電磁輔助鈑金拉伸快速......



電磁輔助鈑金拉伸快速成形系統(tǒng)主要有單元體群、成形壓力機(jī)、調(diào)形計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、修形計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、成形計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及cAD軟件系統(tǒng)構(gòu)成。
單元體群是由很多排列整齊的圓柱形單元體組成。由于直線步進(jìn)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、定位精度高、和反應(yīng)速度快、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)，我們選擇直線步進(jìn)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)單元體的驅(qū)動(dòng)調(diào)整。為了防止單元體因受側(cè)向力而產(chǎn)生側(cè)向滑移，我們?cè)趩卧w群四周都裝有固定擋板，同時(shí)還可在基本體調(diào)整時(shí)起導(dǎo)向作用。當(dāng)基本體群調(diào)形和修形完成后，就像整體模一樣，直接固定于壓力機(jī)的機(jī)架上，采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)基本體群的整體移動(dòng)來(lái)成形零件。CAD軟件系統(tǒng)可以根據(jù)成形零件的形狀特征繪出成形零件的圖形，為調(diào)形計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和修形計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)信息。調(diào)形、修形和成形計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)cAD軟件系統(tǒng)所提供的成形零件的幾何形狀的數(shù)據(jù)信息對(duì)基本體群進(jìn)行調(diào)整和控制單元體中電磁線圈中的電流的大小，實(shí)現(xiàn)模具的電磁修形和控制壓力機(jī)進(jìn)行成形。該技術(shù)的難點(diǎn)是修形磁場(chǎng)的分析、計(jì)算和修形控制系統(tǒng)軟件模塊的開發(fā)。
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2.2工作過(guò)程分析
電磁輔助鈑金拉深成形中所用的單元體。它主要有電磁線圈1、電磁鐵心2、隔磁材料
3、連接頭4、引線5等幾部分組成，每個(gè)單元體通過(guò)連接頭與直線步進(jìn)電機(jī)連接。電磁輔助鈑金拉伸成形過(guò)程一般可分為調(diào)形、修形和成形三個(gè)過(guò)程。在成形前，計(jì)算機(jī)根據(jù)成形零件的CAD圖形數(shù)據(jù)，控制各單元體運(yùn)動(dòng)到指定位置，使單元體頭部的包絡(luò)面形成成形零件的曲面形狀，這是調(diào)形過(guò)程。當(dāng)單元體被驅(qū)動(dòng)到指定位置后，然后再由另外一套控制電路，由計(jì)算機(jī)根據(jù)成形零件CAD制圖的形狀數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)成形零件的數(shù)據(jù)結(jié)果分析，利用磁場(chǎng)分析理論，計(jì)算出每個(gè)通電線圈
1一電磁線圈
2一電磁鐵心
3一隔磁材料
4一連接頭
5一引線
電磁輔助鈑金拉深單元體中的電流大小和向每個(gè)電磁線圈通電，形成修形所需的磁場(chǎng)。然后將單元體群放進(jìn)一個(gè)裝滿磁陛材料粉末的容器中，拔出后單元體上吸滿磁性材料粉末。再用一個(gè)大小相等的凹模磁場(chǎng)進(jìn)行修形，由牛頓第三定律可知，凸模上多余的磁性粉末被去修除掉，形成成形所需的凸模，這是修形過(guò)程。凹模可以采用充滿高壓液體的橡膠皮囊或者橡膠軟模，也可以用修形好的凹模，修形后的單元體群效果圖如圖4所示。反過(guò)來(lái)也
1一直線步進(jìn)電機(jī)
2一單元體
3一夾緊電磁線圈
4一磁性材料粉末
修形后的單元體群可以用凸模對(duì)凹模進(jìn)行修形。這時(shí)的磁場(chǎng)只是修形磁場(chǎng)，還不可以用來(lái)成形，成形還需要另外一個(gè)強(qiáng)度很大的夾緊磁場(chǎng)。在強(qiáng)大的成形夾緊磁場(chǎng)力的作用下，使單元體與磁粉成為一個(gè)整體實(shí)模，這時(shí)就可以用來(lái)成形了。成形不受成形材料厚度的影響，可以達(dá)到與傳統(tǒng)實(shí)體模一樣的成形厚度。
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當(dāng)需要成形新的零件時(shí)，只需取消夾緊磁場(chǎng)。通過(guò)調(diào)形控制系統(tǒng)控制直線步進(jìn)電機(jī)，將單元體驅(qū)動(dòng)到新的指定位置，然后再通過(guò)修形，夾緊，成為新的模具形狀。
電磁輔助鈑金拉深成形技術(shù)已不同于無(wú)模多點(diǎn)成形技術(shù)，是一種全新的技術(shù)。在多點(diǎn)成形技術(shù)中，板材與單元體之問(wèn)是點(diǎn)接觸，接觸面積比較小，因此最終成形中難免產(chǎn)生壓痕缺陷。雖然使用了彈性墊技術(shù)，但由于彈性墊本身比較軟，所以有時(shí)板料與單元體很難充分變形，容易產(chǎn)生回彈現(xiàn)象。而電磁輔助鈑金拉伸成形技術(shù)，對(duì)成形零件已經(jīng)不是每個(gè)離散的單元體，而是一個(gè)整體模，因此能夠很好地消除壓痕和階梯效應(yīng)等缺陷。
3結(jié)論
電磁輔助鈑金拉伸快速成形技術(shù)是個(gè)新課題，是涉及電磁學(xué)、力學(xué)、塑性成形學(xué)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、CAD／CAM和摩擦學(xué)等領(lǐng)域的綜合性課題，很有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用和理論研究意義。電磁輔助鈑金拉深陜速成形技術(shù)不僅具有多點(diǎn)成形的優(yōu)點(diǎn)，而且具有整體模的優(yōu)點(diǎn)。不僅適合于新產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計(jì)驗(yàn)證，而且能進(jìn)行批量生產(chǎn)。這種模具的特點(diǎn)是：制作周期短，低成本，易于修改，還可作為制作正式鋼模具前的工藝驗(yàn)證。可以預(yù)見，該技術(shù)將會(huì)在汽車、造船、航空航天業(yè)得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，具有廣闊的應(yīng)用前景，將會(huì)產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。