阅读说明：本技术 一种板管类零件的通用电磁成形装置 (Universal electromagnetic forming device for plate-tube parts ) 是由 崔晓辉 颜子钦 黄长清 喻海良 代鹏逸 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种板管类零件的通用电磁成形装置,包括电磁线圈、转换集磁器和成形集磁器,转换集磁器和成形集磁器为中心设置有通孔的环状结构,转换集磁器的一端向电磁线圈靠拢,另一端套接在成形集磁器的外侧,成形集磁器的中心设置有一管件成型孔,或者该成形集磁器的下侧设置有一板件成型面,转换集磁器相对电磁线圈部分的尺寸大于成形集磁器靠近管件成型孔和板件成型面部分的尺寸。放电线圈和转换集磁器的尺寸大,成形集磁器尺寸小。针对不同尺寸的平板和管件成形,无需改变放电线圈和转换集磁器结构,只需设计与零件待变形区域相匹配的成形用集磁器。而成形用集磁器结构尺寸小,结构简单,加工成本大幅度降低。(The invention discloses a universal electromagnetic forming device for plate and tube parts, which comprises an electromagnetic coil, a conversion magnetic collector and a forming magnetic collector, wherein the conversion magnetic collector and the forming magnetic collector are of an annular structure with a through hole in the center, one end of the conversion magnetic collector is close to the electromagnetic coil, the other end of the conversion magnetic collector is sleeved on the outer side of the forming magnetic collector, a pipe forming hole is formed in the center of the forming magnetic collector, or a plate forming surface is arranged on the lower side of the forming magnetic collector, and the size of the conversion magnetic collector relative to the electromagnetic coil part is larger than the size of the forming magnetic collector close to the pipe forming hole and the plate forming surface part. The discharge coil and the conversion magnetic collector are large in size, and the formed magnetic collector is small in size. Aiming at the forming of flat plates and pipe fittings with different sizes, the structures of a discharge coil and a conversion magnetic collector are not required to be changed, and only the magnetic collector for forming matched with a to-be-deformed area of a part is required to be designed. The magnetic collector for forming has small structural size, simple structure and greatly reduced processing cost.)

一种板管类零件的通用电磁成形装置

技术领域

本发明涉及材料加工成形技术领域，尤其涉及一种板管类零件的通用电磁成形装置。

背景技术

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的方法，是未来制造业的关键技术之一。研究表明：材料在脉冲磁场力作用下发生高速变形，最终获得高于传统冲压加工下的成形性能。

集磁器是电磁脉冲成形中一种常用的辅助配件,在板管零件成形中得到广泛应用。通过改变集磁器的结构，可以使线圈产生的磁场集中在待变形零件的小区域，从而使空间局部区域的磁场大大加强，达到提高成形效率的目的。

目前，电磁成形用集磁器主要分为管件集磁器和平板集磁器。例如：在文献“铝合金与钢管件电磁脉冲连接特性研究”中，范伟采用管件集磁器实现了铝管和钢管的连接。在文献“板料电磁成形集磁器工作原理的模拟及其结构的改进”中，王波采用3D有限元手段分析平板集磁器中的电流分布，并分析了不同形状集磁器对板料上磁场力分布的影响。在文献“基于电磁脉冲技术的金属板件高速碰撞焊接方法与实验研究”中，邓方雄采用平板集磁器实现了板料的焊接成形。

因此，目前针对管件成形，就需要设计与管件尺寸相匹配的螺线管线圈和管件集磁器结构。随着管件尺寸和待变形区域的改变，线圈和集磁器就需要重新设计和加工，导致成本大幅度增加。对于板料成形，随着板料尺寸和待变形区域的改变，平板螺旋线圈和平板集磁器就需要重新设计和加工，导致成本大幅度增加。并且，传统的管件和平板集磁器成形，螺线管线圈和平板螺旋线圈是没有办法相互替换的。因此，针对管件和平板成形就需要设计各自的工装结构，导致成本的增加。

发明内容

本发明目的在于提供一种板管类零件的通用电磁成形装置，从而解决上述问题。

为实现上述目的，本发明公开了一种板管类零件的通用电磁成形装置，包括电磁线圈、转换集磁器和成形集磁器，所述转换集磁器和成形集磁器为中心设置有通孔的环状结构，所述转换集磁器的一端向所述电磁线圈靠拢，另一端套接在所述成形集磁器的外侧，所述成形集磁器的中心设置有一管件成型孔，或者该成形集磁器的下侧设置有一板件成型面，所述转换集磁器相对所述电磁线圈部分的尺寸大于所述成形集磁器靠近管件成型孔和板件成型面部分的尺寸。

进一步的，所述电磁线圈和转换集磁器为通用结构，所述成形集磁器可拆式安装在所述转换集磁器内。进一步的，所述管件成型孔和板件成型面的尺寸与待成型的板管类零件匹配。

进一步的，所述成形集磁器的板件成型面背向所述转换集磁器向外延伸。

进一步的，所述电磁线圈为螺线管线圈，所述转换集磁器环向套接在所述螺线管线圈内。

进一步的，所述电磁线圈为平板螺旋线圈，所述转换集磁器一侧的端面向所述平板螺旋线圈靠拢。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的电磁线圈和转换集磁器的尺寸大，成形集磁器尺寸小。针对不同尺寸的平板和管件成形，无需改变电磁线圈和转换集磁器结构，只需设计与零件待变形区域相匹配的成形用集磁器。而成形用集磁器结构尺寸小，结构简单，加工成本大幅度降低。

2、本发明中管件和平板成形可共用相同的放电线圈和转化集磁器。避免了线圈和集磁器的重复加工，降低成本。

3、传统的板料成形只能用平板螺旋线圈和平板集磁器，管件成形只能用螺旋管线圈和管件集磁器。而本发明中的管件和平板成形，均可以采用平板螺旋线圈和螺线管线圈成形系统。使零件成形所需要的工装结构选择范围大，提高了加工的柔性。

下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一公开的采用螺线管线圈的板件成形系统(未变形)；

图2为本发明实施例一公开的采用螺线管线圈的板件成形系统(变形后)；

图3为本发明实施例一公开的采用螺线管线圈的管件成形系统(未变形)；

图4为本发明实施例一公开的采用螺线管线圈的管件成形系统(变形后)；

图5为本发明实施例二公开的采用平板螺旋线圈的管件成形系统(未变形)；

图6为本发明实施例二公开的采用平板螺旋线圈的管件成形系统(变形后)；

图7为本发明实施例二公开的采用平板螺旋线圈的板件成形系统(未变形)；

图8为本发明实施例二公开的采用平板螺旋线圈的板件成形系统(变形后)。

图例说明：

1、电磁线圈；2、转换集磁器；3、成形集磁器；4、管件；5、板件；6、管件成型孔；7、板件成型面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例一：

如图1-图4所示，本发明实施例公开了一种板管类零件的通用电磁成形装置，包括电磁线圈1、转换集磁器2和成形集磁器3，在本实施例中，电磁线圈1为类似弹簧的螺线管线圈，转换集磁器2环向套接在螺线管线圈内，转换集磁器2和成形集磁器3为中心设置有通孔的环状结构，转换集磁器2的一端向电磁线圈1靠拢，另一端套接在成形集磁器3的外侧，成形集磁器3的中心设置有一管件成型孔6，或者该成形集磁器3的下侧设置有一板件成型面7，转换集磁器2相对电磁线圈1部分的尺寸大于成形集磁器3靠近管件成型孔6和板件成型面7部分的尺寸，从而可以充分将磁场聚集到管件成型孔6或者板件成型面7附近的区域，提高成型效率。

在本实施例中，电磁线圈1和转换集磁器2为通用结构，成形集磁器3可拆式安装在转换集磁器2内，从而，管件4和板件5成形可共用相同的电磁线圈1和转换集磁器2，避免了电磁线圈1和转换集磁器2的重复加工，降低成型的成本。具体的，为了与带加工的板管类零件匹配，管件成型孔6和板件成型面7可以根据实际设计，并可以采用快拆快装的连接方式，提高换模的效率。而为了给板件5合适的装夹或者操作空间，也便于成型具有一定凹陷深度结构件，成形集磁器2的板件成型面7向转换集磁器2的外侧凸出，具体为背向转换集磁器3向外延伸。

实施例二：

在本实施例中，如图5-8所示，同样包括电磁线圈1、转换集磁器2和成形集磁器3，转换集磁器2和成形集磁器3为中心设置有通孔的环状结构，其中，电磁线圈1为类似盘状蚊香的平板螺旋线圈，转换集磁器2上端的端面向平板螺旋线圈靠拢设置，在无需改变电磁线圈1和转换集磁器2结构的前提下，同样可以实现使管件4和板件5的成形，从而成形所需要的工装结构选择范围大，提高了加工的柔性。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。