一种基于柔性介质的电磁成形装置

本实用新型涉及金属成形制造技术领域，具体涉及一种基于柔性介质的电磁成形装置。

背景技术：

基于柔性介质的成形方法是利用柔性介质（橡胶或者柔性介质颗粒等）作为凸（凹）模，再用一刚性凹（凸）模，在传力介质的作用下使板材成形；该成形方法可以有效地改善板料成形之后的均匀性，但是该成形方法需要使用压力机设备，不具有环境友好性，而且该成形方法的成形速率低，对板料的成形性提高有限。

电磁成形是一种高能率成形技术，其原理是利用电磁感应受到的排斥力使金属坯料产生背离成形线圈的塑性变形，从而将坯料成形为特定形状、尺寸的构件。电磁成形可以提高铝合金板料常温下的成形极限，减小铝合金成形中的回弹问题。而且电磁成形工艺过程无需润滑、模具简单、高能低耗。因此，电磁成形技术在汽车、航空、航天领域得到了广泛的应用。但是现有的电磁成形技术存在以下问题：1.普通的平板螺旋线圈产生的电磁力分布不规律，板料成形后的厚度分布十分不均匀，导致板料成形后的均匀性很难得到保证；2.可以通过改变线圈的结构得到理想的电磁力分布，但是实现难度十分巨大；3.可以通过集磁器来实现板料上电磁力的调控，但是集磁器设计复杂，而且集磁器导致能量利用率大幅降低。

特别是诸如铝合金、镁合金、钛合金等板材常温下成形塑性较低，所采用的电磁成形装置结构相对复杂，且成形后的均匀性达不到相应的要求。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷或改进需求，本实用新型将电磁成形与基于柔性介质的成形技术相结合，提供了一种基于柔性介质的电磁成形装置，增设柔性介质、改善材料的流动，从而提高板料成形后的均匀性。

为此，本实用新型的技术方案为：一种基于柔性介质的电磁成形装置，包括成形线圈、压边圈、凹模，待成形板料放置于压边圈和凹模之间，成形线圈设在待成形板料的上方，其特征在于：

所述凹模的型腔中设置有柔性介质，将柔性介质放在待成形板料的下面，可以增加被压力，板料成形之后更均匀。

作为优选，所述待成形板料和成形线圈之间设有驱动片，驱动片放置于待成形板料表面，成形线圈的磁场使驱动片上产生感应涡流，感应涡流与线圈磁场共同作用产生的电磁力使驱动片向远离成形线圈的方向变形、挤压待成形板料，以提高待成形板料的成形深度。

作为优选，所述待成形板料和驱动片之间还夹设有柔性介质，在待成形板料的上下同时设置柔性介质，可有效改善待成形板料的贴模性，用于不易成形的镁合金、钛合金材料，以保证其成形的均匀性。

作为优选，所述柔性介质为橡胶或弹性固体颗粒介质，具有成本低、成形表面质量好、形状复杂及回弹小、起趋小的优点。

作为优选，所述驱动片的材料为铜或铝，待成形板料的材料为铝合金或镁合金或钛合金，适用于常温下成形塑性较低的板料的成形。

有益效果：本实用新型结构简单、成本低，能明显改善材料的流动，从而提高板料成形后的均匀性，且成形速度快，工作效率高。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1结构示意图。

图2是图1的成形工作原理图。

图3是本实用新型的实施例2结构示意图。

图4是图3的成形工作原理图。

图5是本实用新型的实施例3结构示意图。

图6是图5的成形工作原理图。

图中所示：1、压边圈；2、待成形板料；3、凹模；4、成形线圈；5、柔性介质；6、驱动片。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，但该实施例不应理解为对本实用新型的限制。

本实用新型如图1至图6所示：

实施例1：

待成形板料2设置在压边圈1和凹模3之间，成形线圈4设置在压边圈1中，柔性介质5设置在凹模3的型腔中，待成形板料的材质为铝合金或镁合金或钛合金，柔性介质5可以设置为橡胶或柔性固定颗粒介质，这里采用橡胶；

成形过程中，成形线圈4与待成形板料2之间产生电磁感应，待成形板料2在电磁力的作用下发生变形，待成形板料压缩柔性介质5，柔性介质5产生变形，柔性介质5对成形板料提供反向的压力而成形。

实施例2：

待成形板料2设置在压边圈1和凹模3之间，在实施例1的基础上，在成形线圈4与待成形板料2之间设置驱动片6，驱动片的材质为铝或铜中的一种，驱动片6放置在待成形板料2上；

成形过程中，成形线圈4与驱动片6之间产生电磁感应，驱动片6在电磁力的作用下发生变形，待成形板料2在驱动片的驱动作用下发生变形，待成形板料2压缩柔性介质5，柔性介质5产生变形，对待成形板料2提供反向的压力而成形。

实施例3：

待成形板料2设置在压边圈1和凹模3之间，在实施例2的基础上，在驱动片6和待成形板料2之间增设柔性介质5；

成形过程中，成形线圈4与驱动片6之间产生电磁感应，驱动片6在电磁力的作用下发生变形，驱动片6压缩柔性介质5，柔性介质5产生变形，板料2在柔性介质5提供的压力下发生变形；同时，板料压缩凹模3中的柔性介质5，凹模中的柔性介质5产生变形，成形板料2提供反向的压力而成形。

本说明书中未作详细说明之处，为本领域公知的技术。

通过上述加工方法的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本实用新型不局限于上述的具体实施方式，在本实用新型基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本实用新型的保护范围，应由各权利要求限定之。

技术特征：

1.一种基于柔性介质的电磁成形装置，包括成形线圈、压边圈、凹模，待成形板料放置于压边圈和凹模之间，成形线圈设在待成形板料的上方，其特征在于：

所述凹模的型腔中设置有柔性介质。

2.根据权利要求1所述一种基于柔性介质的电磁成形装置，其特征在于：所述待成形板料和成形线圈之间设有驱动片，驱动片放置于待成形板料表面。

3.根据权利要求2所述一种基于柔性介质的电磁成形装置，其特征在于：所述待成形板料和驱动片之间还夹设有柔性介质。

4.根据权利要求1或2或3所述一种基于柔性介质的电磁成形装置，其特征在于：所述柔性介质为橡胶或弹性固体颗粒介质。

5.根据权利要求2或3所述一种基于柔性介质的电磁成形装置，其特征在于：所述驱动片的材料为铜或铝，待成形板料的材料为铝合金或镁合金或钛合金。

技术总结
本实用新型提供了一种基于柔性介质的电磁成形装置，包括成形线圈、压边圈、凹模，待成形板料放置于压边圈和凹模之间，成形线圈设在待成形板料的上方；成形线圈与待成形板料之间从上向下还依次设有驱动片、柔性介质，待成形板料下面另设有柔性介质、该柔性介质设置于凹模的型腔中。本实用新型结构简单、成本低，能明显改善材料的流动，从而提高板料成形后的均匀性，且成形速度快，工作效率高。

技术研发人员：刘贤龙
受保护的技术使用者：湖北汽车工业学院
技术研发日：2020.11.11
技术公布日：2021.08.13