本实用新型专利技术公开了一种板材包拉成形装置，包括凸模、凹模及用于与凹模的顶端面配合压住板材的压边圈，压边圈位于凹模的上方，所述凹模上设置有便于板材进行拉深成形的圆角，所述凹模在对应于圆角的位置安装有反胀线圈，所述反胀线圈为同心线圈，反胀线圈用于通电后使滑动到凹模圆角处的板材区域向远离圆角的方向折弯胀起从而形成折弯胀起部。本实用新型专利技术通过在凹模的圆角处设置电磁放电线圈，使凹模的圆角正对的板材区域发生折弯胀起，能有效改善板材的法兰部的材料流动性，最终提高零件的拉深成形质量。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种板材包拉成形装置，包括凸模、凹模及用于与凹模的顶端面配合压住板材的压边圈，压边圈位于凹模的上方，所述凹模上设置有便于板材进行拉深成形的圆角，所述凹模在对应于圆角的位置安装有反胀线圈，所述反胀线圈为同心线圈，反胀线圈用于通电后使滑动到凹模圆角处的板材区域向远离圆角的方向折弯胀起从而形成折弯胀起部。本技术通过在凹模的圆角处设置电磁放电线圈，使凹模的圆角正对的板材区域发生折弯胀起，能有效改善板材的法兰部的材料流动性，最终提高零件的拉深成形质量。【专利说明】一种板材包拉成形装置
本技术属于板材拉深成形领域，更具体地，涉及一种板材包拉成形装置。
技术介绍
传统的板材拉深成形工艺中，拉裂缺陷常常产生在壁厚变化最大处。而工件破裂的根本原因是由于拉深时工件侧壁承力区承受过大拉应力而引起破坏。 拉深时侧壁传递的拉应力用于以下三个部分:克服毛坯法兰变形区的变形抵抗力；克服毛坯在凹模圆角处的弯曲抵抗力；克服各种摩擦损耗。在正常情况下三者所占的比例大约分别为70^^20%和10%。为了提高材料的拉深深度，就要改善板材的法兰部的材料的流动性。这其中最有效的办法是在板材上施加向内的推力。 在文献“主动径向液压路径对筒形件壁厚分布的影响”刘晓晶等提出主动径向加压充液拉深。通过独立的液压控制在成形坯料法兰区施加主动径向压力，推动法兰区板材向成形区域流动，配合凸模的拉深进行变形。在合理的液室压力和主动径向压力耦合加载路径的作用下，可有效地抑制零件球底部的过渡减薄，并最终获得拉深比为2.66的铝合金球底筒形件。但是与传统拉深工艺相比，充液拉深成形也有一些缺点，主要包括:1)需要更大的拉深力和压边力，会显著增加设备成本；2)高压下密封困难。 电磁脉冲成形是一种利用脉冲磁场力对金属工件进行高速加工方法，研究表明:材料在高速变形条件下能够获得高于传统冲压加工下的成形性能，并把这种较高成形性的现象称为“高塑性”。已有研究表明，电磁成形方法均能大幅度提高铝合金、镁合金、钛合金、钢合金、铜等材料的成形极限。 为了提高电磁成形方式下材料的拉深高度。文献“Electromagneticallyassisted sheet metal stamping”中，美国学者G.S.Daehn课题组提出了电磁辅助冲压成形工艺。该工艺将线圈嵌入到模具中的适当位置，使线圈随着冲模移动。在每一步的模具下降成形过程中，利用电磁力使板材底面拉延减薄，以此来提高成形件高度。与传统冲压成形相比，电磁辅助冲压成形工艺使板材的拉伸破裂高度提高了 44.3%。 在文献“5052铝合金板材磁脉冲辅助冲压成形变形行为及机理研究”中，国内哈尔滨工业大学的刘大海等提出了采用电磁辅助冲压工艺来实现小圆角半径筒形零件的成形。该工艺的思路为:首先采用圆角半径较大的凸模成形出具有较大底部圆角的筒形件轮廓，然后再采用嵌有线圈的模具结构对底部圆角部位放电再成形。与普通冲压相比，磁脉冲辅助成形工艺能显著改善底部圆角成形问题，得到普通拉深方法难以得到的小圆角半径筒形件，提高了材料的拉深高度。但在电磁脉冲辅助冲压成形中，电磁线圈是对工件的局部难变形区域放电校形，并且该方法没有解决板材的法兰部的材料的流动问题，难以大幅度提高材料的成形深度。 专利号CN103191971A，名称为“异种金属复合板材电磁辅助成形装置及方法”的技术专利提出在板材液压拉深过程中，通过线圈对板材的法兰外缘施加径向电磁力，以提高板材的法兰部的材料的流动性，进而解决金属板材成形过程中减薄严重直至破裂的问题。但是由于电磁成形速度(微秒级)远大于液压拉深速度(秒级)，液压力和电磁力难以同时配合促使板材变形，并且线圈布置于板材的端部，随着板材的变形，板材的端部向内收缩，板材的端部与线圈之间的距离增大，使线圈对板材的磁场力作用减小，不利于板材的拉深成形。 专利申请号CN103658297A，名称为“电磁脉冲助推式渐进拉深成形方法及装置”的
技术实现思路
中提出，在板材法兰对应的压边圈和凹模区域设置上、下径向助推线圈，使板材端部无论向内流动到什么位置，均能给板材端部提供持续的电磁推力。在靠近板材的凸模区域设置轴向拉深线圈。两个线圈一起放电进行电磁拉深，随后凸模下压一起实施渐进拉深成形。但是轴向拉深线圈放电会使贴在凸模底端面的板材连续发生减薄胀形，轴向拉深线圈只对这部分板材进行作用，很容易产生裂纹，不利于拉深成形。 在专利申请号CN203494978U，名称为“金属板材的环形电磁脉冲渐进反向拉深成形装置”的
技术实现思路
中提出对板材进行电磁反向拉深。电磁助推线圈的布置与专利申请号CN103658297A中一致。其将拉深线圈布置于凹模上，这使每一步电磁拉深线圈对应的板材区域与之前的板材受力位置均不一致，从而可以实现更大的拉深深度。虽然拉深线圈布置于凹模内，但并不在凹模的圆角处，这使整个成形装置过于复杂，且不利于改善板材的加工应力状态。另外，拉深线圈主要是对板材的法兰部起作用，容易使法兰部产生皱褶，影响工件的拉深质量。
技术实现思路
针对板材在拉深过程中存在材料减薄严重容易破裂和成形高度浅等问题，提出一种板材包拉成形装置，通过在凹模的圆角处设置电磁放电线圈，使凹模的圆角正对的板材区域发生折弯胀起，通过分步放电使板材逐步包裹凸模的方法成形筒形件，能有效改善板材的法兰部的材料流动性,最终提高工件的拉深成形质量。 为实现上述目的，按照本技术的一个方面，提供了一种板材包拉成形装置，包括凸模、凹模及用于与凹模的顶端面配合压住板材的压边圈，压边圈位于凹模的上方，所述凹模上设置有便于板材进行拉深成形的圆角，所述凹模在对应于圆角的位置安装有反胀线圈，所述反胀线圈为同心线圈，反胀线圈用于通电后使滑动到凹模的圆角处的板材部位向远离圆角的方向折弯胀起从而形成折弯胀起部。 优选地，所述反胀线圈安装于凹模内，所述折弯胀起部包覆在凸模上。 优选地，反胀线圈的纵截面的一半呈弧形或者呈矩形。 优选地，反胀线圈由一个以上的子线圈组合而成。 优选地，所述压边圈和凹模上在对应于板材的法兰部的位置分别设有上密排线圈和下密排线圈，所述上密排线圈和下密排线圈均为同心线圈，上密排线圈和下密排线圈在脉冲电流作用下产生侧向电磁力将板材的法兰部推向凸模。 优选地，所述上密排线圈和下密排线圈均为同心线圈。 优选地，所述压边圈和凹模之间设置有侧推线圈，所述侧推线圈为同心线圈，侧推线圈包围板材的法兰部，侧推线圈在脉冲电流作用下产生侧向电磁力对板材的法兰部的外缘施加侧向力将板材的法兰部推向凸模。 优选地,侧推线圈为同心线圈。 优选地，所述反胀线圈为同心线圈。 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，由于采用了反胀线圈，能够取得下列有益效果: I)通过在凹模的圆角处设置电磁放电线圈，使凹模的圆角正对的板材区域发生电磁反胀，电磁力对板材的折弯胀起变形起主要作用，凸模下压仅将板材拉直，因此能充分发挥电磁脉冲成形高速率的优点，同时采用模具对电磁脉冲成形后的板材校形，实现零件的精确制造； 2)通过在与凹模的圆角处相对应的设置反胀线圈，会拉动板材的法兰部的的材料向凹模内孔流动，改善本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种板材包拉成形装置，包括凸模(1)、凹模(2)及用于与凹模(2)的顶端面配合压住板材(5)的压边圈(3)，压边圈(3)位于凹模(2)的上方，所述凹模(2)上设置有便于板材(5)进行拉深成形的圆角(21)，其特征在于：所述凹模(2)在对应于圆角(21)的位置安装有反胀线圈(4)，反胀线圈(4)用于通电后使滑动到凹模(2)的圆角(21)处的板材(5)部位向远离圆角(21)的方向折弯胀起从而形成折弯胀起部(52)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：莫健华，李建军，崔晓辉，方进秀，周波，黄亮，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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