阅读说明：本技术 大型铝合金件基于静电力渐进推拉复合成形装置及方法 (electrostatic force based progressive push-pull composite forming device and method for large aluminum alloy part ) 是由 苏春建 李震 刘加珍 吕始鹏 鲁先宝 张帅 于 2019-07-31 设计创作，主要内容包括：本发明涉及铝合金件成形技术领域,提供了一种型铝合金件基于静电力渐进推拉复合成形装置及方法,该装置包括压板、顶板、模具和电磁线圈；压板位于顶板的上方,用以将铝合金件固定在顶板上；电磁线圈设置于模具的上方,铝合金件放置于模具和电磁线圈之间。该方法包括以下步骤：1)将铝合金件放置于顶板上,通过压板将其固定；2)调整模具的位置,将模具置于待成形铝合金件的下方；3)将电磁线圈通电,电磁线圈与位于铝合金件下方模具相互作用,完成铝合金件成形。本发明将静电力渐进成形和传统推拉技术结合在一起,与旋压成形相比,能够明显抑制壁厚减薄；与传统冲压相比,能够明显抑制起皱。(The invention relates to the technical field of aluminum alloy part forming, and provides a gradual push-pull composite forming device and method for a profile aluminum alloy part based on electrostatic force, wherein the device comprises a pressing plate, a top plate, a mold and an electromagnetic coil; the pressing plate is positioned above the top plate and used for fixing the aluminum alloy piece on the top plate; the electromagnetic coil is arranged above the die, and the aluminum alloy piece is placed between the die and the electromagnetic coil. The method comprises the following steps: 1) placing the aluminum alloy piece on the top plate, and fixing the aluminum alloy piece through a pressing plate; 2) adjusting the position of the die, and placing the die below the aluminum alloy piece to be formed; 3) and electrifying the electromagnetic coil, and enabling the electromagnetic coil to interact with a die positioned below the aluminum alloy part to finish the forming of the aluminum alloy part. The invention combines the electrostatic force progressive forming and the traditional push-pull technology together, and compared with the spinning forming, the invention can obviously inhibit the wall thickness from thinning; compared with the traditional punching, the method can obviously inhibit wrinkling.)

大型铝合金件基于静电力渐进推拉复合成形装置及方法

技术领域

本发明涉及铝合金件成形技术领域，具体涉及一种大型铝合金件基于静电力渐进推拉复合成形装置及方法。

背景技术

铝合金在室温下的变形能力较差，大型铝合金件在成形过程中，采用旋压成形时，铝合金件的壁厚容易减薄；传统冲压成形时，铝合金件表面容易出现起皱现象。这就导致了导致铝合金板材成形精度较低。

发明内容

基于上述背景，本发明提供了一种大型铝合金件基于静电力渐进推拉复合成形装置及方法。

本发明采用以下的技术方案：

一种大型铝合金件基于静电力渐进推拉复合成形装置，包括压板、顶板、模具和电磁线圈；所述压板位于顶板的上方，用以将铝合金件固定在顶板上；所述电磁线圈设置于模具的上方，铝合金件放置于模具和电磁线圈之间。

进一步地，所述电磁线圈通过开关与电源导通；电源、开关、电磁线圈构成电磁电路。

进一步地，所述电磁电路中设置有可调电阻。

进一步地，所述电磁线圈有两组，两组所述电磁线圈相互串联。

进一步地，两组所述电磁线圈相互对称设置于模具中点的上方。

进一步地，所述电磁线圈的结构参数包括线圈层数、线圈匝间距、线圈层间距、导线截面积和导线截面形状。

上述技术方案中，电磁线圈的结构参数包括线圈层数、线圈匝间距、线圈层间距、导线截面积和导线截面形状。经过实际生产需求，可以改变电磁线圈的这五个参数，根据板料最终变形的效果来调整这五个参数对于铝合金件板料均匀塑性变形的影响，最终确定板料发生均匀变形的合理的线圈结构参数。

进一步地，所述顶板的下方设有底座，所述底座上设置有支撑柱，顶板通过所述支撑柱固定于底座上。

进一步地，还包括可调节高度的承放台，所述可调节高度的承放台设置于所述模具的下方，用以调节模具的高度。

一种大型铝合金件基于静电力渐进推拉复合成形方法，包括以下步骤：

(1)将铝合金件放置于顶板上，通过压板将其固定；

(2)调整模具的位置，将模具置于待成形铝合金件的下方；

(3)将电磁线圈通电，电磁线圈与位于铝合金件下方模具相互作用，完成铝合金件成形。

进一步地，所述电磁线圈的位置能够移动，在步骤的成形过程中，不断移动铝合金件上方的电磁线圈完成铝合金件成形。

上述技术方案中，与传统成形工艺不同，本发明通过重复操作铝合金件被推拉或者通过调整电磁线圈通断电、移动位置或者通过调节可调电阻，重复多次上述步骤，进而完成铝合金件的成形过程。实现大型铝合金件基于静电力渐进推拉复合成形。

进一步地，所述压板为分块压边装置，所述分块压边装置由六块压板组成。

上述技术方案中，与传统成形工艺所用压边方式不同，本发明工艺采取了分块压边的方式，以控制住不同区域的压边力，分块数量设定为六块。

板料变形的不均匀性导致两条路径上的应力分布有所不同，经分析可以得出，板料在进行首次放电变形后，因周向正应力引起的起皱出现在法兰区和悬空侧壁区。由于板料成形后应力分布不均，采取了分块压边的方式，以控制住不同区域的压边力，分块数量根据模拟结果设定为六块。一号压边块为最靠近局部塑形变形去的分块，主要控制着变形过程中的法兰区，二号和六号压边块为最靠近悬空区的对称的两个分块，分别控制局部塑形变形区两侧的悬空侧壁区。

本发明具有的有益效果是：

本发明将静电力渐进成形和传统推拉技术结合在一起，形成一种大型铝合金件基于静电力渐进推拉复合成形新技术的工艺；与旋压成形相比，能够明显抑制壁厚减薄；与传统冲压相比，能够明显抑制起皱。

本发明针对大型铝合金曲面零件静电力渐进成形工艺，对平板静电力成形线圈进行了结构优化设计，研究了线圈层数、线圈匝间距、线圈层间距、导线截面积和导线截面形状等线圈结构参数对大型铝合金曲面零件均匀塑性变形的影响，对平板静电线圈进行了结构优化设计，能够产生连续渐进的均匀塑性变形的静电力成形线圈。

本发明采用了分块变压边力的方式，研究了静电渐进成形中放电后板料的起皱现象和塑形流动规律，分析了成形后零件的应力分布规律，揭示了压边力变化对静电力渐进成形放电过程中板料起皱和材料塑性流动行为的影响规律。

附图说明

图1为大型铝合金件基于静电力渐进推拉复合成形装置的结构示意图。

其中，1为压板，2为顶板，3为底座，4为支撑柱，5为模具，6为铝合金件，7为电源，8为开关，9为可调电阻，10为电磁线圈，11为可调节高度的承放台。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体的说明：

参阅图1，一种大型铝合金件基于静电力渐进推拉复合成形装置，包括压板1、顶板2、模具5和电磁线圈10；所述压板1位于顶板2的上方，用以将铝合金件6固定在顶板2上；所述电磁线圈10设置于模具5的上方，铝合金件6放置于模具5和电磁线圈10之间。

作为其中一个实施例，本实施例中，所述电磁线圈10通过开关8与电源7导通；电源7、开关8、电磁线圈10构成电磁电路。

作为其中一个实施例，本实施例中，所述电磁电路中设置有可调电阻9。

作为其中一个实施例，本实施例中，所述电磁线圈10有两组，两组所述电磁线圈10相互串联。

作为其中一个实施例，本实施例中，两组所述电磁线圈10相互对称设置于模具5中点的上方。

作为其中一个实施例，本实施例中，所述电磁线圈10的结构参数包括线圈层数、线圈匝间距、线圈层间距、导线截面积和导线截面形状。

电磁线圈10的结构参数包括线圈层数、线圈匝间距、线圈层间距、导线截面积和导线截面形状。经过实际生产需求，可以改变电磁线圈10的这五个参数，根据板料最终变形的效果来调整这五个参数对于铝合金件6板料均匀塑性变形的影响，最终确定板料发生均匀变形的合理的线圈结构参数。

作为其中一个实施例，本实施例中，所述顶板2的下方设有底座3，所述底座3上设置有支撑柱4，顶板2通过所述支撑柱4固定于底座3上。

作为其中一个实施例，本实施例中，还包括可调节高度的承放台11，所述可调节高度的承放台11设置于所述模具5的下方，用以调节模具5的高度。

一种大型铝合金件基于静电力渐进推拉复合成形方法，包括以下步骤：

(1)将铝合金件6放置于顶板2上，通过压板1将其固定；

(2)调整模具5的位置，将模具5置于待成形铝合金件6的下方；

(3)将电磁线圈10通电，电磁线圈10与位于铝合金件6下方模具5相互作用，完成铝合金件6成形。

作为其中一个实施例，本实施例中，所述电磁线圈10的位置能够移动，在步骤(3)的成形过程中，不断移动铝合金件6上方的电磁线圈10完成铝合金件6成形。

与传统成形工艺不同，本发明通过重复操作铝合金件6被推拉或者通过调整电磁线圈10通断电、移动位置或者通过调节可调电阻9，重复多次上述步骤，进而完成铝合金件的成形过程。实现大型铝合金件基于静电力渐进推拉复合成形。

作为其中一个实施例，本实施例中，所述压板1为分块压边装置，所述分块压边装置由六块压板组成。

与传统成形工艺所用压边方式不同，本发明工艺采取了分块压边的方式，以控制住不同区域的压边力，分块数量设定为六块。

板料变形的不均匀性导致两条路径上的应力分布有所不同，经分析可以得出，板料在进行首次放电变形后，因周向正应力引起的起皱出现在法兰区和悬空侧壁区。由于板料成形后应力分布不均，采取了分块压边的方式，以控制住不同区域的压边力，分块数量根据模拟结果设定为六块。一号压边块为最靠近局部塑形变形去的分块，主要控制着变形过程中的法兰区，二号和六号压边块为最靠近悬空区的对称的两个分块，分别控制局部塑形变形区两侧的悬空侧壁区。

本发明所提供了一种大型铝合金件基于静电力渐进推拉复合成形新技术的装置及方法，其工艺简单易行，和旋压成形相比，此方法能够明显抑制壁厚减薄，和传统冲压相比，此方法能够明显抑制起皱，装置简单方便，提高了生产效率，适合大型铝合金件的成形。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。