电线圈按照设定轨迹移动放电,在一层放电成形完后,继续成形第二层,直到完整成形出零件。
7.如权利要求1所述的一种钣金件电磁渐进无模整体复合成形方法,其特征在于,步骤(4)中模拟中获取的放电参数包括每次放电电压的大小,放电路径包括每次放电线圈平动的位移及旋转的角度、完整成形出零件需要的层数。
8.如权利要求1所述的一种钣金件电磁渐进无模整体复合成形方法,其特征在于,步骤(4)中模拟得到的成形件的尺寸与所述目标成形零件的尺寸的平均误差在2㎜以内时认为两者相符,否则认为两者不相符。
9.如权利要求1所述的一种钣金件电磁渐进无模整体复合成形方法,其特征在于,步骤(7)具体为:将步骤(6)得到的预成形零件装夹在无芯模旋压设备上,保证机床的夹持中心与所述预成形零件的几何中心重合,通过设定内旋轮及外旋轮的移动路径,使旋压内辊的运动对零件表面形状进行整形,产生表面平整光滑的目标成形零件。
10.一种钣金件电磁渐进无模整体成形装置,其特征在于,包括放电线圈和压边组件,其中,
所述放电线圈与外部电磁成形设备连接,电磁成形设备用于按照设定放电参数为所述放电线圈供电,并控制所述放电线圈按照设定的放电路径移动;所述放电线圈位于待成形件上方,用于提供成形所需的电磁力;
所述放电线圈的参数、所述放电参数、所述放电路径通过有限元分析获取;
所述压边组件包括上压边圈、下压边圈、多个支撑杆和底座,其中,所述上压边圈和所述下压边圈相配合用于夹持固定所述待成形件;所述上压边圈和所述下压边圈上一一对应设有多对穿孔;
支撑杆一端设有环形凸台,中间为第一圆柱体,另一端设有直径小于所述第一圆柱体的第二圆柱体,所述第二圆柱体在远离所述第一圆柱体的一端设有螺纹;
所述底座上设有多个台阶孔,所述多个支撑杆分别穿过所述多个台阶孔,通过支撑杆一端的环形凸台与台阶孔通过过盈配合使得支撑杆与所述底座固定;所述多个支撑杆的另一端第二圆柱体分别穿过上下压边圈上的所述多对穿孔后通过螺母与螺纹固定,使得支撑杆与上下压边圈及待成形件固定。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19838120A1 (de) * | 1998-08-21 | 2000-02-24 | Bayerische Motoren Werke Ag | Teilbare Magnetumform-Vorrichtung, insbesondere Spule |
CN106807825A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-06-09 | 华中科技大学 | 一种电磁渐进柔性复合成形方法 |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19838120A1 (de) * | 1998-08-21 | 2000-02-24 | Bayerische Motoren Werke Ag | Teilbare Magnetumform-Vorrichtung, insbesondere Spule |
CN106807825A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-06-09 | 华中科技大学 | 一种电磁渐进柔性复合成形方法 |
CN107413917A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-12-01 | 华中科技大学 | 一种基于板面控形的大型板金件电磁渐进成形方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114309261A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-12 | 广东工贸职业技术学院 | 双曲面金属板材的渐进成形弯曲方法 |
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