一种采用强磁力逐步成形薄壁零件的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种薄壁零件的成形方法，具体涉及一种采用强磁力驱动模具和坯料以成形薄壁零件的方法。
【背景技术】
[0002]在航空航天等领域，存在很多大尺寸且薄壁的零件，零件的壁厚低于0.5mm甚至更薄。典型的零件如:置于两个刚性结构之间起缓冲作用的薄壁波纹管，置于压力管路上用于过载时释放载荷的薄壁膜片。此类零件一般作为非承载结构件使用。由于航空航天结构普遍尺寸较大，所以上述的薄壁零件除了材料的壁厚很薄外，还具有平面内尺寸大的特点。如某规格的薄壁波纹管，其壁厚为0.2_，而直径达到1000mm。因为壁厚很薄，所以在利用薄壁板材或薄壁管材成形此类零件时，需要的单位成形力较小。
[0003]液压胀形或气压胀形是成形薄壁零件的理想方法，这是因为采用液体或气体来驱动材料变形时，材料只与单侧的模具接触，所以材料流动阻力小，不易出现开裂等成形缺陷。但是当待成形的零件总体尺寸较大时，坯料上作用的总的成形载荷将变得很大，对成形设备的吨位提出了较高要求。同时，一般成形设备如三梁四柱液压机的工作台面也往往不能满足要求。以上述薄壁波纹管为例，如果待成形的环向波纹宽度为20mm，而相邻两个波纹之间的距离为20mm，则在采用液压胀形或气压胀形进行整体成形时，有50%的设备载荷是用来抵消两个相邻波纹之间材料受到的反力，只有50%的设备载荷是用来平衡成形波纹所需的反力。如果两个波纹之间的距离加大，则用于平衡非成形区域所需要的设备载荷占总载荷的比例将更大。经文献检索，申请号为200810063918.5的中国发明专利申请提出了具有局部凸起状的长管零件的成形方法，采用局部加热待成形部位材料的方法，来成形具有局部凸起状的管状零件。因为加热后可以降低材料的变形抗力，从而降低需要的成形压力，所以利用该方法可以大幅降低约束模具所需要的设备载荷。但是，由于这种方法仍需要采用闭合后可形成封闭型腔的上下模具来整体约束坯料上待成形的部位及其邻近的区域，仍有较大部分的设备载荷用于平衡非成形区材料受到的反力，所以对于尺寸大的零件难以实施。
[0004]为了解决采用现有成形方法一次成形大尺寸薄壁零件时存在设备吨位和台面不足，以及模具尺寸大、成本高等问题，需要建立一种能够灵活地在大尺寸薄壁管状或板状坯料上局部位置成形需要的零件特征的成形方法。
【发明内容】
[0005]本发明是为解决现有的成形方法在成形大尺寸薄壁零件时设备吨位和台面不足，以及模具尺寸大、成本高问题，进而提供一种采用强磁力逐步成形薄壁零件的方法。
[0006]本发明为解决上述问题采取的技术方案是:
[0007]一种采用强磁力逐步成形薄壁零件的方法是按照以下步骤进行的:
[0008]步骤一、将待成形的薄壁坯料固定在加工平台上；
[0009]步骤二、将凹模放置在薄壁坯料的一侧面，将凸模放置在薄壁坯料的与凹模相对应位置的另一侧面；其中凹模和凸模均为导磁材料；
[0010]步骤三、凹模快速充磁产生强磁性，在磁力作用下，凹模和凸模吸合，凸模顶压薄壁坯料；
[0011]步骤四、凹模及凸模一起连续移动，薄壁坯料成形出长条凹槽；
[0012]步骤五、重复步骤三和步骤四，直至完成薄壁坯料上所有待成形位置的成形，成形出多个长条凹槽；
[0013]步骤六、消除凹模的强磁性，移走凹模和凸模，得到成形的薄壁零件。
[0014]一种采用强磁力逐步成形薄壁零件的方法是按照以下步骤进行的:
[0015]步骤一、将待成形的薄壁坯料固定在加工平台上；
[0016]步骤二、将凹模放置在薄壁坯料的一侧面，将凸模放置在薄壁坯料的与凹模相对应位置的另一侧面；其中凹模和凸模均为导磁材料；
[0017]步骤三、凹模快速充磁产生强磁性，在磁力作用下，凹模和凸模吸合，凸模顶压薄壁坯料形成凹坑；
[0018]步骤四、凹模的强磁性快速消除，移动凹模和凸模到下一个待成形位置，重复步骤三以完成该位置的成形；
[0019]步骤五、重复步骤三和步骤四，直至完成薄壁坯料上所有待成形位置的成形，成形出多个凹坑；
[0020]步骤六、消除凹模的强磁性，移走凹模和凸模，得到成形的薄壁零件。
[0021]一种采用强磁力逐步成形薄壁零件的方法是按照以下步骤进行的:
[0022]步骤一、将待成形的薄壁坯料固定在加工平台上；
[0023]步骤二、将凹模放置在薄壁坯料的一侧面；其中凹模和薄壁坯料均为导磁材料；
[0024]步骤三、凹模快速充磁产生强磁性，在磁力作用下，凹模和薄壁坯料吸合，薄壁坯料上形成凹坑；
[0025]步骤四、凹模的强磁性快速消除，移动凹模到下一个待成形位置，重复步骤三以完成该位置的成形；
[0026]步骤五、重复步骤三和步骤四，直至完成薄壁坯料上所有待成形位置的成形，成形出多个凹坑；
[0027]步骤六、消除凹模的强磁性，移走凹模，得到成形的薄壁零件。
[0028]本发明的有益效果是:
[0029]一、本发明采用磁性材料即强磁性物质所产生的强磁力，来直接或间接驱动薄壁坯料上的局部区域，使其发生变形。由于强磁力具有穿透性，其不但可以直接作用在待成形的薄壁坯料上，还可以透过待成形坯料作用在凸模上。薄壁坯料的加载成形完全依靠强磁力来实现，凹模、凸模及中间的薄壁坯料构成了独立力平衡体系，无需采用固定台面和结构的设备来平衡作用力；
[0030]二、因薄壁坯料的加载完全依靠模具与坯料以及模具与模具之间的电磁力完成，凸模对待成形坯料的作用力基本上自动垂直于坯料的表面，无需其他机构对凸模施加作用力。这既可避免传统刚性模具加载时载荷方向固定或调整困难的问题，又可解决传统的成形模具或机构在封闭坯料中(如薄壁圆筒)难以操作的问题；
[0031]三、强磁力的加载和卸除动作可通过开闭开关或充磁机快速实现，避免了采用气体或液体作为成形介质进行局部成形时，难以在成形过程中快速施加或卸除载荷的问题；当卸除强磁力后，薄壁坯料将处于相对自由的状态，薄壁坯料和模具之间的位置很容易进行调整，从而为快速进行薄壁坯料上多个位置的局部成形提供了可能；
[0032]四、因为强磁力只集中作用在薄壁坯料上与凹模、凸模对应的局部位置，对其他部位的材料几乎不产生作用力，因此无需采用传统的整体模具对其他部位的材料进行约束，所以模具尺寸小、结构简单、成本低。
【附图说明】
[0033]图1为本发明【具体实施方式】一利用强磁力连续移动凹模及凸模以成形薄壁零件的初始状态示意图，图2为本发明【具体实施方式】一利用强磁力连续移动凹模及凸模以成形薄壁零件的结束状态示意图，图3为本发明具体实施一利用强磁力连续移动凹模及凸模以成形连续凹槽的过程示意图，图4为本发明【具体实施方式】二利用强磁力中断移动凹模及凸模以成形薄壁零件的初始状态示意图，图5为本发明【具体实施方式】二利用强磁力中断移动凹模及凸模以成形薄壁零件的结束状态示意图，图6为本发明【具体实施方式】二利用强磁力中断移动凹模及凸模以成形单个凹坑过程示意图，图7为本发明【具体实施方式】五利用强磁力中断移动凹模以成形薄壁零件的初始状态示意图，图8为本发明【具体实施方式】五利用强磁力中断移动凹模以成形薄壁零件的结束状态示意图，图9为本发明体实施方式五利用强磁力中断移动凹模以成形单个凹坑的过程示意图，图10为本发明【具体实施方式】三的凹模为组合结构和凸模为增强结构的示意图，图11为本发明【具体实施方式】三的凹模为组合结构的示意图，图12为本发明【具体实施方式】三的凸模为增强结构的示意图。
【具体实施方式】
[0034]【具体实施方式】一:结合图1-图3说明，本实施方式的一种采用强磁力逐步成形薄壁零件的方法是按照以下步骤实现的:
[0035]步骤一、将待成形的薄壁坯料I固定在加工平台2上；
[0036]步骤二、将凹模3放置在薄壁坯料I的一侧面，将凸模4放置在薄壁坯料I的与凹模3相对应位置的另一侧面；其中凹模3和凸模4均为导磁材料；
[0037]步骤三、凹模3快速充磁产生强磁性，在磁力作用下，凹模3和凸模4吸合，凸模4顶压薄壁坯料I ;
[0038]步骤四、凹模3及凸模4 一起连续移动，薄壁坯料I成形出长条凹槽1-1 ；
[0039]步骤五、重复步骤三和步骤四，直至完成薄壁坯料I上所有待成形位置的成形，成形出多个长条凹槽1-1 ;
[0040]步骤六、消除凹模3的强磁性，移走凹模3和凸模4，得到成形的薄壁零件。
[0041]本实施方式的有益效果是:一、所成形的薄壁坯料为非导磁性材料，如铝合金、镁合金等，凸模为导磁性材料，当凹模产生强磁性后将对凸模产生较大吸附力，薄壁坯料将在凸模的压力作用下发生变形；二、薄壁坯料的变形完全由与之接触的凸模来完成，凸模无需预先固定或精确定位，避免了传统冲压成形方法中需要采用专用设备来驱动凸模，降低了成本、简化了设备；三、薄壁板坯上的多个待成形特征是逐步完成，成形每个局部特征时只需要采用相应的小尺寸凹模和凸模，而无需采用整体的大型模具，节约了模具费用。四、薄壁零件上具有连续且形状、尺寸相同的连续凹槽。在步骤四中，不需要关闭开关而使凹模一直具有强磁性，然后使凹模按与零件上凹槽对应的轨迹连续移动。采用该方案可一次成形出需要的