本发明涉及电磁成形，尤其涉及一种基于驱动板的振动辅助电磁成形装置及方法。
背景技术：
1、电磁成形技术作为突破金属材料加工瓶颈的前沿方法，凭借其非接触式、高速率等特点，在轻质合金(铝、镁、钛等)成形制造中展现出显著优势，特别是在汽车轻量化与航空复杂结构件加工领域表现突出。目前，传统的电磁成形技术在处理低导电性高强度金属时，由于受限于材料本征特性，工件感应涡流强度不足，导致驱动洛伦兹力难以满足塑性变形需求。而振动辅助电磁成形技术通过高频振动的施加，可大幅度提高材料的成形极限和成形质量，有效地解决变形难、成形深度不理想等问题。
2、然而，目前的振动辅助电磁成形装置，振动辅助所需的交变电流和电磁成形所需的脉冲大电流均采用直接对工件放电的方式，振动辅助回路与电磁成形回路并联在工件两端，两回路之间的相互作用无法避免，对振动辅助电源及其开关装置提出了较高要求，限制了振动参数的调控范围，在一定程度上影响了工件成形。
技术实现思路
1、针对背景技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于驱动板的振动辅助电磁成形装置及方法。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
3、一种基于驱动板的振动辅助电磁成形装置，包括：
4、背景磁场模块，其为工件提供背景磁场；
5、振动辅助模块，其包括交流放电回路，为工件提供特定频率和幅值的交流电，在背景磁场和交流电的作用下，工件可产生高频振动；
6、电磁驱动模块和驱动板，所述驱动板和工件之间设有非导电隔离件，所述电磁驱动模块为所述驱动板提供脉冲大电流以产生脉冲电磁力，所述驱动板再作用于工件使其发生变形。
7、进一步地，所述非导电隔离件为非导电软垫。
8、进一步地，所述背景磁场模块包括电容器组c1放电回路与背景磁场线圈，所述电容器组c1放电回路用于将特定参数的脉冲大电流施加到背景磁场线圈上，所述背景磁场线圈用于在成形区域中产生均匀的空间背景电磁场。
9、进一步地，所述电磁驱动模块中包括电容器组c2放电回路，用于将脉冲大电流施加到所述驱动板上。
10、进一步地，所述驱动板为金属驱动板。
11、进一步地，所述金属驱动板由纯铜、铝、银、镁、锌和或锡中的任一种材料制成。
12、一种基于上述任一项所述基于驱动板的振动辅助电磁成形装置的电磁成形方法，包括如下步骤：
13、s1：闭合开关k1，导通电容器组c1放电回路，将脉冲大电流施加到背景磁场线圈上，在成形区域内产生成形所需的强磁场；
14、s2：闭合开关k2，导通交流放电回路，工件在电磁场与交流电的作用下产生高频振动；
15、s3：闭合开关k3，导通电容器组c2放电回路，驱动板在电磁场与脉冲大电流下产生电磁力，所述驱动板再作用于工件，使其发生自由胀形。
16、进一步地，所述s3中，所述驱动板通过非导电隔离件作用于工件。
17、进一步地，在所述s1之前还需经历以下步骤：s11:根据待成形工件的材料、厚度、大小及成形目标，确定交流放电回路的频率与幅值；s12：在已有超声振动参数作用下，通过仿真手段，对电容器组c1与电容器组c2放电回路中的储能电容的放电电压及放电回路电阻参数进行优化选择；s13：设置所选择的交流放电参数及脉冲放电参数。
18、本发明的有益效果是：
19、1、本发明提出的一种基于驱动板的振动辅助电磁成形装置，包括背景磁场模块，其为工件提供背景磁场；振动辅助模块，其包括交流放电回路，为工件提供特定频率和幅值的交流电，在背景磁场和交流电的作用下，工件可产生高频振动；电磁驱动模块和驱动板，电磁驱动模块为驱动板提供脉冲大电流以产生脉冲电磁力，驱动板再作用于工件使其发生变形。本发明将高频振动和电磁成形分别作用于成形工件和驱动板，避免了振动辅助回路与电磁驱动回路之间的相互影响，降低了对振动辅助回路电源及开关的要求，使得振动参数的调控范围不会受限，更好地实现工件成形。
20、2、本发明提出的一种基于驱动板的振动辅助电磁成形装置，驱动板和工件之间设有非导电隔离件，非导电隔离件的设置将驱动板与工件进行电气隔离，同时可使工件受力更加均匀，增强振动传递效果，减少工件磨损，增加设备使用寿命。
21、3、本发明提出的一种电磁成形方法，通过背景磁场模块向成形装置提供强磁场，保证工件的成形区域存在成形所需的强磁场，然后向待成形工件中通入交流电，使工件在背景磁场的作用下能够发生高频振动，高频振动可以有效降低材料的变形抗力，减小后续工件所需的成形力。再通过电容器组向驱动板放电，在强磁场与脉冲大电流的作用下驱动板产生强电磁力，并通过非导电隔离件作用于工件，使其发生自由胀形。
1.一种基于驱动板的振动辅助电磁成形装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于驱动板的振动辅助电磁成形装置，其特征在于，所述非导电隔离件为非导电软垫。
3.如权利要求1或2所述的一种基于驱动板的振动辅助电磁成形装置，其特征在于，所述背景磁场模块包括电容器组c1放电回路与背景磁场线圈，所述电容器组c1放电回路用于将特定参数的脉冲大电流施加到背景磁场线圈上，所述背景磁场线圈用于在成形区域中产生均匀的空间背景电磁场。
4.如权利要求3所述的一种基于驱动板的振动辅助电磁成形装置，其特征在于，所述电磁驱动模块中包括电容器组c2放电回路，用于将脉冲大电流施加到所述驱动板上。
5.如权利要求4所述的一种基于驱动板的振动辅助电磁成形装置，其特征在于，所述驱动板为金属驱动板。
6.如权利要求5所述的一种基于驱动板的振动辅助电磁成形装置，其特征在于，所述金属驱动板由纯铜、铝、银、镁、锌和或锡中的任一种材料制成。
7.一种基于权利要求1-6任一项所述基于驱动板的振动辅助电磁成形装置的电磁成形方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.如权利要求7所述的一种电磁成形方法，其特征在于，所述s3中，所述驱动板通过非导电隔离件作用于工件。
9.如权利要求7或8所述的一种电磁成形方法，其特征在于，在所述s1之前还需经历以下步骤：s11:根据待成形工件的材料、厚度、大小及成形目标，确定交流放电回路的频率与幅值；s12：在已有超声振动参数作用下，通过仿真手段，对电容器组c1与电容器组c2放电回路中的储能电容的放电电压及放电回路电阻参数进行优化选择；s13：设置所选择的交流放电参数及脉冲放电参数。