本發(fā)明涉及材料加工成形技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種板材翻孔成形裝置及成形方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的翻孔成形方法是直接用鋼模翻孔，該方法需要一套具有凸凹模的大型成形工裝和大臺(tái)面壓力機(jī)，生產(chǎn)成本高、周期長(zhǎng)、產(chǎn)品的貼模性不好。當(dāng)翻孔系數(shù)較小時(shí)，圓孔翻邊變形區(qū)容易產(chǎn)生裂紋，通常需要多道次成形工序，工序中間要進(jìn)行打磨、修邊和退火處理，制造工藝相當(dāng)復(fù)雜，至使生產(chǎn)效率低，廢品率高，成本高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。

電磁脈沖成形是一種利用脈沖磁場(chǎng)力對(duì)金屬工件進(jìn)行高速加工的方法，是未來(lái)制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究表明：材料在脈沖磁場(chǎng)力高速變形條件下能夠獲得高于傳統(tǒng)沖壓加工下的成形性能。

在相關(guān)文獻(xiàn)中，張文忠等研究了5a06板材磁脈沖成形圓孔翻邊工藝，發(fā)現(xiàn)電磁成形可以顯著地提高鋁合金的塑性和圓孔翻邊性能。在文獻(xiàn)“大型復(fù)雜型面鋁合金翻邊件電磁成形塑性流動(dòng)行為研究”中，黃亮等發(fā)現(xiàn)通過減小壓邊力，有利于板料法蘭部分材料向凹模腔內(nèi)流動(dòng)，可以抑制翻孔端部的減薄。但是壓邊力較小時(shí)，板料法蘭出現(xiàn)起皺。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服以上背景技術(shù)中提到的不足和缺陷，提供一種產(chǎn)品質(zhì)量好、成形工藝簡(jiǎn)單的板材翻孔成形裝置及成形方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種板材翻孔成形裝置，包括壓邊圈和凹模，所述壓邊圈置于凹模的上方，所述壓邊圈用于將待翻孔成形的板材壓在壓邊圈和凹模之間，所述凹模內(nèi)具有凹模腔，所述壓邊圈上和所述凹模上分別相對(duì)應(yīng)地設(shè)置有上部線圈凹槽和下部線圈凹槽，所述上部線圈凹槽內(nèi)嵌設(shè)有上端部縮徑線圈，所述下部線圈凹槽內(nèi)嵌設(shè)有下端部縮徑線圈，所述板材的預(yù)制孔的邊緣上方設(shè)有軸向拉深線圈。

上述的板材翻孔成形裝置，優(yōu)選的，所述板材翻孔成形裝置還包括一校形凸模，所述校形凸模呈圓臺(tái)狀，校形凸模的斜邊處設(shè)有校形線圈凹槽，所述校形線圈凹槽內(nèi)嵌設(shè)有校形線圈。

上述的板材翻孔成形裝置，優(yōu)選的，所述校形線圈包括沿校形凸模的軸向設(shè)置的多圈線圈。

上述的板材翻孔成形裝置，優(yōu)選的，多圈所述校形線圈沿所述校形凸模的斜邊呈倒塔形布置。

上述的板材翻孔成形裝置，優(yōu)選的，所述上端部縮徑線圈和下端部縮徑線圈均包括多圈同心線圈。

上述的板材翻孔成形裝置，優(yōu)選的，所述軸向拉深線圈包括多圈同心線圈。

上述的板材翻孔成形裝置，優(yōu)選的，所述上端部縮徑線圈和下端部縮徑線圈與同一個(gè)電源系統(tǒng)相連，同時(shí)充電或放電，所述軸向拉深線圈和校形線圈分別與一個(gè)電源系統(tǒng)相連，獨(dú)立進(jìn)行充電或放電。

作為一個(gè)總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明另一方面提供了一種板材翻孔成形方法，該板材翻孔成形方法采用上述的板材翻孔成形裝置對(duì)板材進(jìn)行翻孔成形，其具體包括以下步驟：

s1、將具有預(yù)制孔的待翻孔成形的板材夾在壓邊圈和凹模之間，將軸向拉深線圈置于板材的預(yù)制孔邊緣上方；

s2、對(duì)軸向拉深線圈、上端部縮徑線圈和下端部縮徑線圈充電并放電，上端部縮徑線圈和下端部縮徑線圈對(duì)板材產(chǎn)生向內(nèi)壓縮的電磁力，軸向拉深線圈對(duì)板材產(chǎn)生向下壓的電磁力，板材在多向磁場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下向下拉深變形，形成具有下傾斜面的彎折形板材；

s3、對(duì)軸向拉深線圈、上端部縮徑線圈和下端部縮徑線圈斷電，用校形凸模替代軸向拉深線圈，將校形凸模放置在板材的預(yù)制孔處，使校形凸模的斜邊與板材的下傾斜面相貼合；

s4、對(duì)上端部縮徑線圈、下端部縮徑線圈和校形線圈進(jìn)行充電并放電，板材的預(yù)制孔在上端部縮徑線圈、下端部縮徑線圈和校形線圈的多向磁場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下與凹模的內(nèi)壁貼模，即完成板材的翻孔成形。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明通過設(shè)置上端部縮徑線圈和下端部縮徑線圈，對(duì)板材的法蘭部進(jìn)行放電，增加板材法蘭部?jī)?nèi)部材料的流動(dòng)性，減少材料變形區(qū)域的壁厚減薄率，同時(shí)采用軸向拉深線圈放電，使板材在預(yù)制孔處進(jìn)行軸向拉深，在端部縮徑線圈和軸向拉深線圈的共同作用下增加翻孔高度，并避免變形區(qū)壁厚過度減薄，確保了產(chǎn)品質(zhì)量。

(2)采用軸向拉深線圈結(jié)合校形線圈，分兩步成形，先通過軸向拉深線圈將板材的翻孔進(jìn)行預(yù)成形，然后利用校形線圈對(duì)板材翻孔進(jìn)行成形，這樣可以提高翻孔直壁與凹模之間的貼模性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明板材翻孔成形裝置工作初始狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明板材翻孔成形裝置中線圈放電后板材變形的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明板材翻孔成形裝置在板材上放置校形凸模后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明板材翻孔成形裝置采用校形凸模并對(duì)各線圈放電后板材最終成形的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖例說(shuō)明：

1、壓邊圈；2、凹模；3、板材；4、凹模腔；5、上端部縮徑線圈；6、下端部縮徑線圈；7、軸向拉深線圈；8、校形凸模；9、校形線圈。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合說(shuō)明書附圖和較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更全面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實(shí)施例。

需要特別說(shuō)明的是，當(dāng)某一元件被描述為“固定于、固接于、連接于或連通于”另一元件上時(shí)，它可以是直接固定、固接、連接或連通在另一元件上，也可以是通過其他中間連接件間接固定、固接、連接或連通在另一元件上。

除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語(yǔ)與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體實(shí)施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例：

如圖1至圖4所示，本發(fā)明板材翻孔成形裝置及成形方法的一種實(shí)施例。該板材翻孔成形裝置包括壓邊圈1和凹模2，壓邊圈1置于凹模2的上方。壓邊圈1用于將待翻孔成形的板材3壓在壓邊圈1和凹模2之間。凹模2內(nèi)具有凹模腔4。壓邊圈1上和凹模2上分別相對(duì)應(yīng)地設(shè)置有上部線圈凹槽和下部線圈凹槽，在上部線圈凹槽內(nèi)嵌設(shè)有上端部縮徑線圈5，在下部線圈凹槽內(nèi)嵌設(shè)有下端部縮徑線圈6。板材3上開有預(yù)制孔，板材3的預(yù)制孔的邊緣上方設(shè)有軸向拉深線圈7。該板材翻孔成形裝置還包括一個(gè)校形凸模8，該校形凸模8呈圓臺(tái)狀，校形凸模8的斜邊處設(shè)有校形線圈凹槽，在校形線圈凹槽內(nèi)嵌設(shè)有校形線圈9。該校形線圈9為沿校形凸模8的軸向設(shè)置的多圈線圈。多圈校形線圈9沿校形凸模8的斜邊呈倒塔形布置。上端部縮徑線圈5和下端部縮徑線圈6均為多圈同心線圈。軸向拉深線圈7也為多圈同心線圈。上端部縮徑線圈5和下端部縮徑線圈6與同一個(gè)電源系統(tǒng)相連，同時(shí)充電或放電，軸向拉深線圈7和校形線圈9分別與一個(gè)電源系統(tǒng)相連，獨(dú)立進(jìn)行充電或放電。

本發(fā)明的板材翻孔成形方法采用上述的成形裝置對(duì)板材3進(jìn)行翻孔成形，其具體成形步驟如下：

第一步、將具有預(yù)制孔的待翻孔成形的板材3夾在壓邊圈1和凹模2之間，將軸向拉深線圈7置于板材3的預(yù)制孔邊緣上方；

第二步、對(duì)軸向拉深線圈7、上端部縮徑線圈5和下端部縮徑線圈6充電并放電，上端部縮徑線圈5和下端部縮徑線圈6對(duì)板材3產(chǎn)生向內(nèi)壓縮的電磁力，軸向拉深線圈7對(duì)板材3產(chǎn)生向下壓的電磁力，板材3在多向磁場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下向下拉深變形，形成具有下傾斜面的彎折形板材3；

第三步、對(duì)軸向拉深線圈7、上端部縮徑線圈5和下端部縮徑線圈6斷電，用校形凸模8替代軸向拉深線圈7，將校形凸模8放置在板材3的預(yù)制孔處，使校形凸模8的斜邊與板材3的下傾斜面相貼合；

第四步、對(duì)上端部縮徑線圈5、下端部縮徑線圈6和校形線圈9進(jìn)行充電并放電，板材3的預(yù)制孔在上端部縮徑線圈5、下端部縮徑線圈6和校形線圈9的多向磁場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下與凹模2的內(nèi)壁貼模，即完成板材3的翻孔成形。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。