一种波纹管电磁脉冲成形装置及方法

摘要

本发明公开一种波纹管电磁脉冲成形装置及方法。导轨固定座焊接在多次装模工装底座上，导轨连接在导轨固定座上，导轨副安装在导轨上，模具固定脚连接在导轨副上，模具位于模具固定脚上，模具为左右两瓣对称结构，模具内设置有两个波的型面，一个型面为加工型面，另一个型面为定位型面，把手分别焊接在模具的左右两瓣对称结构上，线圈固定柱的一端与多次装模工装底座连接，另一端与线圈连接，线圈位于模具的内部，线圈与模具轴对称放置，电磁成形装置与线圈连接，线圈围绕待加工的坯料。本发明的装置不仅能提高材料的成形速度，还能够提高成形零件表面的质量和生产效率。

权利要求

1.一种波纹管电磁脉冲成形装置，其特征在于，包括：导轨副、导轨、导轨固定座、模具、模具固定脚、线圈、线圈固定柱、把手和电磁成形装置，所述导轨固定座焊接在多次装模工装底座上，所述导轨连接在所述导轨固定座上，所述导轨副安装在所述导轨上，所述模具固定脚连接在所述导轨副上，所述模具位于所述模具固定脚上，所述模具为左右两瓣对称结构，所述模具内设置有两个波的型面，一个型面为加工型面，另一个型面为定位型面，所述把手分别焊接在所述模具的左右两瓣对称结构上，所述线圈固定柱的一端与多次装模工装底座连接，另一端与所述线圈连接，所述线圈位于所述模具的内部，线圈与模具轴对称放置，所述电磁成形装置与所述线圈连接。

2.根据权利要求1所述的波纹管电磁脉冲成形装置，其特征在于，所述电磁成形装置包括充电开关、放电开关、电容器和充电电源。

3.根据权利要求1所述的波纹管电磁脉冲成形装置，其特征在于，还包括螺栓紧固耳，设置在所述模具的上端和下端，用于紧固所述模具的左右两瓣对称结构。

4.根据权利要求1所述的波纹管电磁脉冲成形装置，其特征在于，还包括垫块，位于坯料的下侧，用于支撑所述坯料。

5.根据权利要求1所述的波纹管电磁脉冲成形装置，其特征在于，所述导轨通过螺栓固定在所述导轨固定座上，所述模具通过螺栓固定在所述导轨副上，所述线圈通过螺栓固定在所述线圈固定柱上。

6.一种波纹管电磁脉冲成形方法，所述方法应用于权利要求1-5任意一项所述的波纹管电磁脉冲成形装置，其特征在于，所述方法包括：步骤1：拉动把手，使模具左右开模；

步骤2：将坯料套装在线圈上并支撑坯料；

步骤3：调整坯料位置到待加工位置；

步骤4：推动模具合模，紧固模具的左右两瓣对称结构；

步骤5：操作电磁成形装置对坯料进行加工；

步骤6：松开螺栓紧固耳上的螺栓，拉动把手，使模具左右开模；

步骤7：移动坯料到下一待加工位置，上一序加工完毕的型面与模具的定位型面相对应；

步骤8：推动模具合模，螺栓紧固耳内穿入螺栓紧固左右两瓣模具；

步骤9：重复步骤4-步骤8，从管的一端加工到另一端，直至加工完毕。

7.根据权利要求6所述的波纹管电磁脉冲成形方法，其特征在于，所述坯料套装在线圈上并支撑坯料，具体包括：将坯料套装在线圈上，手持上垫块安放在需要支撑坯料的位置，在上垫块下塞入下垫块。

8.根据权利要求6所述的波纹管电磁脉冲成形方法，其特征在于，所述推动模具合模，紧固模具的左右两瓣对称结构，具体包括：推动模具合模，将螺栓紧固耳内穿入螺栓紧固模具的左右两瓣对称结构。

说明书

一种波纹管电磁脉冲成形装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及金属管塑性成形制造领域，特别是涉及一种波纹管电磁脉冲成形装置及方法。

背景技术

[0002] 金属波纹管具有轴向、角向与横向变形能力以及受力—变形特性和几何形状周期改变特性，广泛用于仪表、航空、航天、电力、冶金、石油、化工、建筑、机车等行业部门，常用于补偿原件，柔性连接件和换热元件。目前主要的成形方法有：液压胀形、机械胀形、橡胶胀形、辊压成形、波纹管卷制成形和膜片环焊接成形。

[0003] 从成形结果上来看，液压胀形的减薄速度大于塑性成形速度，压力控制不好会很容易发生破裂，使波谷处易发生断裂。机械胀形和橡胶胀形的成形速度慢。辊压成形会在管表面形成冷硬化层，会造成较大的残余应力，管表面的机械损伤严重，波谷与波峰的减薄量不均匀。致使零件难以达到成形要求，生产效率低，废品率高，成本高，工人劳动强度大。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种波纹管电磁脉冲成形装置及方法，不仅能提高材料的成形速度，简化工序，还能够提高成形零件表面的质量和生产效率。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

[0006] 一种波纹管电磁脉冲成形装置，包括：导轨副、导轨、导轨固定座、模具、模具固定脚、线圈、线圈固定柱、把手和电磁成形装置，所述导轨固定座焊接在多次装模工装底座上，所述导轨连接在所述导轨固定座上，所述导轨副安装在所述导轨上，所述模具固定脚连接在所述导轨副上，所述模具位于所述模具固定脚上，所述模具为左右两瓣对称结构，所述模具内设置有两个波的型面，一个型面为加工型面，另一个型面为定位型面，所述把手分别焊接在所述模具的左右两瓣对称结构上，所述线圈固定柱的一端与多次装模工装底座连接，另一端与所述线圈连接，所述线圈位于所述模具的内部，线圈与模具轴对称放置，所述电磁成形装置与所述线圈连接。

[0007] 可选的，所述电磁成形装置包括充电开关、放电开关、电容器和充电电源。

[0008] 可选的，还包括螺栓紧固耳，设置在所述模具的上端和下端，用于紧固所述模具的左右两瓣对称结构。

[0009] 可选的，还包括垫块，位于坯料的下侧，用于支撑所述坯料。

[0010] 可选的，所述导轨通过螺栓固定在所述导轨固定座上，所述模具通过螺栓固定在所述导轨副上，所述线圈通过螺栓固定在所述线圈固定柱上。

[0011] 一种波纹管电磁脉冲成形方法，包括：

[0012] 步骤1：拉动把手，使模具左右开模；

[0013] 步骤2：将坯料套装在线圈上并支撑坯料；

[0014] 步骤3：调整坯料位置到待加工位置；

[0015] 步骤4：推动模具合模，紧固模具的左右两瓣对称结构；

[0016] 步骤5：操作电磁成形装置对坯料进行加工；

[0017] 步骤6：松开螺栓紧固耳上的螺栓，拉动把手，使模具左右开模；

[0018] 步骤7：移动坯料到下一待加工位置，上一序加工完毕的型面与模具的定位型面相对应；

[0019] 步骤8：推动模具合模，螺栓紧固耳内穿入螺栓紧固左右两瓣模具；

[0020] 步骤9：重复步骤4-步骤8，从管的一端加工到另一端，直至加工完毕。

[0021] 可选的，所述坯料套装在线圈上并支撑坯料，具体包括：

[0022] 将坯料套装在线圈上，手持上垫块安放在需要支撑坯料的位置，在上垫块下塞入下垫块。

[0023] 可选的，所述推动模具合模，紧固模具的左右两瓣对称结构，具体包括：

[0024] 推动模具合模，将螺栓紧固耳内穿入螺栓紧固模具的左右两瓣对称结构。

[0025] 根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

[0026] 本发明提供一种波纹管电磁脉冲成形装置，可以提高波纹管的成形质量，尤其解决难变形材料（如铝合金）波纹管成形难度大、工装结构复杂、加工成本高等问题。电磁成形所需要的工装比传统的波纹管成形工装简单，仅使用模具，无需润滑和密封，工艺参数单一易控，表面质量佳。当坯料的长度较长及口径较大时，本发明的优势更突出。

附图说明

[0027] 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，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0028] 图1为本发明波纹管电磁脉冲成形装置组成示意图；

[0029] 图2为本发明导轨示意图；

[0030] 图3为本发明波纹管电磁脉冲成形方法流程图。

具体实施方式

[0031] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0032] 本发明的目的是提供一种波纹管电磁脉冲成形装置及方法，不仅能提高材料的成形速度，简化工序，还能够提高成形零件表面的质量和生产效率。

[0033] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0034] 图1为本发明波纹管电磁脉冲成形装置组成示意图。图2为本发明导轨示意图。如图1和图2所示，一种波纹管电磁脉冲成形装置，包括：导轨副15、导轨16、导轨固定座17、模具4、模具固定脚12、线圈5、线圈固定柱11、把手2和电磁成形装置6，多次装模工装底座采用方钢整体焊接，所述导轨固定座17焊接在多次装模工装底座上，所述导轨16连接在所述导轨固定座17上，所述导轨副15安装在所述导轨16上，所述模具固定脚12连接在所述导轨副15上，所述模具4位于所述模具固定脚12上，所述模具4为左右两瓣对称结构，所述模具4内设置有两个波的型面，一个型面为加工型面，另一个型面为定位型面，所述把手2分别焊接在所述模具4的左右两瓣对称结构上，所述线圈5固定柱的一端与多次装模工装底座连接，另一端与所述线圈5连接，所述线圈5位于所述模具的内部，线圈与模具轴对称放置，所述电磁成形装置与所述线圈5连接，所述线圈5围绕待加工的坯料1。

[0035] 所述电磁成形装置6包括充电开关7、放电开关8、电容器9和充电电源10。

[0036] 本发明的装置还包括螺栓紧固耳3，设置在所述模具4的上端和下端，用于紧固所述模具4的左右两瓣对称结构。

[0037] 装置还包括垫块，位于坯料1的下侧，用于支撑所述坯料。

[0038] 所述导轨16通过螺栓固定在所述导轨固定座17上，所述模具4通过螺栓固定在所述导轨副15上，所述线圈5通过螺栓固定在所述线圈固定柱11上。

[0039] 图3为本发明波纹管电磁脉冲成形方法流程图，如图3所示，一种波纹管电磁脉冲成形方法，包括：

[0040] 步骤1：拉动把手，使模具左右开模；

[0041] 步骤2：将坯料套装在线圈上并支撑坯料，具体包括：

[0042] 将坯料套装在线圈上，手持上垫块安放在需要支撑坯料的位置，在上垫块下塞入下垫块。

[0043] 步骤3：调整坯料位置到待加工位置；

[0044] 步骤4：推动模具合模，紧固模具的左右两瓣对称结构，具体包括：

[0045] 推动模具合模，将螺栓紧固耳内穿入螺栓紧固模具的左右两瓣对称结构。

[0046] 步骤5：操作电磁成形装置对坯料进行加工；

[0047] 步骤6：松开螺栓紧固耳上的螺栓，拉动把手，使模具左右开模；

[0048] 步骤7：移动坯料到下一待加工位置，上一序加工完毕的型面与模具的定位型面相对应；

[0049] 步骤8：推动模具合模，螺栓紧固耳内穿入螺栓紧固左右两瓣模具；

[0050] 步骤9：重复步骤4-步骤8，从管的一端加工到另一端，直至加工完毕。

[0051] 本发明提出了波纹管电磁脉冲成形方法，设计了一套基于电磁脉冲成形的波纹管成形工装。轴向移动管坯，模具与线圈的相对位置固定的多次装模波纹管电磁脉冲成形方法。相比于一般的传统成形，本发明具有如下优点：

[0052] （1）能提高材料的成形极限，能简化工序，一次成形就能完成一个波段或几个波段成形；

[0053] （2）能简化成形工装，仅需要满足开合模的小型压力机类装置，仅需要对应局部特征的单面模具；

[0054] （3）成形零件表面质量较好，无划痕，成品率高，生产效率高。

[0055] 实施例1：

[0056] 材料：LF6铝合金，壁厚2mm，管内径240mm，长度3m。要求在3m长度内均匀分布20个波，成形波纹高度13mm，波纹半径R15，过度圆角R10。该零件在用液压涨形时工装复杂、需大型压力机和充液系统，而且波谷处容易开裂，需要施加足够的润滑。

[0057] 采用波纹管电磁脉冲成形方法，设备额定电压和放电能量分别为18kV和50kJ，放电电压12kV。

[0058] 成形效果如下：波纹高度12.9mm-13mm，波纹半径R15，过度圆角R10，波纹间距误差小于0.2mm。满足使用要求，表面质量良好，合格率显著提高，设备资源占用少，操作简单。

[0059] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

[0060] 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。