機(jī)械設(shè)計(jì)與制造：螺線管線圈內(nèi)徑對(duì)鋁合金管件電磁脹形的影響
2022-03-04【作 者】聶鵬;陳天緣;王哲峰;陶金
【前 言】
電磁成形主要應(yīng)用電磁感應(yīng)定律原理，由電磁感應(yīng)定律可知在變化的電場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，而變化的磁場(chǎng)周圍又會(huì)激發(fā)渦流電場(chǎng)，帶電的導(dǎo)體在不斷變化的磁場(chǎng)中會(huì)受到電磁力的作用，而電磁成形就是以此為動(dòng)力，將電磁力作用在工件上，使工件發(fā)生變形。由于電磁成形過(guò)程中，工件變形速度快，時(shí)間短，所以能夠有效改善材料的塑性行為，并能減小回彈量及殘余應(yīng)力。
目前有關(guān)管件電磁成形的研究與應(yīng)用有很多，其中主要包括管件的脹形與縮徑兩個(gè)方面；文獻(xiàn)對(duì)管坯電磁脹形磁場(chǎng)特性及磁壓力分布進(jìn)行了研究；文獻(xiàn)應(yīng)用有限元分析的方法進(jìn)行仿真，并作出了小口徑TC4焊接管件端口電磁校形的研究。文獻(xiàn)通過(guò)運(yùn)用不間的求解方法，分析了電磁脹形的特點(diǎn)，并用證明了有限元方法最接近實(shí)際情況。文獻(xiàn)利用有限元軟件ANSYS對(duì)特定載荷下管坯的變形過(guò)程進(jìn)行了仿真，并對(duì)比分析了有集磁器時(shí)與無(wú)集磁器時(shí)對(duì)管件縮徑成形造成的不同影響，文獻(xiàn)提出了改進(jìn)型電流絲法，實(shí)現(xiàn)了線圈電流和工件電磁方的精確求解。由于管筒類零件在各個(gè)領(lǐng)城的使用越來(lái)越廣，鋁合金、鈦合金、不銹鋼等材料的管形零件采用傳統(tǒng)的加工方法（如軟模、液壓、旋壓等），成形質(zhì)量差、成本高，因此電磁成形技術(shù)成為這些材料加工的可選方法。
【結(jié) 論】
（1）電磁成形技術(shù)可以滿足對(duì)鋁合金管件的脹形加工，同時(shí)在電磁脹形加工的過(guò)程中保證了管件的整體均勻性及圓度，為高速成形加工工藝提供了一條有效的途徑。
（2）使用三種不同內(nèi)徑R=11mm，R=9.9mm、R=8.8mm的螺線管線圈進(jìn)行管件電磁脹形實(shí)驗(yàn)中，螺線管線圈內(nèi)徑R=9.9mm時(shí)電磁脹形鋁合金管件效果最佳，鋁合金管件整體變形程度的均勻性及圓度都符合要求。
（3）電磁脹形中螺線管線圈的內(nèi)徑參數(shù)同樣影響管件的脹形的加工質(zhì)量，線圈內(nèi)徑過(guò)大可能造成管件在貼模時(shí)產(chǎn)生回彈，線圈內(nèi)徑過(guò)小可能造成電磁力難以使管件貼模。選擇合適的螺線管線圈內(nèi)徑，是提高管件脹形加工質(zhì)量的有效方法之一。
以下是正文：
