一种基于惯性约束的电磁排斥力压边装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种基于惯性约束的电磁排斥力压边装置，包括：压边线圈、压边铜环、工件以及凹模；压边线圈设置于压边铜环的上方，压边铜环设置在工件边缘的上方，所述工件设置在凹模上方，所述工件待变形至所述凹模成形；压边线圈用于在其放电过程中产生脉冲磁场，使得压边铜环中相应产生的感应涡流与脉冲磁场相互作用，从而在压边线圈和压边铜环之间产生电磁排斥力；通过所述压边线圈和压边铜环之间的电磁排斥力为工件边缘提供压边力。本实用新型专利技术两个压边线圈或压边线圈与压边铜环之间的电磁排斥力，可灵活控制压边力，降低装置的造价，缩小空间体积，并能有效减小系统的电源能量。

An electromagnetic repulsion edge pressing device based on inertia constraint

The utility model discloses an electromagnetic repulsive force pressing device based on inertial confinement, which consists of an edge pressing coil, an edge pressing copper ring, a workpiece and a die, which is set above the edge of a copper pressing ring, and the copper ring is set above the edge of the workpiece, and the workpiece is set above the die, and the workpiece is deformed to the concave. The edge coil is used to produce a pulsed magnetic field during the discharge process, which makes the induced eddy current in the copper ring of the pressing edge interacted with the pulsed magnetic field, thus producing electromagnetic rejection between the edge coil and the edge copper ring, and the electromagnetic rejection force between the edge coil and the edge copper ring is raised to the edge of the workpiece. The blank holder force. The electromagnetic rejection force between two edge coils or edge - pressing coils and edge - pressing copper rings can be used to control the edge force flexibly, reduce the cost of the device, reduce the space volume, and effectively reduce the power of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于惯性约束的电磁排斥力压边装置
本技术属于金属成形制造领域，更具体地，涉及一种基于惯性约束的电磁排斥力压边装置。
技术介绍
在金属板料冲压成形的过程中，常常面临零件起皱、破裂或者回弹过大等问题。实际生产中，通常采用施加压边力的方式控制板料的材料流动，其主要作用是在冲压成形过程中对压边圈下的板料施加一定压力，从而防止板料过量流入模具型腔，有效减少上述成形缺陷的发生。合适压边力的选取，对于成形质量控制十分关键。传统使用的压边力通常是通过压力机在整个冲压行程中施加恒定的压边力，压力机作为最主要的冲压设备，一般按驱动方式可分为机械压力机和液压机。这种压边方式通常需要复杂的控制系统和充足的工作台面，设备成本高，占地面积大。利用电磁力提供板料成形过程中压边力的方式称为电磁压边，现有的关于电磁压边技术的研究仍处于探索阶段，目前关于电磁压边公开的论文和专利中主要有以下两方面内容：1、利用两个电磁铁之间的吸引力为板料冲压成形和深成形提供压边力，该技术的缺陷在于电磁铁存在磁饱和现象，即其磁通量不可以无限增大，因此，利用电磁铁产生的磁场强度有限，从而所能提供的压边力幅值有限。因此，当板件尺寸较大时，该方法无法提供满足要求的压边力。2、利用两个线圈之间的吸引力为板料冲压成形提供压边力，这种方法继承了电磁压边在压边力调控上具有灵活性和准确性的优点，但它必须采用两套线圈组，所要求的放电能量较大，同时，此方法要求线圈的几何尺寸必须大于工件且几何位置必须位于工件边缘区域的外部，才能达到施加压边力的效果，因此基于本方法设计的压边装置制造成本偏高，安装空间偏大。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于惯性约束的电磁排斥力压边装置，旨在解决现有电磁压边技术利用两个电磁铁之间的吸引力提供压边力，由于电磁铁产生的磁场强度有限，当板件尺寸较大时，无法提供满足要求的压边力，以及利用两个线圈之间的吸引力提供压边力，制造成本偏高，安装空间偏大的技术问题。为实现上述目的，第一方面，本技术提供一种基于惯性约束的电磁排斥力压边装置，包括：压边线圈、压边铜环、工件以及凹模；所述压边线圈设置于压边铜环的上方，所述压边铜环设置在工件边缘的上方，所述工件设置在凹模上方，所述工件待变形至所述凹模成形；所述压边线圈用于在其放电过程中产生脉冲磁场，使得所述压边铜环中相应产生的感应涡流与脉冲磁场相互作用，从而在压边线圈和压边铜环之间产生电磁排斥力；通过所述压边线圈和压边铜环之间的电磁排斥力为工件边缘提供压边力，以保证所述工件在成形过程中其边缘位置保持稳定，同时保证工件材料的流动性，避免工件在成形过程中发生起皱和破裂等缺陷。需要说明的是，压边力需要维持在合适的区间范围，即能保持工件边缘稳定，又保证工件的流动性，当压边力过小，工件的流动性大，成形过程中工件容易起皱；当压边力过大，工件的流动性小，成形过程中工件容易破裂。具体地，可通过调节压边线圈的放电电压调节电磁力，来控制压边力。可选地，该装置还包括：配重块；所述配重块自由放置或螺栓紧固在所述压边线圈的上方，用于约束所述压边线圈的位移。可选地，该装置还包括：压边圈；所述压边圈设置在所述压边铜环下方，用于将所述电磁排斥力传递至所述工件边缘以提供压边力。第二方面，本技术提供一种基于惯性约束的电磁排斥力压边装置，包括：上压边线圈、下压边线圈、工件以及凹模；所述上压边线圈和下压边线圈从上至下依次设置在工件边缘的上方，所述工件设置在凹模上方，所述工件待变形至所述凹模成形；所述上压边线圈和下压边线圈用于在其分别进行放电，使得上压边线圈和下压边线圈通入反极性的脉冲电流时，在上压边线圈和下压边线圈之间产生电磁排斥力，以及通过将所述下压边线圈所受到的电磁排斥力传递至所述工件边缘以提供压边力，以保证所述工件在成形过程中其边缘位置保持稳定，同时保证工件材料的流动性，避免工件在成形过程中发生起皱和破裂等缺陷。可选地，该装置还包括：配重块；所述配重块自由放置或螺栓紧固在所述压边线圈的上方，用于约束所述上压边线圈的位移。总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：1、本技术利用两个压边线圈或压边线圈与压边铜环之间的电磁排斥力，为高速成形中的板料成形过程提供压边力，对于压边线圈采用脉冲电源及配套控制系统供电，通过调节压边线圈的加载电流，以及控制压边线圈与成形系统的时序配合，可以实现灵活可控的压边力调节，达到比准静态下更高的压边力幅值，尤其适用于电磁成形过程。2、本技术继承了现有电磁压边方法的优点，传统的机械压边为了抵抗压边力的反作用力，通常导致装备具有庞大的机械结构，本技术采取惯性约束方式，利用配重块将压边线圈的运动降低至可承受范围，保证了压边装置的机械稳定性，其操作简单，易于实现，同时降低了装置的造价，缩小了空间体积。此外，压边装置仅消耗电能，环保无污染。3、本技术采用电磁排斥力方式，压边线圈的几何位置位于板料上方，所产生压边力通过刚性介质直接传递到板料的法兰区域，因此压边线圈的几何尺寸只需覆盖板件的法兰区域，从而减小了压边装置整体尺寸和装配空间，降低了压边装置的制造成本。此外，单线圈压边装置还具有结构紧凑，易于工装的特点。对于双线圈压边装置，由于双线圈反极性串联情况下系统等效电感远小于双线圈同极性串联，而在相同电压等级下，系统等效电感减小，放电回路电流会增大，所产生的电磁力也相应增大，从而可以提高系统效率。同样的，对于相同的压边力幅值等级，采用本技术的电磁排斥力压边装置能够有效减小系统的电源能量。附图说明图1是本技术实施例1的基于惯性约束的电磁排斥力压边装置结构示意图；图2是本技术实施例2的基于惯性约束的电磁排斥力压边装置结构示意图；图3是本技术实施例3的基于惯性约束的电磁排斥力压边装置结构示意图；图4是本技术实施例1的基于惯性约束的电磁排斥力压边原理示意图；图5是本技术实施例3的基于惯性约束的电磁排斥力压边原理示意图；图6是本技术所述用于实施压边力调控的脉冲电流的典型波形示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术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用以解释本技术，并不用于限定本技术。本技术提供了一种基于惯性约束的电磁排斥力压边装置。通过通电线圈组或通电线圈与压边铜环之间的电磁排斥力，为板料成形提供方便可控的压边力，从而有效防止板料发生起皱或破裂。为实现上述目的，按照本技术的一个方面，提供了一种基于惯性约束的电磁排斥力压边装置，包括压边系统、脉冲电源及控制系统、凹模、配重块，其中压边系统包含压边线圈和压边铜环。所述压边系统放置在所述凹模上方，所述配重块放置于所述压边线圈的上方，用于约束压边线圈的运动，所述脉冲电源及控制系统由充电机、充电机开关元件和交流电容器组(或蓄电池组)、晶闸管、可开断的续流回路组成，连接所述压边系统中的线圈。进一步地，压边系统中的压边铜环可由另一个压边线圈所替代。进一步地，压边系统中的压边铜环可为任意导电金属环。进一步地，压边系统中可以增加压边圈，用于为板料的法兰区域传递压边力。进一步地，所述压边系统中的压边线圈和配重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于惯性约束的电磁排斥力压边装置，其特征在于，包括：压边线圈、压边铜环、工件以及凹模；所述压边线圈设置于压边铜环的上方，所述压边铜环设置在工件边缘的上方，所述工件设置在凹模上方，所述工件待变形至所述凹模成形；所述压边线圈用于在其放电过程中产生脉冲磁场，使得所述压边铜环中相应产生的感应涡流与脉冲磁场相互作用，从而在压边线圈和压边铜环之间产生电磁排斥力；通过所述压边线圈和压边铜环之间的电磁排斥力为工件边缘提供压边力，以保证所述工件在成形过程中其边缘位置保持稳定，同时保证工件材料的流动性，避免工件在成形过程中发生起皱和破裂。

【技术特征摘要】
1.一种基于惯性约束的电磁排斥力压边装置，其特征在于，包括：压边线圈、压边铜环、工件以及凹模；所述压边线圈设置于压边铜环的上方，所述压边铜环设置在工件边缘的上方，所述工件设置在凹模上方，所述工件待变形至所述凹模成形；所述压边线圈用于在其放电过程中产生脉冲磁场，使得所述压边铜环中相应产生的感应涡流与脉冲磁场相互作用，从而在压边线圈和压边铜环之间产生电磁排斥力；通过所述压边线圈和压边铜环之间的电磁排斥力为工件边缘提供压边力，以保证所述工件在成形过程中其边缘位置保持稳定，同时保证工件材料的流动性，避免工件在成形过程中发生起皱和破裂。2.如权利要求1所述的基于惯性约束的电磁排斥力压边装置，其特征在于，还包括：配重块；所述配重块自由放置或螺栓紧固在所述压边线圈的上方，用于约束所述压边线圈的位移。3.如权利要求1所述的基于惯性约束的电磁排斥力压边装置，其特征在于，还包括：压边圈；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亮，黄玉杰，韩小涛，曹全梁，赖智鹏，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42