一种无需置于管件内部的管件非接触翻边装置制造方法及图纸

一种无需置于管件内部的管件非接触翻边装置，包括：内线圈，为待翻边的金属管件端部区域提供感应涡流；外线圈，为待翻边的金属管件端部区域提供轴向背景磁场；翻边模具，控制翻边金属管件的翻边高度；线圈供电电源系统，为内线圈、外线圈提供能量。本发明专利技术可为金属管件翻边扩口提供一种从管件端部加载的非接触径向电磁力，实现微型或异形管件非接触翻边扩口加工，提高工件成形性能。提高工件成形性能。提高工件成形性能。

【技术实现步骤摘要】
一种无需置于管件内部的管件非接触翻边装置


[0001]本专利技术属于金属加工制造领域，特别涉及一种无需置于管件内部的管件非接触翻边装置，主要用于金属管件的扩口或翻边加工。

技术介绍

[0002]传统金属管件的翻边或扩口中，通常在金属管件内部施加机械力或液压力，驱动管件实现翻边扩口。一方面，由于上述成形力是接触力，使得成形后工件柔性低，残余应力大，易产生回弹，对于铝合金、镁合金等轻质金属合金，机械力成形还会使工件易发生破裂。另一方面，接触力的施加需要介质，且该介质必须置于管件内部，对管件形状、尺寸及空间位置都有较大限制。例如：微型或异形管件，要将施力介质置于管件内部则十分困难。同时现有非接触翻边扩口技术，主要依靠成形线圈产生径向电磁力来实现管件翻边扩口。该方法虽能有效实现电磁翻边，但成形线圈仍须置于管件内部。给成形线圈的设计和绕制都带来了巨大限制，因此也无法解决微型或异形管件内无法放置施力介质从而无法实现翻边扩口的问题。
[0003]金属管件的翻边扩口在工业中是常见加工工艺。传统的翻边扩口工艺多采用凸模扩张、压平等多道工序完成金属管件翻边，工艺繁琐，同时多次塑性变形易产生加工硬化，降低了金属管件的成形极限。
[0004]当前主要采取接触式的机械力来实现管件的翻边扩口，中国专利CN 104741466A“一种金属管喇叭口的加工设备”提供了一种金属管喇叭口的加工设备，大大减少加工设备的部件，一个扩口冲头就可完成翻边、扩口成形的过程，使得加工工序缩短，生产效率大大提高，降低了不良率。但成形柔性低，残余应力大，易回弹。利用非接触的脉冲电磁力能够有效改善上述缺点，脉冲电磁力是一种基于电磁感应原理的非接触力，相比机械力能有效改善金属材料的成形性能，降低成形后的工件回弹，提高材料成形极限。中国专利(CN 104874664A)“一种合金管件电磁胀形与翻边同步成形装置及方法”，公开了一种合金管件电磁胀形与翻边同步成形装置及方法，实现了合金管件电磁胀形与翻边同步成形，减小了工件回弹，降低了模具制造难度。但无论是传统加工工艺，还是上述电磁成形工艺，其核心缺陷是施力介质都必须全部或部分置于管件内部，其结构和位置都受管件几何尺寸制约，难以解决微型或异形管件翻边扩口的问题。
[0005]现有技术的核心缺点是施力介质必须置于管件内部。对于传统机械加工工艺，还存在成形后工件柔性低，残余应力大，易产生回弹等缺陷。而目前提出的电磁翻边扩口方案，虽在一定程度上改善了工件成形性能，但其成形线圈仍然必须放置于金属管件内部，用以产生径向电磁力管件实现翻边扩口。此方法面临成形线圈绕制工艺的限制，以及成形线圈空间放置的限制，对于微型或异形金属管件的翻边扩口均难以适用。

技术实现思路

[0006]为解决微型或异形管件翻边扩口的难题，本专利技术提供一种无需置于管件内部的管
件非接触扩口或翻边方法及装置，可为金属管件翻边扩口提供一种从管件端部加载的非接触径向电磁力，实现微型或异形管件非接触翻边扩口加工，提高工件成形性能。
[0007]本专利技术采取的技术方案为：
[0008]一种无需置于管件内部的管件非接触扩口或翻边方法，包括如下步骤：
[0009]步骤1：采用两个匝数不同的驱动线圈，内线圈的匝数远小于外线圈的匝数，且两线圈同轴，内线圈与外线圈靠近金属管件端部处于平齐放置；
[0010]步骤2：金属管件放置于内线圈的正下方，且由翻边模具固定；
[0011]步骤3：翻边的高度由翻边模具控制；
[0012]步骤4：外线圈先加载长脉宽的脉冲电流或稳态电流产生轴向背景磁场，当背景磁场即将达到峰值时，内线圈加载反向短脉宽的脉冲电流感应涡流；
[0013]步骤5：在轴向背景磁场和感应涡流的共同作用下，金属管件端部受到径向电磁力，驱动金属管件实现翻边。
[0014]所述线圈均置于金属管件端部，且内、外线圈相互配合，内线圈与外线圈同轴，且内、外线圈靠近管件端处于平齐，对管件端部施加的是非接触的径向电磁力。
[0015]所述内线圈的匝数远小于外线圈的匝数。
[0016]所述外线圈加载长脉宽的脉冲电流或稳态电流，内线圈加载短脉宽的反向脉冲电流。
[0017]所述内线圈与外线圈加载电流的时序关系是：外线圈加载脉冲电流即将达到峰值时，加载内线圈脉冲电流。
[0018]所述径向电磁力加载的有效时间为：内线圈加载电流的上升沿。
[0019]一种无需置于管件内部的管件非接触扩口或翻边装置，该装置包括：
[0020]内线圈，为待翻边的金属管件端部区域提供感应涡流；
[0021]外线圈，为待翻边的金属管件端部区域提供轴向背景磁场；
[0022]翻边模具，控制翻边金属管件的翻边高度；
[0023]线圈供电电源系统，为内线圈、外线圈提供能量。
[0024]该装置呈现轴对称结构，内线圈位于金属管件的正上方且中心同轴，金属管件与内线圈放置位置相匹配，外线圈放置于内线圈外部，两线圈靠近金属管件翻边端处于平齐；内线圈与脉宽较小的脉冲电流供电电源系统相连，外线圈与脉宽较宽的脉冲电流供电电源系统相连接或者与稳态电流供电电源相连接；金属管件置于翻边模具内部。翻边端一侧的金属管件比翻边模具高出部分，为金属管件的翻边高度。
[0025]本专利技术一种无需置于管件内部的管件非接触扩口或翻边方法及装置，实现了由置于管件端部的电磁线圈来产生径向电磁力进而对管件进行翻边和扩口的方法，相比传统的机械加工方法和电磁加工方法，本专利技术线圈无需置于管件内部，突破了施力介质安放位置的空间限制，降低了对施力介质结构、材质和尺寸等各方面的要求，极大提高了成形方法的灵活性，并解决了微型或异形金属管件翻边扩口的难题。此外，由于成形力为脉冲电磁力，具有非接触、高速率的特点，能有效减少工件的回弹，降低成形后工件的残余应力，提高工件成形性能。
[0026]本专利技术一种无需置于管件内部的管件非接触扩口或翻边方法及装置，采用两个成形线圈放置在金属管件端部并进行分时加载。内线圈主要用于产生脉冲驱动磁场，在金属
管件端部感环向涡流；外线圈主要用于在金属管件端部产生轴向背景磁场。由于内线圈加载的放电电流脉宽远远小于外线圈的放电电流，可忽略外线圈对感应涡流的影响，同时由于外线圈匝数远大于内线圈，内线圈对背景磁场的影响也可忽略。由此，在环向涡流和轴向磁场相互作用下，金属管件端部上加载径向向外电磁力，实现金属管件翻边扩口加工。
附图说明
[0027]图1为金属管件端部设置成形线圈加载径向电磁力的电磁翻边线圈组装示意图。
[0028]图2为内、外线圈分别加载电流的时序配合示意图。
[0029]图2(a)外线圈加载电流为长脉宽的脉冲电流的内外线圈加载电流的时序配合示意图。
[0030]图2(b)外线圈加载电流为稳态电流的内外线圈加载电流的时序配合示意图。
[0031]图3(a)为金属管件端部设置成形线圈加载径向电磁力的电磁翻边装置装配图。
[0032]图3(b本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无需置于管件内部的管件非接触翻边装置，其特征在于，该装置包括：内线圈（1），为待翻边的金属管件（3）端部区域提供感应涡流；外线圈（2），为待翻边的金属管件（3）端部区域提供轴向背景磁场；翻边模具（4），控制翻边金属管件（3）的翻边高度；线圈供电电源系统，为内线圈（1）、外线圈（2）提供能量。2.根据权利要求1所述一种无需置于管件内部的管件非接触翻边装置，其特征在于：该装置呈现轴对称结构，内线圈（1）位于金属管件（3）的正上方且中心同轴，金属管件（3）与内线圈（1）放置位置相匹配，外线圈（2）放置于内线圈（1）外部，两线圈靠近金属管件（3）翻边端处于平齐；内线圈（1）与脉宽较小的脉冲电流供电电源系统相连，外线圈（2）与脉宽较宽的脉冲电流供电电源系统相连接或者与稳态电流供电电源相连接；金属管件（3）置于翻边模具（4）内部。3.根据权利要求1所述一种无需置于管件内部的管件非接触翻边装置，其特征在于：所述线圈均置于金属管件（3）端部，且内、外线圈相互配合，内线圈与外线圈同轴，且内、外线圈靠近管件端处于平齐，对管件端部施加的是非接触的径向电磁力。4.根据权利要求1所述一种无需置于管件内部的管件非接触翻边装置，其特征在于：所述内线圈的匝数远小于外线圈的匝数。5.根据权利要求1所述一种无需置于管件内部的管件非接触翻边装置，其特征在于：所述外线圈加载长脉宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊奇，黄浩，夏良宇，唐红涛，邱立，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：