一家专注流体压力成形技术
【作 者】崔学习;万敏;吴向东;金铭;龙安林
随着汽车工业向轻量化方向快速发展，采用轻质合金材料（主要是铝合金）是实现汽车零件轻量化的有效途径[1—2]。铝合金材料在普通加工工艺（冲压、拉深等）中表现出明显的流动性差、回弹量大、贴模度低等问题，给汽车覆盖件的生产带来了巨大的挑战。传统工艺与新兴的电磁成形技术相结合为复杂汽车覆盖件的制造开创了新的思路——电磁辅助成形。电磁成形技术是一种利用脉冲磁场产生洛伦兹力，并将其施加到具有较高电导率工件上，使其快速变形的工艺[3]，被称为电磁脉冲成形。电磁成形作为一种高能率金属塑性加工技术，具有能提高难成形金属的成形性能、减小零件起皱和回弹的优点[4]，并且成形过程绿色环保、无污染[5]，因此该成形技术为铝合金材料的成形提供了良好的工艺方法[6—10]。
文中采用一种可复用的薄层电磁线圈，结合成形试验系统进行电磁辅助成形，通过有限元仿真与试验验证相结合的方式，确定试验最佳工艺参数组合，总结适用于成形复杂曲面板料的工艺流程，为汽车铝合金覆盖件的高效、批量生产提供有效方法。
【结 语】
针对电磁辅助成形工艺，制定了线圈、工装和正交试验设计及有限元单向耦合仿真模拟成形过程的研究方案。基于试验结果和仿真的对比、分析，验证了使用成本低、可快速制造和替换的可复用薄层线圈进行电磁辅助成形加工的可行性，并得到如下结论。
1）通过试验与有限元仿真分析验证了电磁辅助成形的可行性，同时提出了采用单层可复用线圈进行电磁辅助成形的方法，为大型复杂零件的局部特征成形提供了新的思路。
2）通过有限元仿真确定了基于电磁辅助成形铝合金覆盖件的最佳成形工艺参数。基于试验与仿真结果分析，不同圆角特征的成形过程应采用不同的工艺参数组合：即成形 R1 采用峰值电压为 8 kV 的单层0.5 mm 线圈的成形参数，4 个工步中工位 1 的放电次数依次为 22，28，36，44；成形 R2 采用峰值电压为8 kV 的 3 层 0.5 mm 线圈的成形参数，4 个工步中工位 2 的放电次数依次为 34，42，46，58。
该方法目前还处于探索的初期阶段，未来有望从以下方面进一步改进：提高线圈在电磁辅助成形中的加工效率；拟合试验电流数据，减少试验次数；改善试验环境以提高成形系统能量利用率等。
以下是正文：
