基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置的制造方法
【专利摘要】本发明提出一种基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置，工作台开设有上下贯通的冲压口，支撑架包括位于工作台上侧的上托板、位于工作台下侧的下托板和与工作台滑动连接的连接杆，连接杆的两端分别装配连接上托板和下托板，凸模成形组件包括位于冲压口正上方且与上托板活动连接的凸模、位于冲压口边缘且与工作台活动连接的导模板、位于导模板上方且与导模板活动连接的压边圈，高频电磁场发生器位于冲压口正下方且与下托板装配连接。本发明的有益效果为：可以简化金属板材冲压工艺，不受冲压件生产批量的限制；可以降低金属板材冲压成本，提高金属板材冲压效率；也适合高强度、难成形的板材的冲压成形，冲压成形后的冲压件品质优良。
【专利说明】
基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置
技术领域
[0001]本发明涉及金属板材冲压成形技术领域，特别是涉及一种基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置。
【背景技术】
[0002]金属板材冲压成形是一种重要的金属板材塑性加工技术，在机械加工领域有着极为广泛的应用。现如今，部分板材成形产品的需求量不大，而冲压加工只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。同时，加工制造业不断在缩短产品市场化周期、降低产品开发费用的方向上努力，而利用传统的刚性模具冲压方法时，成形所需费用高，模具的设计和制造又需要大量的时间和费用。另外，随着对板材成形产品的要求越来越高，大量高强度、难成形的板材成形材料的投入使用，增大了对传统板材冲压成形工艺的要求。这些高强度金属板材屈服应力高、强度好，其冲压成形性能差、难度比较大，容易产生破裂现象，特别是起皱、回弹等缺陷比较显著，直接影响着高强度金属板材冲压件的品质。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置，简化金属板材冲压工艺，降低金属板材冲压成本，提高金属板材冲压效率，适合高强度、难成形的板材的冲压成形。
[0004]本发明提供一种基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置，包括工作台、支撑架、凸模成形组件和高频电磁场发生器，工作台开设有上下贯通的冲压口，支撑架包括位于工作台上侧的上托板、位于工作台下侧的下托板和与工作台滑动连接的连接杆，连接杆的两端分别装配连接上托板和下托板，凸模成形组件包括位于冲压口正上方且与上托板活动连接的凸模、位于冲压口边缘且与工作台活动连接的导模板、位于导模板上方且与导模板活动连接的压边圈，高频电磁场发生器位于冲压口正下方且与下托板装配连接。
[0005]进一步的，还包括设置于工作台上的可与金属板材接触的温度传感器。
[0006]进一步的，凸模内充填有冷却液。
[0007]进一步的，还包括套设于连接杆上的弹簧。
[0008]进一步的，连接杆为两根，两根连接杆分别位于冲压口的两侧。
[0009]进一步的，高频电磁场发生器包括与下托板装配连接的高频线圈容纳框、与高频线圈容纳框固定连接的高频线圈支撑架和装配于高频线圈支撑架上的高频线圈。
[0010]进一步的，高频线圈支撑架位于高频线圈容纳框的内部，高频线圈支撑架包括纵支架和与纵支架固定连接的多个横支架，纵支架与高频线圈容纳框固定连接。
[0011]进一步的，高频线圈支撑架为多个，相邻的两高频线圈支撑架上相靠近的横支架交错排列。
[0012]进一步的，上托板开设有连接口，凸模上固定连接有可与连接口卡合的挡板。
[0013]进一步的，连接杆的两端分别经螺母装配连接上托板和下托板。
[0014]与现有技术相比，本发明的基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置具有以下特点和优点:
[0015]1、本发明的基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置，可以简化金属板材冲压工艺，不受冲压件生产批量的限制；
[0016]2、本发明的基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置，可以降低金属板材冲压成本，提高金属板材冲压效率；
[0017]3、本发明的基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置，也适合高强度、难成形的板材的冲压成形，冲压成形后的冲压件品质优良。
[0018]结合附图阅读本发明的【具体实施方式】后，本发明的特点和优点将变得更加清楚。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本发明实施例中基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置结构示意图 ，
[0021]图2为本发明实施例中基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置结构示意图-* *
[0022]图3为本发明实施例中高频电磁场发生器的二维结构示意图；
[0023]图4为本发明实施例中高频电磁场发生器的三维结构示意图；
[0024]图5为本发明实施例中高频电磁场产生示意图；
[0025]其中，
[0026]1、高频电源，2、工作台，3、温度传感器，4、弹簧，5、螺母，6、连接杆，7、冷却液，8、凸模，9、上托板，10、压边圈，11、金属板材，12、导模板，13、高频线圈容纳框;14、高频线圈；15、高频线圈支撑架，151、纵支架，152、横支架，16、下托板。
【具体实施方式】
[0027]如图1至图5所示，本实施例提供一种基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置，工作台2开设有上下贯通的冲压口 21，支撑架包括位于工作台2上侧的上托板9、位于工作台2下侧的下托板16和与工作台2滑动连接的连接杆6，连接杆6为两根，两根连接杆6分别位于冲压口 21的两侧，连接杆6上套设有弹簧4，弹簧4的一端卡在工作台2和上托板9之间，弹簧4起到支撑整个支撑架的作用。连接杆6的两端分别经螺母5装配连接上托板9和下托板16，凸模成形组件包括位于冲压口 21正上方且与上托板9活动连接的凸模8、位于冲压口 21边缘且与工作台2活动连接的导模板12、位于导模板12上方且与导模板12活动连接的压边圈10，上托板9开设有连接口，凸模8上固定连接有可与连接口卡合的挡板，以使凸模8活动连接上托板9。凸模8内充填有冷却液7。高频电磁场发生器位于冲压口 21正下方且与下托板16装配连接，高频电磁场发生器包括与下托板16装配连接的高频线圈容纳框13、与高频线圈容纳框13固定连接的高频线圈支撑架15和装配于高频线圈支撑架15上的高频线圈14，其中，高频线圈支撑架15位于高频线圈容纳框13的内部，高频线圈支撑架15包括纵支架151和与纵支架151固定连接的多个横支架152，纵支架151与高频线圈容纳框13固定连接，高频线圈支撑架15为多个，相邻的两高频线圈支撑架15上相靠近的横支架152交错排列。本实施例中，在工作台2上金属板材11的一侧设置有温度传感器3，温度传感器3可与金属板材11接触。
[0028]本实施例的基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置，其工作过程如下:开始进行金属板材11的冲压工作前，根据成形件的形状尺寸来调整导模板12和压边圈10的安装位置。在导模板12和压边圈10之间放置金属板材11，压边圈10紧贴在金属板材11的上表面。开启高频电源I，高频线圈14中通入高频交变电流，高频线圈14产生一个不均匀、迅速变化的高频磁场。金属板材11处于此高频磁场当中，由于感应作用，使金属板材11表面发生集肤效应，会有涡流产生，该涡流产生与高频线圈14方向相反的磁场，从而金属板材11和高频线圈14之间产生排斥力，同时金属板材11内部因为涡流效应产生热量。根据成形的需要，合理调整高频电源I的大小、频率和高频线圈14的空间位置，进而可以改变高频线圈14和金属板材11间产生的排斥力的大小和方向，因此，当凸模8在下行的过程当中，可以把金属板材11受到的作用力看作为传统冲压工艺中的凹模。温度传感器3监控金属板材11的温度变化，当金属板材11的温度达到预期温度时，凸模8向下移动。当凸模8下行到与金属板材11接触时，凸模8两侧的突出的挡板压在上托板9连接口的边缘上，进而凸模8带动支撑架向下移动。此时，随着凸模8的继续下移，弹簧4被压缩，弹簧4对凸模8的弹力越来越大。在高频线圈14对凸模8的排斥力的基础上，附加弹簧4对凸模8逐渐增大的弹力，使金属板材11变形部位所受到的作用力均匀稳定。金属板材11在变形下移过程中，始终保持与高频线圈14固定的距离，金属板材11的温度场也均匀稳定。当金属板材11成形完毕后，断开高频电源I，凸模8在弹簧4的作用下上行，凸模8与金属板材11分离，取出成形件，完成本次冲压成形加工，基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置的各部分恢复至初始位置，在进行下一次冲压成形加工时，只需放置好金属板材11，重复上述加工操作即可。
[0029]本实施例的基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置，省略了凹模的制作，使模具费用降低，降低金属板材11的冲压成本，简化了金属板材11冲压工艺，不受冲压件生产批量的限制，并提高金属板材11的冲压效率。金属板材11受力均匀且温度场也均匀稳定，从而提高了成形件的表面质量和精度，金属板材11底部受到各个方向的力，具有良好的贴模性。由于本实施例中的基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置，其中的金属板材11内部、压边圈10和导模板12的侧壁均会因为涡流效应迅速产生热量，进而会对金属板材11进行加热，因此可以充分发挥高强度和塑性差的金属板材11的成形性能，提高金属板材11的成形极限，降低成形力，在金属板材11为高强度、难成形的板材时，冲压成形后的冲压件品质优良。凸模8中循环的冷却液7会对金属板材11已成形的部分进行降温冷却定型，使成形件的强度、精度高，有效的减少回弹、起皱等问题，特别适合生产形状复杂的高强度或者塑性差的金属板材11的冲压加工。
[0030]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。
【主权项】
1.一种基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置，其特征在于:包括工作台、支撑架、凸模成形组件和高频电磁场发生器，工作台开设有上下贯通的冲压口，支撑架包括位于工作台上侧的上托板、位于工作台下侧的下托板和与工作台滑动连接的连接杆，连接杆的两端分别装配连接上托板和下托板，凸模成形组件包括位于冲压口正上方且与上托板活动连接的凸模、位于冲压口边缘且与工作台活动连接的导模板、位于导模板上方且与导模板活动连接的压边圈，高频电磁场发生器位于冲压口正下方且与下托板装配连接。2.根据权利要求1所述的基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置，其特征在于:还包括设置于工作台上的可与金属板材接触的温度传感器。3.根据权利要求2所述的基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置，其特征在于:凸模内充填有冷却液。4.根据权利要求3所述的基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置，其特征在于:还包括套设于连接杆上的弹簧。5.根据权利要求4所述的基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置，其特征在于:连接杆为两根，两根连接杆分别位于冲压口的两侧。6.根据权利要求1至5任一项所述的基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置，其特征在于:高频电磁场发生器包括与下托板装配连接的高频线圈容纳框、与高频线圈容纳框固定连接的高频线圈支撑架和装配于高频线圈支撑架上的高频线圈。7.根据权利要求6所述的基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置，其特征在于:高频线圈支撑架位于高频线圈容纳框的内部，高频线圈支撑架包括纵支架和与纵支架固定连接的多个横支架，纵支架与高频线圈容纳框固定连接。8.根据权利要求7所述的基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置，其特征在于:高频线圈支撑架为多个，相邻的两高频线圈支撑架上相靠近的横支架交错排列。9.根据权利要求1至5任一项所述的基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置，其特征在于:上托板开设有连接口，凸模上固定连接有可与连接口卡合的挡板。10.根据权利要求1至5任一项所述的基于感生高频电磁场的金属板材温热成形装置，其特征在于:连接杆的两端分别经螺母装配连接上托板和下托板。
【文档编号】B21D22/22GK105921582SQ201610304694
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】苏春建, 张晨阳, 王辉波, 张柯, 张克, 许婷婷, 王清
【申请人】山东科技大学