层合板磁脉冲复合成形装置及复合成形方法制造方法及图纸

层合板磁脉冲复合成形装置及复合成形方法，涉及金属材料加工成形领域，本发明专利技术的目的是为了解决异种材料的板材复合困难的问题。本申请包括主框架单元、磁脉冲冲击单元、工作平台单元和送料装置，第一匀压线圈和第二匀压线圈与主框架单元中的移动杆相连接，通过移动杆控制第一匀压线圈和第二匀压线圈的升降；送料单元将板材送至工作平台单元，第一匀压线圈和第二匀压线圈分别对异种板材进行小面积焊合和较大区域的冲击复合，显著提高了成形效果，同时第一匀压线圈和第二压线圈的配合可以实现异种板材连续的冲击复合。它用于对异种材料的板材进行复合。的板材进行复合。的板材进行复合。

【技术实现步骤摘要】
层合板磁脉冲复合成形装置及复合成形方法


[0001]本专利技术涉及金属材料加工成形领域，具体涉及两种不同合金板材的磁脉冲复合成形装置。

技术介绍

[0002]由于能源短缺和环境污染问题日益突出，材料轻量化设计已成为汽车制造、航空航天、电子等工业领域的一大发展趋势。
[0003]铝合金、镁合金等轻金属板材在材料轻量化的进程中被广泛使用，但为了结构安全，铝合金、镁合金等不能完全替代某些钢结构，因此异种材料的层合板复合变得越来越重要。异种金属(例如钢和铝合金)由于其物理和化学性能(例如熔点)的差异，很难通过传统的复合技术进行有效连接。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决异种材料的板材复合困难的问题，提出了层合板磁脉冲复合成形装置及复合成形方法。
[0005]层合板磁脉冲复合成形装置，所述装置包括主框架单元、工作平台单元、送料单元和磁脉冲冲击单元；
[0006]主框架单元，用于放置工作平台单元和悬挂磁脉冲冲击单元，并带动磁脉冲冲击单元上下移动；
[0007]送料单元，用于放置2个板材，并将2个板材传输至工作平台单元上；
[0008]工作平台单元放置在主框架单元上，且朝向磁脉冲冲击单元，
[0009]磁脉冲冲击单元，用于在主框架单元带动下进行上下移动，当磁脉冲冲击单元向下移动时，对工作平台单元上的2个板材进行冲击复合，使2个板材形成层合板，当冲击复合完成后，磁脉冲冲击单元向上移动；
[0010]磁脉冲冲击单元包括2个磁脉冲成形设备、2个索夹、4个吊索、外导槽、第一匀压线圈、第二匀压线圈、第一绝缘组织、第二绝缘组织和2个绝缘层；
[0011]第一绝缘组织为圆柱体，第二绝缘组织为扁体，第一匀压线圈套设在第一绝缘组织上，第二匀压线圈套设在第二绝缘组织上；
[0012]每个绝缘组织两端均开设2个凹槽；
[0013]2个索夹均扣合在主框架单元上，通过销轴将2个索夹固定在主框架单元上，每个索夹上表面均开设2个圆形凹槽，每个吊索的两端分别套设在索夹的凹槽上和绝缘组织的凹槽上，第一匀压线圈与板材接触方式为相切，第二匀压线圈与板材接触方式为面接触，第一匀压线圈和第二匀压线圈外端各罩有1个外导槽，外导槽为导电材料，2个外导槽通过螺栓固定在主框架单元上，第一匀压线圈与主框架单元之间设置1个绝缘层，第二匀压线圈与主框架单元之间设置1个绝缘层；
[0014]第一匀压线圈和第二匀压线圈的两端连接磁脉冲成形设备，磁脉冲成形设备用于
为第一匀压线圈和第二匀压线圈提供电流，产生磁场；
[0015]第一匀压线圈外端的外导槽，用于将磁场聚拢，之后由磁场产生的洛伦兹力实现对2个板材的线接触冲击复合；
[0016]第二匀压线圈外端的外导槽，用于将磁场聚拢，之后由磁场产生的洛伦兹力实现对2个板材的面接触冲击复合，所述线接触冲击复合和面接触冲击复合交替冲击复合完成对整个长度板材的复合。
[0017]根据层合板磁脉冲复合成形装置实现的复合成形方法，所述方法包括以下步骤：
[0018]步骤1、将每个板材分别放置在1个卷料器上，利用控制系统控制2个卷料器的高度，并控制2个卷料器转动，使两个板材的另一端各穿过1个方形限制孔分别伸入第二垫块的上下端，控制2个卷料器停止工作；
[0019]步骤2、启动2个旋转电机，同时带动2个调节螺杆转动，使2个方形螺母和移动杆同时沿着调节螺杆向下移动，从而带动磁脉冲冲击单元向下移动，打开磁脉冲冲击单元向第一匀压线圈通电，第一匀压线圈产生瞬间的电磁力作用于第一垫块和第二垫块之间的飞板，使得第一垫块和第二垫块之间的飞板向下运动，进而令飞板和基板进行线接触冲击复合；
[0020]步骤3、反向启动2个旋转电机，同时带动2个调节螺杆转动，使2个方形螺母和移动杆同时沿着调节螺杆向上移动，从而带动磁脉冲冲击单元向上移动，使磁脉冲冲击单元脱离飞板；
[0021]步骤4、利用板材隔离装置将第二垫块移走；
[0022]步骤5、利用控制系统控制2个卷料器继续转动，将经过步骤2线接触冲击复合后的2个板材的另一端分别移至第三垫块上和工作平台上，再将第二垫块放置于第二匀压线圈的外导槽下压位置；
[0023]步骤6、启动2个旋转电机，同时带动2个调节螺杆转动，使2个方形螺母和移动杆一同向下进行移动，从而带动磁脉冲冲击单元向下移动压紧飞板，打开磁脉冲冲击单元向第二匀压线圈通电，此时第二匀压线圈的外导槽下压在第二垫块和第三垫块上，而此时设置在第二垫块和第三垫块上下端的飞板和基板由第二匀压线圈在线接触冲击复合的一端进行面接触冲击复合；
[0024]步骤7、使磁脉冲冲击单元向上移动，移走第二垫块)，回转卷料器，将步骤6复合好的一端移动至第一匀压线圈下方，磁脉冲冲击单元向下移动，压紧飞板，对面接触冲击复合的一端进行线接触冲击复合；
[0025]步骤8、重复操作步骤3、步骤5、步骤6和步骤7，采用线接触冲击复合和面接触冲击复合形成的线面交替冲击复合完成对整个长度板材的复合，由拖料小车将复合后形成的复合板运走。
[0026]本专利技术的有益效果是：
[0027]1、层合板磁脉冲复合成形中第一匀压线圈可以采用螺线管线圈的匀压线圈，螺线管线圈的匀压线圈与飞板相切，实现与飞板小面积接触，从而实现对2个板材的小面积复合，可以避免材料的熔化。之后利用第二匀压线圈对经过小面积接触的板材一端进行大接触面积复合，然后再对大接触面积复合板材的一端进行小面积复合，再对该小面积复合的一端进行大面积复合，通过这种“小+大”结合方式，完成整个长度板材的复合，使异种金属
的复合更加牢固紧密。第一匀压线圈与第二匀压线圈实现对两种板材的循环往复式冲击复合，从而实现良好的复合成形效果。另外，通过第一匀压线圈与第二匀压线圈对两种板材的循环往复式冲击复合，节省了工作平台单元的工作长度。
[0028]2、本申请通过磁脉冲进行高速率冲击实现异种材料的复合，对于常规情况下几乎不可结合的异种金属的复合成形具有很大的潜力。
[0029]3、磁脉冲成形技术在冲击复合过程中可以消除与材料热影响区的工艺问题，避免材料的熔化，实现两块板材的良好连接。
[0030]4、本申请利用第一匀压线圈和第二匀压线圈结合的方式完成多工序加工复合成形，成形过程快速高效，缩短了加工周期，提高了生产效率。
[0031]5、本申请加工过程灵活性高、无噪音、无污染。
[0032]6、本申请中的工作平台可以和送料单元合作，使板料保持一个平直状态，避免板料损坏。
附图说明
[0033]图1为层合板磁脉冲复合成形装置主视剖视结构示意图；
[0034]图2为层合板磁脉冲复合成形装置中竖导轨和立框架的剖视结构示意图；
[0035]图3为层合板磁脉冲复合成形装置中移动杆穿过竖导轨和立框架的俯视剖视结构示意图；
[0036]图4为层合板磁脉冲复合成形装置中移动杆与竖导轨滑动连接的俯视结构示意图；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.层合板磁脉冲复合成形装置，其特征在于，所述装置包括主框架单元(28)、工作平台单元(29)、送料单元(30)和磁脉冲冲击单元(31)；主框架单元(28)，用于放置工作平台单元(29)和悬挂磁脉冲冲击单元(31)，并带动磁脉冲冲击单元(31)上下移动；送料单元(30)，用于放置2个板材，并将2个板材传输至工作平台单元(29)上；工作平台单元(29)放置在主框架单元(28)上，且朝向磁脉冲冲击单元(31)，磁脉冲冲击单元(31)，用于在主框架单元(28)带动下进行上下移动，当磁脉冲冲击单元(31)向下移动时，对工作平台单元(29)上的2个板材进行冲击复合，使2个板材形成层合板，当冲击复合完成后，磁脉冲冲击单元(31)向上移动；磁脉冲冲击单元(31)包括2个磁脉冲成形设备(8)、2个索夹(9)、4个吊索(10)、外导槽(11)、第一匀压线圈(12)、第二匀压线圈(13)、第一绝缘组织(31
‑
1)、第二绝缘组织(31
‑
2)和2个绝缘层(31
‑
3)；第一绝缘组织(31
‑
1)为圆柱体，第二绝缘组织(31
‑
2)为扁体，第一匀压线圈(12)套设在第一绝缘组织(31
‑
1)上，第二匀压线圈(13)套设在第二绝缘组织(31
‑
2)上；每个绝缘组织(31
‑
1)两端均开设2个凹槽；2个索夹(9)均扣合在主框架单元(28)上，通过销轴将2个索夹(9)固定在主框架单元上，每个索夹(9)上表面均开设2个圆形凹槽，每个吊索(10)的两端分别套设在索夹(9)的凹槽上和绝缘组织(31
‑
1)的凹槽上，第一匀压线圈(12)与板材接触方式为相切，第二匀压线圈(13)与板材接触方式为面接触，第一匀压线圈(12)和第二匀压线圈(13)外端各罩有1个外导槽(11)，外导槽(11)为导电材料，2个外导槽(11)通过螺栓固定在主框架单元(28)上，第一匀压线圈(12)与主框架单元(28)之间设置1个绝缘层(31
‑
3)，第二匀压线圈(13)与主框架单元(28)之间设置1个绝缘层(31
‑
3)；第一匀压线圈(12)和第二匀压线圈(13)的两端连接磁脉冲成形设备(8)，磁脉冲成形设备(8)用于为第一匀压线圈(12)和第二匀压线圈(13)提供电流，产生磁场；第一匀压线圈(12)外端的外导槽(11)，用于将磁场聚拢，之后由磁场产生的洛伦兹力实现对2个板材的线接触冲击复合；第二匀压线圈(13)外端的外导槽(11)，用于将磁场聚拢，之后由磁场产生的洛伦兹力实现对2个板材的面接触冲击复合，所述线接触冲击复合和面接触冲击复合交替冲击复合完成对整个长度板材的复合。2.根据权利要求1所述的层合板磁脉冲复合成形装置，其特征在于，主框架单元(28)包括2个旋转电机(1)、移动杆(2)、方形螺母(3)、2个竖导轨(4)、2个立框架(5)、2个调节螺杆(6)、底座(14)、2个一号滑块(28
‑
1)和2个方形框架结构(28
‑
2)；2个立框架(5)设立于底座(14)上且位于底座(14)两侧，与底座(14)固定连接，2个竖导轨(4)相对安装在2个立框架(5)内壁，2个立框架(5)和2个竖导轨(4)内沿竖直方向均开设长方形通孔，该长方形通孔为移动杆(2)的上下移动提供空间，移动杆(2)的两端各套设1个一号滑块(28
‑
1)，且每个一号滑块(28
‑
1)与竖导轨(4)滑动连接，2个调节螺杆(6)设立于底座(14)上且位于每个立框架(5)外侧，每个方形框架结构(28
‑
2)与1个立框架(5)的外侧壁上部连接，每个方形框架结构(28
‑
2)内放置一个旋转电机(1)，旋转电机(1)通过固定螺栓与方形框架结构的一侧壁固定，每个方形框架结构(28
‑
2)
的底部开设一个通孔，旋转电机(1)的转动轴穿过该通孔与调节螺杆(6)顶部连接；每个调节螺杆(6)各套设一个方形螺母(3)，移动杆(2)的两端各穿过所述长方形通孔与方形螺母(3)侧壁固定连接，通过2旋转电机(1)同时转动来带动2个调节螺杆(6)转动，使得2调节螺杆(6)上的2方形螺母(3)同时带动移动杆(2)上下移动；第一匀压线圈(12)与移动杆(2)之间设置1个绝缘层(31
‑
3)，第二匀压线圈(13)与移动杆(2)之间设置1个绝缘层(31
‑
3)。3.根据权利要求2所述的层合板磁脉冲复合成形装置，其特征在于，所述主框架单元(28)还包括支撑杆(7)，支撑杆(7)一端连接立框架(5)的外壁，支撑杆(7)另一端位于底座(14)上，支撑杆(7)用于对立框架(5)进行固定支撑。4.根据权利要求1所述的层合板磁脉冲复合成形装置，其特征在于，工作平台单元(29)包括工作平台(16)、板材限位块(29
‑
1)、方形电机(17)、助推器(18)、伸缩杆(19)、3个垫块(20)、二号滑块(21)、导轨(29
‑
2)、2个支撑杆(22)、方形限制孔(23)和1个板材隔离装置(27)；底座(14)上开有凹槽，导轨(29
‑
2)和支撑杆(22)均设置在凹槽内，伸缩杆(19)设置在导轨(29
‑
2)上，2个支撑杆(22)设置在伸缩杆(19)两端，凹槽用以定位和缓冲伸缩杆(19)在伸长或者收缩时产生的压力，工作平台(16)设置在伸缩杆(19)和支撑杆(22)顶部，支撑杆(22)随着伸缩杆(19)的伸缩而升降；在伸缩杆(19)两端底部各安装1个方形电动机(17)，2个方形电动机(17)产生的动力用以分别控制1个助推器(18)前进或后退，2个助推器(18)前进时，推动2个二号滑块(21)在导轨(29
‑
2)上相向运动，挤压与2个二号滑块连接的伸缩杆(19)的两端，使伸缩杆(19)伸长，带动工作平台(16)向上运动，2个助推器(18)后退时，推动2个二号滑块(21)在导轨(29
‑
2)上相背运动，使支撑杆(19)收缩，带动工作平台(16)向下运动；板材限位块(29
‑
1)与靠近送料单元(30)的工作平台(16)侧壁垂直连接，且板材限位块(29
‑
1)与工作平台(16)底面齐平，板材限位块(29
‑
1)和工作平台(16)为一体件结构，板材限位块(29
‑
1)上开设两个方形限制孔(23)，送料单元(30)将2个板材送入工作平台(16)时，2个板材通过两个方形限制孔(23)进入工作平台(16)，两个方形限制孔(23)防止2个板材上下摆动，使板材稳定的进入工作平台(16)；3个垫块(20)沿着工作平台(16)长度方向设置在工作平台(16)上，3个垫块(20)从靠近送料单元(30)端开始依次命名为第一垫块(20
‑
1)、第二垫块(20
‑
2)和第三垫块(20
‑
3)，第一垫块...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐俊瑞，赵雨东，王宇阳，李毅，汪强昆，王元丰，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：