本发明涉及金属板材冲压，特别地，涉及一种电磁冲击异种金属板复合冲压一体化成形装置及方法。
背景技术：
1、随着传统制造业转型升级和战略新兴产业发展，对工程材料性能提出了越来越苛刻的要求，传统的单一金属或合金材料很难满足需求，因此应用新型金属复合材料来满足一些高端制造业及特殊工业用途，成为现代加工制造业的主流发展方向。
2、传统的金属层状材料复合构件制造分为两个步骤：首先，利用现有的复合制备工艺实现异质层状板复合；然后，层状复合板制备完成后，将其作为原材料进行后续的再制造，如进行冲压、旋压、锻造等后续成形加工，将其制作成多尺寸、多特征、复杂曲面的特定功能零部件。金属层状复合板的成形制造比单一金属板材成形复杂得多，面临着很多工艺问题，界面强度和成形质量无法保障，且工艺流程多、成形周期长，生产效率低。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电磁冲击异种金属板复合冲压一体化成形装置及方法。
2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
3、一种电磁冲击异种金属板复合冲压一体化成形装置，包括：底模，上端设有成型面，所述成型面上设有内凹的凹槽；压边电极，升降活动于底模上方，用于压紧上层金属板边缘并给上层金属板通电加热；上模，升降活动于底模上方，底部设有与成型面适配的压紧面，所述压紧面用于配合成型面将上层金属板和下层金属板冲压成型；电磁脉冲线圈，安装于上模，用于对上层金属板和下层金属板施加高速电磁冲击载荷，使得上层金属板和下层金属板朝凹槽凸起，且使得下层金属板与凹槽的槽壁贴合。
4、进一步地，还包括脱模顶柱，所述脱模顶柱弹性活动安装于底模，所述脱模顶柱具有突出成型面的顶出状态和与成型面平齐的成型状态；成型状态的脱模顶柱与底模相抵，以能将从上朝下的作用力传递给底模，成型状态的脱模顶柱受到朝顶出状态活动的弹性作用力。
5、进一步地，所述脱模顶柱包括底柱和连接于底柱上端的伸出柱，所述底柱截面轮廓大于伸出柱；所述成型面设有朝下延伸的穿出孔，所述伸出柱与穿出孔适配且活动穿设于穿出孔；所述穿出孔底部连通有轮廓大于穿出孔的底孔，所述底孔上端与穿出孔下端形成有肩面；所述底柱与底孔轮廓适配；顶出状态的底柱的上端面与肩面接触；所述底柱底部安装有压簧。
6、进一步地，所述肩面与底孔周壁之间设有加强筋；所述底柱设有供加强筋嵌入的避让条口，所述加强筋厚度与避让条口宽度适配；顶出状态和的成型状态时，所述加强筋均至少有部分嵌入避让条口。
7、进一步地，所述底模包括底座和可拆卸连接于底座顶部的成型件，所述成型面、凹槽、穿出孔和底孔均形成于成型件，所述底座底部设有供压簧嵌入的第一环形槽，所述第一环形槽上端内侧和外侧均形成有抵接面，所述底柱底部设有供压簧嵌入的第二环形槽，所述第二环形槽下端内侧和外侧均形成有用于与抵接面接触的卸力面。
8、进一步地，所述避让条口与所述第二环形槽连通，以使空气能在底柱上下侧流动。
9、进一步地，所述底模外周设有压边座，所述压边座上端设有固定电极，所述固定电极用于与下层金属板底部边缘接触并给下层金属板通电加热。
10、本发明还提供一种电磁冲击异种金属板复合冲压一体化成形方法，包括如下步骤：s1，将上层金属板和下层金属板放置于底模上端；s2，压边电极压紧上层金属板和下层金属板后，开启加热电源，给压边电极供电，使得上层金属板和下层金属板通电加热；s3，上模朝下运动将上层金属板和下层金属板压紧贴合于成型面；s4，给电磁脉冲线圈通电，电磁脉冲线圈产生巨大脉冲电磁力，冲击上层金属板和下层金属板，使得上层金属板和下层金属板朝凹槽凸起，下层金属板与凹槽的槽壁贴合；s5，压边电极上抬，解除对上层金属板和下层金属板的压紧，取出上层金属板和下层金属板。
11、进一步地，步骤s2中，步骤s2中，上层金属板和下层金属板需要通电加热至预设温度并保温预设时长。
12、进一步地，上层金属板和下层金属板的加热过程根据如下公式控制：
13、；
14、为比例系数，为时刻的积分系数，为微分系数，为当前所需的温度；为循环神经网络模型，为时刻的加热器功率参数，为时刻的影响参数，为时刻的温度，为时刻累积的加热时长，为时刻的pid调节器的输出信号。
15、本发明具有以下有益效果：
16、利用压边电极压紧上层金属板边缘并给上层金属板通电加热，从而在压紧金属板边缘的同时给金属板通电加热，使得冲压时，金属的流动性和塑性更强冲压产生的材料起皱、拉裂及微裂纹等缺陷更小，且成形后工件回弹更小，成型精度更高，使得工件的界面强度和成形质量得到保证，加热后再利用上模的压紧面下压使得所述压紧面配合成型面将上层金属板和下层金属板冲压成型，在金属板基础结构冲压成型后，再利用电磁脉冲线圈通电作业，给上层金属板和下层金属板施加高速电磁冲击作用力，使得上层金属板和下层金属板在高温与高速瞬态电磁冲击力耦合作用下实现界面结合，同时朝凹槽凸起与凹槽的槽壁贴合，实现两层金属结合及局部小特征结构的冲压成形，从而实现不同层材料结合与分步冲压同步进行，避免单次冲压给工件造成起皱或拉裂缺陷，本装置实现金属件的加热、异种材料复合和多次冲压，缩短工艺流程，提高生产效率，工艺流程短、能耗低、复合界面强度好、成型精度高。
17、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
1.一种电磁冲击异种金属板复合冲压一体化成形装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电磁冲击异种金属板复合冲压一体化成形装置，其特征在于，所述脱模顶柱（500）包括底柱（510）和连接于底柱（510）上端的伸出柱（520），所述底柱（510）截面轮廓大于伸出柱（520）；所述成型面（110）设有朝下延伸的穿出孔（111），所述伸出柱（520）与穿出孔（111）适配且活动穿设于穿出孔（111）；所述穿出孔（111）底部连通有轮廓大于穿出孔（111）的底孔（112），所述底孔（112）上端与穿出孔（111）下端形成有肩面（113）；所述底柱（510）与底孔（112）轮廓适配；顶出状态的底柱（510）的上端面与肩面（113）接触；所述底柱（510）底部安装有压簧（600）。
3.根据权利要求2所述的电磁冲击异种金属板复合冲压一体化成形装置，其特征在于，所述肩面（113）与底孔（112）周壁之间设有加强筋（114）；所述底柱（510）设有供加强筋（114）嵌入的避让条口（511），所述加强筋（114）厚度与避让条口（511）宽度适配；顶出状态和的成型状态时，所述加强筋（114）均至少有部分嵌入避让条口（511）。
4.根据权利要求3所述的电磁冲击异种金属板复合冲压一体化成形装置，其特征在于，所述底模（100）包括底座（130）和可拆卸连接于底座（130）顶部的成型件（140），所述成型面（110）、凹槽（120）、穿出孔（111）和底孔（112）均形成于成型件（140），所述底座（130）底部设有供压簧（600）嵌入的第一环形槽（131），所述第一环形槽（131）上端内侧和外侧均形成有抵接面（132），所述底柱（510）底部设有供压簧（600）嵌入的第二环形槽（512），所述第二环形槽（512）下端内侧和外侧均形成有用于与抵接面（132）接触的卸力面（513）。
5.根据权利要求4所述的电磁冲击异种金属板复合冲压一体化成形装置，其特征在于，所述避让条口（511）与所述第二环形槽（512）连通，以使空气能在底柱（510）上下侧流动。
6.根据权利要求1所述的电磁冲击异种金属板复合冲压一体化成形装置，其特征在于，所述底模（100）外周设有压边座（700），所述压边座（700）上端设有固定电极（710），所述固定电极（710）用于与下层金属板（102）底部边缘接触并给下层金属板（102）通电加热。
7.一种电磁冲击异种金属板复合冲压一体化成形方法，基于权利要求1至6任一项所述的电磁冲击异种金属板复合冲压一体化成形装置实施，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种电磁冲击异种金属板复合冲压一体化成形方法，其特征在于，步骤s2中，上层金属板（101）和下层金属板（102）需要通电加热至预设温度并保温预设时长。
9.根据权利要求7所述的一种电磁冲击异种金属板复合冲压一体化成形方法，其特征在于，上层金属板（101）和下层金属板（102）的加热过程根据如下公式控制：
