管件电磁缩径是利用脉冲电磁力对金属管件进行加工的高能率成形技术之一,缩径工装由夹具、电感线圈和集磁器等组成,其中,集磁器是缩径工装中的核心部件,成形中起到延长线圈使用寿命和提高能量利用效率的作用,集磁器的结构参数对其成形性能有着极为重要的影响。相比于锥形集磁器和台阶式集磁器等传统结构,螺旋槽集磁器的能量利用效率更高,对应线圈的使用寿命也更长,深入研究螺旋槽集磁器结构参数对于进一步分析和优化管件缩径成形工艺具有重要意义。本文以电磁学原理和有限元理论为基础,利用了有限元分析软件对不同集磁器结构参数下铝合金管件的变形情况进行了仿真,分别分析了螺旋槽集磁器内外径比D/d、总高度H、内台肩高度h和电感线圈匝数N对铝合金管件缩径变形的影响,分析并对比了锥形集磁器、台阶式集磁器和螺旋槽集磁器的特点,确定了螺旋槽集磁器在金属管件缩径过程中的优越性。最后,以有限元仿真分析结果为依据,设计了螺旋槽集磁器的结构及相关配套工装,并对不同放电电压下对紫铜管件和铝合金管件进行缩径实验。实验结果表明,有限元仿真与实验获得的管件最大径向变形量和变形分布情况相差在合理范围内,说明了仿真过程的正确性和结果的可靠性。