一种基于超磁致伸缩材料的柔性冲压装置

技术领域

本发明涉及柔性冲压模具技术领域，特别涉及一种基于超磁致伸缩材料的柔性冲压装置。

背景技术

拉深成形是板材成型的一种重要方式，在拉深成形过程中，利用压力机冲压板材获取形状复杂的零件时，现有的拉深模在拉深过程中拉应力得不到有效的控制，经常导致拉深成型的工件变形不均匀甚至出现工件损坏的情况，次品率较高。在整个拉深过程中，拉应力的精确控制以及拉深过程中模具的振动控制都将影响工件拉深成型的质量。目前拉深模在缓冲减振方面主要存在以下不足之处：用弹簧作为主要缓冲件的缓冲机构中，其没有反馈系统，阻尼不可控，无法主动且准确地控制拉深工件的成型效果；受力面的支撑部分由液压系统控制，并与相关传感器配合形成反馈系统的缓冲机构中，对缓冲机构的密封性和加工精度要求都很高，且拉深时液压系统的反映灵敏度不高，稳定性不好，不能及时控制拉深时产生的拉应力和振动。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于超磁致伸缩材料的柔性冲压装置，包括冲压模具和超磁致缓冲装置，所述冲压模具包括凹模，所述超磁致缓冲装置设置在所述凹模的下方，其能够在拉深成形的过程中为所述凹模提供支撑力；

所述超磁致缓冲装置包括缸体、线圈骨架、励磁线圈、上永磁体、下永磁体、超磁致伸缩棒和顶杆，所述线圈骨架设置在所述缸体内，所述励磁线圈绕设在所述线圈骨架上；所述超磁致伸缩棒设置在所述线圈骨架的内孔中，在所述内孔中，所述上永磁体和下永磁体分别设置在所述超磁致伸缩棒的上下两端；所述顶杆的下端位于所述上永磁体上，上端伸出至所述缸体的上方并与所述凹模相连。

较佳地，所述缸体包括上端盖、缸筒和下端盖，所述上端盖和下端盖分别固设在所述缸筒的上下两端；

所述线圈骨架固设在所述下端盖上；所述下永磁体位于所述下端盖上；所述顶杆的上端穿过所述上端盖。

较佳地，所述顶杆上还套设一预压弹簧，所述预压弹簧位于所述上端盖和线圈骨架之间。

较佳地，所述线圈骨架的上端还设置一导套，所述顶杆的下端穿过所述导套，所述预压弹簧位于所述上端盖和导套之间。

较佳地，位于所述导套的上方，所述顶杆的外周还向外设有延边，所述预压弹簧位于所述延边和上端盖之间。

较佳地，所述上端盖的通孔上设有直线轴承，所述顶杆的上端穿过所述直线轴承。

较佳地，所述凹模的下端面固设一凹模垫块，所述凹模垫块的下端设置一插槽，所述顶杆的上端插入此插槽内。

较佳地，所述冲压模具还包括凹模座，所述凹模和超磁致缓冲装置均设置在所述凹模座内。

较佳地，所述线圈骨架和励磁线圈均采用磁导率低的金属材料。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：

1、本发明在凹模下方设置了超磁致缓冲装置，该装置能够在拉深成形的过程中为凹模提供支撑力，调整拉深成形过程中不同阶段作用在板材上的冲压力大小，可有效的解决板材的回弹、拉裂、起皱等问题。

2、本发明提供的超磁致缓冲装置的输出力大小可调整，能够为凹模提供稳定且连续变换的支撑力，该装置可控制顶杆伴随凹模移动，其响控制效果好，应速度快。

3、本发明提供的超磁致缓冲装置采用超磁致伸缩材料制成，由于磁致伸缩材料在磁场作用下，其长度发生变化，可发生位移而做功或在交变磁场作用可发生反复伸张与缩短，材料具有很高的耐热温度，磁致伸缩性能强。在室温下，机械能和电能之间的转换率高、能量密度大、响应速度快、可靠性好、驱动方式简单。超磁致伸缩材料位于线圈骨架内部，采用超磁致伸缩材料的挤压工作模式。

4、在本发明提供的超磁致缓冲装置中，在顶杆与上端盖之间设置了预压弹簧，可以为超磁致伸缩材料提供预压力，增强控制效果，还可以用于使顶杆恢复到初始位置。

5、在本发明提供的超磁致缓冲装置中，线圈骨架和线圈套筒采用磁导率相对较低的金属材料，保证内部磁场稳定，且防止发生磁泄漏。

6、本发明提供的超磁致缓冲装置能够在拉深成形的过程中为凹模提供支撑力，调整拉伸成型过程中不同阶段作用在板材上的冲压力大小，可有效的解决板材的回弹、拉裂、起皱等问题。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1为本发明的优选实施例提供的一种基于超磁致伸缩材料的柔性冲压装置的平面剖视图；

图2为本发明的优选实施例提供的一种基于超磁致伸缩材料的柔性冲压装置的立体剖视图。

具体实施方式

以下将结合图1和图2对本发明提供的一种基于超磁致伸缩材料的柔性冲压装置进行详细的描述，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，本领域技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。

请参考图1和图2，一种基于超磁致伸缩材料的柔性冲压装置，包括冲压模具1和超磁致缓冲装置2，所述冲压模具1包括凹模11，所述超磁致缓冲装置2设置在所述凹模11的下方，其能够在拉深成形的过程中为所述凹模11提供支撑力；

所述超磁致缓冲装置2包括缸体、线圈骨架207、励磁线圈206、上永磁体211、下永磁体209、超磁致伸缩棒210和顶杆204，所述线圈骨架207设置在所述缸体内，所述励磁线圈206绕设在所述线圈骨架207上；所述超磁致伸缩棒210设置在所述线圈骨架207的内孔中，在所述内孔中，所述上永磁体211和下永磁体209分别设置在所述超磁致伸缩棒210的上下两端，即上永磁体211和下永磁体209均位于线圈骨架207的内孔中，超磁致伸缩棒210位于上永磁体211和下永磁体209之间；所述顶杆204的下端位于所述上永磁体211上，上端伸出至所述缸体的上方并与所述凹模11相连。

本实施例在凹模11下方设置了超磁致缓冲装置2，该缓冲装置2能够在拉深成形的过程中为凹模提供支撑力，调整拉深成形过程中不同阶段作用在板材上的冲压力大小，可有效的解决板材的回弹、拉裂、起皱等问题。

该缓冲装置2的输出力大小可调整，能够为凹模提供稳定且连续变换的支撑力，该装置可控制顶杆204伴随凹模移动，其响控制效果好，应速度快。

该缓冲装置采用超磁致伸缩材料制成，由于磁致伸缩材料在磁场作用下，其长度发生变化，可发生位移而做功或在交变磁场作用可发生反复伸张与缩短，材料具有很高的耐热温度，磁致伸缩性能强。在室温下，机械能和电能之间的转换率高、能量密度大、响应速度快、可靠性好、驱动方式简单。由超磁致伸缩材料制成的超磁致伸缩棒210位于线圈骨架207内部，采用超磁致伸缩材料的挤压工作模式。

在本实施例中，所述缸体包括上端盖202、缸筒205和下端盖208，所述上端盖202和下端盖208分别通过螺纹紧固件紧固在所述缸筒205的上下两端；

所述线圈骨架207通过螺纹紧固件紧固在所述下端盖208上；所述下永磁体209位于所述下端盖208上；所述顶杆204的上端穿过所述上端盖202。

所述顶杆204上还套设一预压弹簧203，所述预压弹簧203位于所述上端盖202和线圈骨架207之间。预压弹簧203，可以为超磁致伸缩棒210提供与压力，增强控制效果，还可以用于使顶杆204恢复到初始位置。

进一步的，所述线圈骨架207的上端还设置一导套212，所述顶杆204的下端穿过所述导套212；位于所述导套212的上方，所述顶杆204的外周还向外设有延边2041，所述预压弹簧203位于所述延边2041和上端盖202之间。

所述上端盖202的通孔上设有直线轴承201，所述顶杆204的上端穿过所述直线轴承201。

所述凹模11的下端面固设一凹模垫块13，所述凹模垫块13的下端设置一插槽，所述顶杆204的上端通过螺纹紧固在此插槽内。

所述冲压模具1还包括凹模座12，所述凹模11和超磁致缓冲装置2均设置在所述凹模座12内。

所述线圈骨架207和励磁线圈206均采用磁导率相对较低的金属材料，保证内部磁场稳定，且防止发生磁泄漏。