磁脉冲辅助箔板微冲裁成形工艺研究

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磁脉冲辅助微冲裁具有成形过程简单、生产成本低、材料受限制小等优势,可以解决传统金属箔板微冲裁成形工艺中容易出现的模具加工难度大、等问题。本文提出采用双线圈原理进行磁脉冲辅助微冲裁工艺试验,提高了成形线圈之间的耦合度以及能量转换效率。为磁脉冲辅助微冲裁成形提供了理论基础与相应的技术支持,具有重要的工程与学术意义。本文自行搭建磁脉冲辅助微冲裁试验平台,其中包括一套可以快速稳定提供能量的充放电设备,一套冲裁驱动力转换装置。经过测试,试验平台具有极高的稳定性,以及一定的通用性,可以满足多工艺参数变化的试验条件。将H62黄铜箔板和304不锈钢箔板作为研究对象,研究了双线圈与单线圈两种磁脉冲辅助微冲裁方式在低成形电压的成形条件下对箔板微冲孔的成形效果。试验结果表明,双线圈磁脉冲辅助微冲裁在成形孔的宏观效果上的冲孔成形率较高,成形效果较好;在有效冲裁面积上,双线圈磁脉冲辅助微冲裁的有效面积较大;在成形孔的尺寸精度上,采用双线圈磁脉冲辅助微冲裁所成形的微孔其尺寸误差与圆度误差都较低;在成形孔的断面质量上,采用双线圈磁脉冲辅助微冲裁所成形的微孔其光亮带的面积占比较大。在成形条件相同的情况下,双线圈磁脉冲辅助微冲裁的整体效果要优于单线圈,间接表明双线圈磁脉冲辅助微冲裁拥有较高的能量利用率。通过改变箔板参数、设备放电参数以及柔性介质参数,对成形性能较好的双线圈磁脉冲辅助微冲裁进行进一步的研究。试验结果表明随着箔板的厚度的增加,成功冲裁出的孔径尺寸会减小且质量较差,且H62黄铜箔板的成形效果要好于304不锈钢箔板;随着成形能量的增加,放电电流的幅值增加,冲孔的成形效果变好,冲孔质量提高;当成形能量不变,成形电容与成形电压的比值越大成形效果越好;柔性介质采用3mm硅胶垫时,试验的成形效果较好;试验中凹模孔径的变换成形断面质量影响变化不大。
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