电磁辅助钣金拉延快速成形技术（二）

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　　电磁辅助钣金拉伸快速成形系统主要有单元体群、成形压力机、调形计算机控制系统、修形计算机控制系统、成形计算机控制系统及cAD软件系统构成。

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　　单元体群是由很多排列整齐的圆柱形单元体组成。由于直线步进电机具有结构简单、定位精度高、和反应速度快、灵敏度高的优点，我们选择直线步进电机来实现对各个单元体的驱动调整。为了防止单元体因受侧向力而产生侧向滑移，我们在单元体群四周都装有固定挡板，同时还可在基本体调整时起导向作用。当基本体群调形和修形完成后，就像整体模一样，直接固定于压力机的机架上，采用导柱导向，由液压系统驱动，实现基本体群的整体移动来成形零件。CAD软件系统可以根据成形零件的形状特征绘出成形零件的图形，为调形计算机控制系统和修形计算机控制系统提供数据信息。调形、修形和成形计算机控制系

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　　统根据cAD软件系统所提供的成形零件的几何形状的数据信息对基本体群进行调整和控制单元体中电磁线圈中的电流的大小，实现模具的电磁修形和控制压力机进行成形。该技术的难点是修形磁场的分析、计算和修形控制系统软件模块的开发。

　　2.2工作过程分析

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　　电磁辅助钣金拉深成形中所用的单元体。它主要有电磁线圈1、电磁铁心2、隔磁材料

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　　3、连接头4、引线5等几部分组成，每个单元体通过连接头与直线步进电机连接。电磁辅助钣金拉伸成形过程一般可分为调形、修形和成形三个过程。在成形前，计算机根据成形零件的CAD图形数据，控制各单元体运动到指定位置，使单元体头部的包络面形成成形零件的曲面形状，这是调形过程。当单元体被驱动到指定位置后，然后再由另外一套控制电路，由计算机根据成形零件CAD制图的形状数据，通过对成形零件的数据结果分析，利用磁场分析理论，计算出每个通电线圈

　　1一电磁线圈

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　　2一电磁铁心

　　3一隔磁材料

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　　4一连接头

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　　5一引线

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　　电磁辅助钣金拉深单元体中的电流大小和向每个电磁线圈通电，形成修形所需的磁场。然后将单元体群放进一个装满磁陛材料粉末的容器中，拔出后单元体上吸满磁性材料粉末。再用

　　一个大小相等的凹模磁场进行修形，由牛顿第三定律可知，凸模上多余的磁性粉末被去修除掉，形成成形所需的凸模，这是修形过程。凹模可以采用充满高压液体的橡胶皮囊或者橡胶软模，也可以用修形好的凹模，修形后的单元体群效果图如图4所示。反过来也

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　　1一直线步进电机

　　2一单元体

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　　3一夹紧电磁线圈

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　　4一磁性材料粉末

　　修形后的单元体群可以用凸模对凹模进行修形。这时的磁场只是修形磁场，还不可以用来成形，成形还需要另外一个强度很大的夹紧磁场。在强大的成形夹紧磁场力的作用下，使单元体与磁粉成为一个整体实模，这时就可以用来成形了。成形不受成形材料厚度的影响，可以达到与传统实体模一样的成形厚度。

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　　当需要成形新的零件时，只需取消夹紧磁场。通过调形控制系统控制直线步进电机，将单元体驱动到新的指定位置，然后再通过修形，夹紧，成为新的模具形状。

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　　电磁辅助钣金拉深成形技术已不同于无模多点成形技术，是一种全新的技术。在多点成形技术中，板材与单元体之问是点接触，接触面积比较小，因此最终成形中难免产生压痕缺陷。虽然使用了弹性垫技术，但由于弹性垫本身比较软，所以有时板料与单元体很难充分变形，容易产生回弹现象。而电磁辅助钣金拉伸成形技术，对成形零件已经不是每个离散的单元体，而是一个整体模，因此能够很好地消除压痕和阶梯效应等缺陷。

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　　3结论

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　　电磁辅助钣金拉伸快速成形技术是个新课题，是涉及电磁学、力学、塑性成形学、计算机控制技术、CAD／CAM和摩擦学等领域的综合性课题，很有现实应用和理论研究意义。电磁辅助钣金拉深陕速成形技术不仅具有多点成形的优点，而且具有整体模的优点。不仅适合于新产品的开发和设计验证，而且能进行批量生产。这种模具的特点是：制作周期短，低成本，易于修改，还可作为制作正式钢模具前的工艺验证。可以预见，该技术将会在汽车、造船、航空航天业得到广泛的应用和发展，具有广阔的应用前景，将会产生显著的经济和社会效益。

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