基于电磁脉冲的轻合金管件气胀热成型装置及成型方法制造方法及图纸

基于电磁脉冲的轻合金管件气胀热成型装置及成型方法，属于金属材料加工成型领域，主要解决了现有基于电磁脉冲的轻合金管件成型方法容易导致管件成型不均匀以及只适用于高导电率毛坯和低导电率模具的问题。装置：管件固设在组合式模具单元内，高压脉冲发生子单元和平板线圈构成电气回路。压缩单元在平板线圈所产生的电磁力的作用下，将高压气体储存单元内的气体挤压至管件内。温控加热单元用于对管件进行加热。方法：通过温控加热单元使管材升温至预定温度，通过高压气体发生单元使高压气体储存单元和管件内的气压升至预定值。通过电磁脉冲发生单元和压缩单元将高压气体储存单元内的气体挤压至管件内。循环上述步骤，直至管件与模具成型腔贴合。

Light alloy tube inflatable thermal forming device and method based on electromagnetic pulse

Light alloy tube inflatable thermal forming device and method based on electromagnetic pulse, which belongs to the metal material processing field, mainly solves the problems that the existing light alloy tube forming method based on electromagnetic pulse tube forming easily lead to uneven and is only applicable to high conductivity and low conductivity of the mold blank problems. The device is fixed in the combined die unit, and the high voltage pulse generating unit and the plate coil constitute the electrical circuit. Under the action of the electromagnetic force produced by the flat coil, the compression unit compresses the gas in the high pressure gas storage unit into the pipe. The temperature control heating unit is used for heating the pipe fittings. Methods: the tube was heated up to the preset temperature by the temperature control heating unit, and the pressure in the high-pressure gas storage unit and the pipe was raised to a predetermined value by the high-pressure gas generating unit. The gas in the high pressure gas storage unit is extruded into the pipe by the electromagnetic pulse generating unit and the compression unit. Cycle the above steps until the fittings fit into the molding cavity of the die.

【技术实现步骤摘要】
基于电磁脉冲的轻合金管件气胀热成型装置及成型方法
本专利技术涉及一种轻合金管件成型装置及成型方法，属于金属材料加工成型领域。
技术介绍
现有基于电磁脉冲的轻合金管件成型方法主要存在以下四个问题：一、由于线圈所产生的电磁力直接作用于待成型轻合金管件，容易出现管件因受力不均而成型不均匀的现象；二、现有基于电磁脉冲的轻合金管件成型方法采用螺线管线圈，该线圈需要与待成型轻合金管件的尺寸相匹配。因此，每当加工不同尺寸的轻合金管材时，需要制作相应尺寸的螺线管线圈，这增加了成型工序和制作成本；三、现有基于电磁脉冲的轻合金管件成型方法只适用于高导电率的轻合金管件；四、现有基于电磁脉冲的轻合金管件成型方法只能选用由低导电材料制成的成型模具，实施起来具有一定的局限性。如果选用导电性能较好的成型模具，工作线圈的脉冲电流将在凹模内产生感应电流，进而阻止管件向凹模贴靠。
技术实现思路
本专利技术为解决以上现有基于电磁脉冲的轻合金管件成型方法存在的问题，提出了一种基于电磁脉冲的轻合金管件气胀热成型装置及成型方法。本专利技术所述的基于电磁脉冲的轻合金管件气胀热成型装置包括组合式模具单元、高压气体储存单元1、高压气体发生单元2、电磁脉冲发生单元、压缩单元3和温控加热单元；待成型的管件4固设在组合式模具单元内，所述管件4、高压气体储存单元1和高压气体发生单元2的内部两两连通；电磁脉冲发生单元包括高压脉冲发生子单元和平板线圈5，二者构成电气回路；压缩单元3用于在平板线圈5所产生的电磁力的作用下，将高压气体储存单元1内的气体挤压至所述管件4内；温控加热单元用于对所述管件4进行加热。作为优选的是，所述成型装置还包括压力施加单元，该单元用于对所述管件4的非成型区域施加压力。作为优选的是，组合式模具单元包括第一子模具6和第二子模具7，第一子模具6的一端开口，第二子模具7的两端均开口，第一子模具6的开口端与第二子模具7的第一开口端互合；在第一子模具6内、自其开口端起依次为第一成型腔和圆形凹槽；在第二子模具7内、自其第一开口端起依次为第二成型腔和圆形通孔；第一成型腔和第二成型腔相对设置并构成完整成型腔，所述管件4的第一端依次经过圆形通孔和完整成型腔进入圆形凹槽，并固设其中。作为优选的是，第一子模具6的开口端和第二子模具7的第一开口端均为环周台阶状；高压气体储存单元1与圆形通孔通过法兰14相连。作为优选的是，组合式模具单元还包括第一座板8和第二座板9；第一座板8与第二座板9通过设置在两者之间的多个紧固螺栓10相对且平行固设，并用于对互合后的第一子模具6与第二子模具7施加平行于圆形凹槽的径向的压力；第一座板8与第一子模具6和第二子模具7、第二座板9与第一子模具6和第二子模具7均通过内六角螺钉11固连。作为优选的是，高压脉冲发生子单元包括高压变压器T、整流器UF、限流电阻R、储能电容C和开关S；高压变压器T的原边线圈的两端分别与交流电压源的两端相连，高压变压器T的副边线圈的第一端通过整流器UF与限流电阻R的第一端相连，限流电阻R的第二端同时与开关S的第一端和储能电容C的第一端相连，开关S的第二端与平板线圈5的第一端相连，平板线圈5的第二端同时与储能电容C的第二端和高压变压器T的副边线圈的第二端相连。作为优选的是，压缩单元3为圆盘结构，在压缩单元3的后端面上设置有驱动片12，驱动片12与固定内设在高压气体储存单元1的后端面上的平板线圈5相对且接触；压缩单元3能够在高压气体储存单元1内前后滑动，并与高压气体储存单元1的内壁滚动摩擦。作为优选的是，温控加热单元包括多个加热棒13和温控仪；多个加热棒13均匀且贯穿设置在第一子模具6和第二子模具7内；温控仪用于测量所述管材4的表面温度，并与多个加热棒13构成温度闭环控制系统。作为优选的是，在所述管材4的第一端与圆形凹槽的交接处、第一子模具6与第二子模具7的互合面上、法兰14与圆形通孔的交接处和压缩单元3的环面上均设置有密封圈；在第一子模具6或第二子模具7上设置有与完整成型腔连通的排气孔；在所述成型装置的气路上设置有气阀15，气阀15用于控制高压气体发生单元2与高压气体储存单元1和所述管件4之间的气路的通断。本专利技术所述的轻合金管件成型方法基于所述基于电磁脉冲的轻合金管件气胀热成型装置实现，该方法包括：步骤一、将待成型的管件4固设在组合式模具单元内；步骤二、通过温控加热单元使所述管材4升温至预定温度；步骤三、开启高压气体发生单元2，使高压气体进入高压气体储存单元1和所述管件4内，直至二者内部的气压升至预定值；步骤四、通过电磁脉冲发生单元和压缩单元3将高压气体储存单元1内的气体挤压至所述管件4内；步骤五、循环执行步骤二～步骤四，直至所述管件4的待成型区域与组合式模具单元的成型腔完全贴合。本专利技术将电磁脉冲成型的高速率效应与气胀热成型的热效应相结合，进而实现管件的高效与精密成型。本专利技术采用高压气体高速率地作用于管件，由于流体的特性，使得管件因均匀受力而均匀成型。与现有基于电磁脉冲的轻合金管件成型方法，本专利技术采用平板线圈作为工作线圈，工作线圈产生电磁力间接作用于管件，因此，所述平板线圈无需与管件的尺寸相匹配，使用灵活，利用率高，既降低了线圈的制作成本又简化了成型工序。由于本专利技术实质上是采用气胀热成型的方式对管件进行加工，因此，本专利技术不存在现有基于电磁脉冲的轻合金管件成型方法存在的只适用于高导电率的轻合金管件以及因只能选用由低导电材料制成的成型模具而具有实施局限性的问题。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术所述的基于电磁脉冲的轻合金管件气胀热成型装置及成型方法进行更详细的描述，其中：图1为实施例提及的基于电磁脉冲的轻合金管件气胀热成型装置的结构示意图；图2为实施例提及的第一座板的剖视图；图3为实施例提及的第一座板的俯视图；图4为实施例提及的第二座板的剖视图；图5为实施例提及的第二座板的俯视图；图6为实施例提及的压缩单元的正视图；图7为实施例提及的压缩单元的俯视图；图8为实施例提及的第一子模具的剖视图；图9为实施例提及的第一子模具的右视图；图10为实施例提及的第二子模具的剖视图；图11为实施例提及的第二子模具的左视图。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术所述的基于电磁脉冲的轻合金管件气胀热成型装置及成型方法作进一步说明。实施例：下面结合图1至图11详细地说明本实施例。本实施例所述的基于电磁脉冲的轻合金管件气胀热成型装置包括组合式模具单元、高压气体储存单元1、高压气体发生单元2、电磁脉冲发生单元、压缩单元3和温控加热单元；待成型的管件4固设在组合式模具单元内，所述管件4、高压气体储存单元1和高压气体发生单元2的内部两两连通；电磁脉冲发生单元包括高压脉冲发生子单元和平板线圈5，二者构成电气回路；压缩单元3用于在平板线圈5所产生的电磁力的作用下，将高压气体储存单元1内的气体挤压至所述管件4内；温控加热单元用于对所述管件4进行加热。本实施例的组合式模具单元包括第一子模具6和第二子模具7，第一子模具6的一端开口，第二子模具7的两端均开口，第一子模具6的开口端与第二子模具7的第一开口端互合；在第一子模具6内、自其开口端起依次为第一成型腔和圆形凹槽；在第二子模具7内、自其第本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于电磁脉冲的轻合金管件气胀热成型装置，其特征在于，所述成型装置包括组合式模具单元、高压气体储存单元(1)、高压气体发生单元(2)、电磁脉冲发生单元、压缩单元(3)和温控加热单元；待成型的管件(4)固设在组合式模具单元内，所述管件(4)、高压气体储存单元(1)和高压气体发生单元(2)的内部两两连通；电磁脉冲发生单元包括高压脉冲发生子单元和平板线圈(5)，二者构成电气回路；压缩单元(3)用于在平板线圈(5)所产生的电磁力的作用下，将高压气体储存单元(1)内的气体挤压至所述管件(4)内；温控加热单元用于对所述管件(4)进行加热。

【技术特征摘要】
1.基于电磁脉冲的轻合金管件气胀热成型装置，其特征在于，所述成型装置包括组合式模具单元、高压气体储存单元(1)、高压气体发生单元(2)、电磁脉冲发生单元、压缩单元(3)和温控加热单元；待成型的管件(4)固设在组合式模具单元内，所述管件(4)、高压气体储存单元(1)和高压气体发生单元(2)的内部两两连通；电磁脉冲发生单元包括高压脉冲发生子单元和平板线圈(5)，二者构成电气回路；压缩单元(3)用于在平板线圈(5)所产生的电磁力的作用下，将高压气体储存单元(1)内的气体挤压至所述管件(4)内；温控加热单元用于对所述管件(4)进行加热。2.如权利要求1所述的基于电磁脉冲的轻合金管件气胀热成型装置，其特征在于，所述成型装置还包括压力施加单元，该单元用于对所述管件(4)的非成型区域施加压力。3.如权利要求1或2所述的基于电磁脉冲的轻合金管件气胀热成型装置，其特征在于，组合式模具单元包括第一子模具(6)和第二子模具(7)，第一子模具(6)的一端开口，第二子模具(7)的两端均开口，第一子模具(6)的开口端与第二子模具(7)的第一开口端互合；在第一子模具(6)内、自其开口端起依次为第一成型腔和圆形凹槽；在第二子模具(7)内、自其第一开口端起依次为第二成型腔和圆形通孔；第一成型腔和第二成型腔相对设置并构成完整成型腔，所述管件(4)的第一端依次经过圆形通孔和完整成型腔进入圆形凹槽，并固设其中。4.如权利要求3所述的基于电磁脉冲的轻合金管件气胀热成型装置，其特征在于，第一子模具(6)的开口端和第二子模具(7)的第一开口端均为环周台阶状；高压气体储存单元(1)与圆形通孔通过法兰(14)相连。5.如权利要求4所述的基于电磁脉冲的轻合金管件气胀热成型装置，其特征在于，组合式模具单元还包括第一座板(8)和第二座板(9)，第一座板(8)与第二座板(9)通过设置在两者之间的多个紧固螺栓(10)相对且平行固设，并用于对互合后的第一子模具(6)与第二子模具(7)施加平行于圆形凹槽的径向的压力；第一座板(8)与第一子模具(6)和第二子模具(7)、第二座板(9)与第一子模具(6)和第二子模具(7)均通过内六角螺钉(11)固连。6.如权利要求5所述的基于电磁脉冲的轻合金管件气胀热成型装置，其特征在于，高压脉冲发生子单元包括高压变压器T...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐俊瑞，封元华，文智生，谢雪云，曹栋，周颖奇，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43