CN113843333A - 一种低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置及方法,涉及材料成形技术领域,包括电磁成形放电控制系统、冷却成形系统以及冷却控制系统,冷却成形系统包括压边圈和模具,压边圈内设置有放电线圈,电磁成形放电控制系统与放电线圈电连接,电磁成形放电控制系统用于对放电线圈放电,压边圈设置有第一冷却室和/或模具设置有第二冷却室,第一冷却室和/或第二冷却室和/或模具的型腔与冷却控制系统连通,第一冷却室和/或第二冷却室和/或模具的型腔用于冷却待成形板材,冷却控制系统用于控制待成形板材的冷却温度。本发明能够解决难成形板材局部特征的成形问题及低温电磁成形过程中板材低温冷却控制问题。

Description

一种低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置及方法
技术领域
本发明涉及材料成形技术领域,特别是涉及一种低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置及方法。
背景技术
随着航空航天等高端制造业的发展,对高强轻质结构件的应用越来越多,因而其成形技术要求越来越高,特别是针对一些室温下难成形金属材料(如2219铝合金、2195铝合金等)的生产与制造。由于难成形材料普遍塑性差,室温下成形复杂薄壁零件容易产生裂纹。其中旋压成形、液压胀形等方法虽然能够在室温下提高材料成形极限,但这些方法设备成本高,工装结构复杂,工艺柔性不高,不便于对大尺寸构件的局部特征进行成形。采用对板材加热的方式虽然能提高金属板材的成形性能,但是热效应会对构件的成形质量和性能造成不利影响,尤其对于大尺寸曲面构件的加热与温度均匀性控制比较难,会造成构件力学性能恶化,影响服役性能。与传统的成形方式相比,电磁脉冲成形(电磁成形)方法工装模具结构简单,工艺柔性高,容易实现构件的局部特征成形,且成形周期短,成本低,工艺绿色环保。但电磁脉冲成形对材料成形性能提升有限,对难成形材料难以符合实际产品技术要求,而热复合电磁脉冲成形,高温会破坏线圈结构及绝缘性能,造成线圈失效,不利于实际生产与制造。研究发现,大多数铝合金材料在低温条件下其塑性提升,并且某些铝合金如Al2219-T6在低温下进行高速率成形其塑性会得到进一步提升,从而使得对板材在低温下进行电磁脉冲成形能够进一步提升金属材料的成形性能,使得低温电磁成形具有较好的应用前景,因此针对电磁成形过程中板材的低温度冷却结构和控制系统进行了发明设计。
发明内容
本发明的目的是提供一种低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置及方法,以解决上述现有技术存在的问题,结合了金属板材在低温下增塑效应及电磁高速率成形增塑的优势,能够较好地解决大型难成形板材局部特征的成形问题。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
本发明提供了一种低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置,包括电磁成形放电控制系统、冷却成形系统以及冷却控制系统,所述冷却成形系统包括压边圈和模具,待成形板材设置在所述压边圈和所述模具之间,所述压边圈内设置有放电线圈,所述电磁成形放电控制系统与所述放电线圈电连接,所述电磁成形放电控制系统用于对所述放电线圈放电,所述压边圈设置有第一冷却室和/或所述模具设置有第二冷却室,所述第一冷却室和/或所述第二冷却室和/或所述模具的型腔与所述冷却控制系统连通,所述第一冷却室和/或所述第二冷却室和/或所述模具的型腔用于冷却待成形板材,所述冷却控制系统用于控制待成形板材的冷却温度。
优选地,所述电磁成形放电控制系统包括变压器、整流器、充电电阻、电容器和放电电阻,所述变压器、所述整流器、所述充电电阻和所述放电电阻依次电连接,所述变压器与所述放电线圈的一端连接,所述放电电阻与所述放电线圈的另一端连接,所述电容器的一端与所述充电电阻和所述放电电阻之间的导线连接,所述电容器的另一端与所述变压器和所述放电电阻之间的导线连接。
优选地,所述变压器和所述电容器之间设置有充电开关,所述放电电阻和所述放电线圈之间设置有放电开关。
优选地,所述放电线圈与待成形板材接触,所述放电线圈为平板线圈,所述放电线圈包括线圈骨架和线圈导线,所述线圈导线缠绕在所述线圈骨架上。
优选地,所述冷却控制系统包括冷却介质存储结构、控制器和若干温度传感器,所述冷却介质存储结构与所述第一冷却室和/或所述第二冷却室连通,所述冷却介质存储结构与所述第一冷却室和/或所述第二冷却室连通的管路上设置有阀门,所述控制器分别与所述温度传感器和所述阀门电连接,所述温度传感器设置在待成形板材上,所述温度传感器用于测量待成形板材的温度,所述温度传感器将测量的温度传输给所述控制器,进而所述控制器调整所述阀门的开度。
优选地,所述压边圈的下表面开设有若干第一沟槽,所述第一沟槽与所述第一冷却室连通,所述第一沟槽的出口设置有吸气泵,所述吸气泵用于控制所述第一沟槽内的冷却介质雾气流速。
优选地,所述模具的上表面开设有若干第二沟槽,所述第二沟槽与所述第二冷却室及所述模具的型腔连通,所述第二沟槽的出口设置有吸气泵,所述吸气泵用于控制所述第二沟槽内的冷却介质雾气流速。
优选地,所述第一冷却室和/或所述第二冷却室和/或所述模具的型腔内设置有冷却喷头,所述冷却喷头与所述冷却控制系统通过管路连通。
优选地,所述冷却成形系统还包括保温层,所述保温层设置在所述压边圈和所述模具的外侧。
本发明还提供了一种采用所述低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置的成形方法,包括以下步骤:
步骤一,安装低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置,预设待成形板材成形时的温度;
步骤二,采集并监测待成形板材不同位置的温度;开启冷却控制系统,当待成形板材的温度高于预设温度时,控制器控制阀门打开,冷却介质加压流出,以设定流速分别流入冷却成形系统,配合打开吸气泵使冷却介质雾气以合适流速在第一沟槽和第二沟槽中直接对待成形板材的非变形区进行冷却,实现待成形板材的冷却;
步骤三,待成形板材各处位置持续降温,当待成形板材各处温度快接近设定温度时,逐渐减小冷却介质流速,维持待成形板材在预设温度并保持一定时间;
步骤四,打开电磁成形放电控制系统,预设放电电压,对电容器进行充电,充电结束后,电容器对放电线圈进行放电,一定温度条件下的待成形板材在短时间内受力产生塑性变形,完成电磁成形过程;
步骤五,关闭电磁成形放电控制系统、冷却控制系统,卸下压边圈,取出成形后的板材。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:
本发明的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置及方法,结合金属板材在低温下的增塑效应及电磁脉冲高速率成形增塑的优势,针对电磁成形装置设置独特的冷却控制方法和结构,使待成形板材能够在低温冷却条件下获得更加均匀的温度分布,并对待成形板材温度实现精确的调节控制,进而实现低温电磁脉冲成形,从而进一步提升难成形材料的成形性能和成形精度。针对大多数难成形金属板材在室温下塑性较差而易产生减薄开裂等问题,不仅避免了加热材料提升塑性对组织性能的影响,也避免了高温对线圈结构和绝缘性能的破坏,更容易实现难成形金属板材构件低温控制和精密成形。同时,本发明的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置结合电磁成形工作特点,工装结构简单,工艺柔性高,板材冷却方式合理可控,更容易实现大型难变形板材件上的局部特征成形,能突破现有技术对金属板材成形能力的限制,拓宽电磁成形工艺应用范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,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。
图1为本发明的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置示意图;
图2为实施例一的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置示意图;
图3为实施例二的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置示意图;
其中:100:低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置,101:电磁成形放电控制系统,102:冷却成形系统,103:冷却控制系统,1:变压器,2:整流器,3:充电电阻,4:充电开关,5:电容器,6:放电电阻,7:放电开关,8:放电线圈,8-1:线圈骨架,8-2:线圈导线,9:压边圈,9-1:上板,9-2:第一冷却室,9-3:第一沟槽,10:待成形板材,11:模具,11-1:模具板,11-2:第二冷却室,11-3:第二沟槽,12:冷却喷头,13:保温层,13-1:保温层下板,13-2:保温层侧壁,13-3:保温层上板,14:温度传感器,15:控制器,16:阀门,17:冷却介质存储结构,18:吸气泵,19:螺栓,20:螺母,21:冷却介质挡板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置及方法,以解决上述现有技术存在的问题,结合了金属板材在低温下增塑效应及电磁高速率成形增塑的优势,能够较好地解决大型难成形板材局部特征的成形问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一:低温冷却控制下的高强铝合金板材电磁胀形
如图1-图2所示:本实施例提供了一种低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置100,包括电磁成形放电控制系统101、冷却成形系统102以及冷却控制系统103,冷却成形系统102包括压边圈9和模具11,待成形板材10设置在压边圈9和模具11之间,待成形板材10为在低温和电磁高速率变形复合作用下塑性有提升的金属板材,待成形板材10选用2219铝合金板材,压边圈9设置在待成形板材10的上方,给待成形板材10提供一定压力,模具11设置在待成形板材10的下方,模具11的型腔为待成形板材10变形提供特定的空间形状,压边圈9内设置有放电线圈8,电磁成形放电控制系统101与放电线圈8电连接,电磁成形放电控制系统101用于对放电线圈8放电,压边圈9设置有第一冷却室9-2和/或模具11设置有第二冷却室11-2,第一冷却室9-2和/或第二冷却室11-2和/或模具11的型腔与冷却控制系统103连通,第一冷却室9-2和/或第二冷却室11-2和/或模具11的型腔用于冷却待成形板材10,冷却控制系统103用于控制待成形板材10的冷却温度。
本实施例中,电磁成形放电控制系统101包括变压器1、整流器2、充电电阻3、电容器5和放电电阻6,变压器1、整流器2、充电电阻3和放电电阻6依次电连接,变压器1与放电线圈8的一端连接,放电电阻6与放电线圈8的另一端连接,电容器5的一端与充电电阻3和放电电阻6之间的导线连接,电容器5的另一端与变压器1和放电电阻6之间的导线连接。
本实施例中,变压器1和电容器5之间设置有充电开关4,放电电阻6和放电线圈8之间设置有放电开关7。电磁成形放电控制系统101能够让放电电源对放电线圈8放电产生瞬时变化的大电流。具体地,闭合充电开关4,交流电经变压器1变压,并经整流器2整流后对电容器5进行充电,充电结束后,闭合放电开关7,此时电容器5对放电线圈8进行放电,放电线圈8中产生快速变化的冲击大电流,并在周围产生强脉冲磁场,从而使待成形板材10产生感应涡流,涡流进而也产生磁场,两磁场相互作用产生的强大排斥力,使待成形板材10在短时间内受力完成塑性变形。
本实施例中,放电线圈8与待成形板材10接触,放电线圈8为平板线圈,放电线圈8包括线圈骨架8-1和线圈导线8-2,线圈导线8-2缠绕在线圈骨架8-1上,并采用绝缘胶固接。
本实施例中,冷却控制系统103包括冷却介质存储结构17、控制器15和若干温度传感器14,冷却介质存储结构17与第一冷却室9-2和/或第二冷却室11-2连通,冷却介质存储结构17与第一冷却室9-2和/或第二冷却室11-2连通的管路上设置有阀门16,控制器15分别与温度传感器14和阀门16电连接,温度传感器14设置在待成形板材10上,温度传感器14用于测量待成形板材10的温度,温度传感器14为铂电阻、热电偶或者锗电阻等其他温度测量工具,温度传感器14能够对待成形板材10上下表面的温度进行实时测量监控获得温度信号,温度传感器14将测量的温度传输给控制器15,控制器15能够根据温度传感器14测量到的温度信号结果进行处理,并根据预设温度控制阀门16,从而控制冷却介质的流速达到冷却效果,根据要求可设置多个冷却控制系统103。当待成形板材10各处温度达到预设温度并保温一定时间后,利用电磁成形放电控制系统101对放电线圈8放电实现板材成形。
本实施例中,冷却介质存储结构17中的冷却介质为液氮、液氩、液氦等低温液体或相应低温气体。
本实施例中,压边圈9的下表面开设有若干第一沟槽9-3,第一沟槽9-3为回型沟槽,作为冷却介质通气道,第一沟槽9-3的入口设置在压边圈9的外侧壁并与第一冷却室9-2连通,第一沟槽9-3的出口设置在压边圈9的内侧壁并与吸气泵18连接,吸气泵18用于控制第一沟槽9-3内的冷却介质雾气流速,使冷却介质雾气能够在第一沟槽9-3中冷却板材,第一冷却室9-2设置有相应的冷却介质出入通道。
具体地,压边圈9包括上板9-1和第一冷却室9-2,上板9-1为一类似圆盘状板,上板9-1下表面的外边缘设置有圆环台阶与第一冷却室9-2的圆环台阶配合定位。第一冷却室9-2为一圆环柱体,轴中心处的通孔与放电线圈8外径配合,在圆环柱体外侧壁开设有一通往第一冷却室9-2的进口和出口,作为冷却介质进出第一冷却室9-2的通道。
本实施例中,模具11的上表面开设有若干第二沟槽11-3,第二沟槽11-3为回型沟槽,作为冷却介质通气道,第二沟槽11-3的入口与模具11的型腔连通,第二沟槽11-3的出口设置在模具11的侧壁并与吸气泵18连接,吸气泵18用于控制第二沟槽11-3内的冷却介质雾气流速,使冷却介质雾气能够在第二沟槽11-3中冷却板材,模具11的第二冷却室11-2设置有相应的冷却介质出入通道。第一沟槽9-3和第二沟槽11-3的吸气泵18加速冷却介质雾气在待成形板材10处的流动,更好控制冷却介质对待成形板材10非变形区的冷却。
具体地,模具11包括模具板11-1和第二冷却室11-2,类似压边圈9的上板9-1和第一冷却室9-2,模具板11-1作为成形模具11,表面内径处设置有合适的过渡圆角,避免成形时待成形板材10发生破裂,第二冷却室11-2设置有相应的冷却介质出入通道,实现对模具11的低温冷却。模具板11-1下表面设置一环形凸起台阶,与第二冷却室11-2的台阶配合。第二冷却室11-2为一圆柱在上表面轴中心处设置一型腔,型腔内径与模具11上板9-1内径相同,模具11圆柱上表面沿中心轴的环向上开槽,形成一环形槽作为第二冷却室11-2,在第二冷却室11-2外侧壁开设有通往第二冷却室11-2的进口和出口,作为冷却介质进出第二冷却室11-2的通道。
本实施例中,第一冷却室9-2和/或第二冷却室11-2和/或模具11的型腔内设置有冷却喷头12,冷却喷头12与冷却控制系统103通过管路连通。冷却介质增压经管道流到压边圈9和模具11中的冷却喷头12中,经冷却喷头12对各处冷却区域进行喷洒冷却。
本实施例中,冷却成形系统102还包括保温层13,保温层13设置在压边圈9和模具11的外侧。保温层13采用隔热材料如石棉、泡沫塑料等,减少冷却成形系统102的低温环境受外部环境温度的影响。保温层13包括保温层下板13-1、保温层侧壁13-2、保温层上板13-3,设置有相应的同内部连接需要的进出口位置。
本实施例结合了金属板材在低温下增塑效应及电磁高速率成形增塑的优势,并在此低温下实现板材的电磁成形,针对待电磁成形的板材设计了冷却喷头12喷射、第一沟槽9-3、第二沟槽11-3、第一冷却室9-2和第二冷却室11-2相结合的低温条件冷却方法,实现电磁成形时待成形板材10温度的准确和智能化控制,从而相对传统电磁成形进一步提升了板材的成形性能和成形精度,也避免了加热翻孔对材料性能和线圈造成的不利影响,能够较好地解决大型难成形板材局部特征的成形问题。
本实施例还提供了一种采用低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置100的成形方法,包括以下步骤:
步骤一,安装低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置100,预设待成形板材10成形时的温度,调节第一冷却室9-2、第二冷却室11-2和型腔内的冷却喷头12方向,使冷却喷头12指向冷却区域;
步骤二,打开控制器15和温度传感器14,采集并监测待成形板材10不同位置的温度;开启冷却控制系统103,当待成形板材10的温度高于预设温度时,控制器15控制阀门16打开,冷却介质加压流出,以设定流速分别流入第一冷却室9-2、第二冷却室11-2和型腔中,各冷却喷头12喷洒冷却介质实现各个位置的冷却,打开出口处的吸气泵18使冷却介质雾气进入第一沟槽9-3和第二沟槽11-3中实现冷却;
步骤三,待成形板材10各处位置持续降温,当待成形板材10各处温度快接近设定温度时,逐渐减小冷却介质流速,维持待成形板材10在预设温度并保持一定时间;
步骤四,打开电磁成形放电控制系统101,预设放电电压,闭合充电开关4,对电容器5进行充电,充电结束后,闭合放电开关7,电容器5对放电线圈8进行放电,一定温度条件下的待成形板材10在短时间内受力产生塑性变形,完成电磁成形过程;
步骤五,关闭电磁成形放电控制系统101、冷却控制系统103,卸下压边圈9,取出成形后的板材。
将低温条件与电磁脉冲高速成形结合的新型电磁成形方式能够进一步提升2219铝合金板的成形极限,减小板材塑性差而产生的成形破裂风险,同时避免加热提升塑性而产生材料组织性能等系列问题。同时,本实施例的装置工装简单,其低温冷却控制系统103的温度控制准确,温度分布更加合理,电磁成形变形速率高,能减小回弹,能满足贴模精度,因此该技术容易实现难成形大型构件局部特征的精密成形需求。
实施例二:低温冷却控制下的高强铝合金板材电磁翻孔成形
如图3所示:本实施例与实施例一的区别在于:由于翻孔成形的待成形板材10需在轴中心位置开设有一定直径的圆孔,本实施例中,型腔中的冷却喷头12采用环形喷头,经环形冷却喷头12能够对材料变形区定向喷洒液氮冷却。在型腔的中心轴线设置一螺栓19,压边圈9通过套设在螺栓19上的螺母20固定,实现将放电线圈8、待成形板材10以及模具11的固定和定位,冷却喷头12设置有调节万向头,能够调节冷却喷头12的喷射角度。在模具11的型腔与线圈骨架8-1之间设置一冷却介质挡板21,冷却介质挡板21套设在螺栓19的外侧,使其减少低温冷却介质喷溅对放电线圈8的损害。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置,其特征在于:包括电磁成形放电控制系统、冷却成形系统以及冷却控制系统,所述冷却成形系统包括压边圈和模具,待成形板材设置在所述压边圈和所述模具之间,所述压边圈内设置有放电线圈,所述电磁成形放电控制系统与所述放电线圈电连接,所述电磁成形放电控制系统用于对所述放电线圈放电,所述压边圈设置有第一冷却室和/或所述模具设置有第二冷却室,所述第一冷却室和/或所述第二冷却室和/或所述模具的型腔与所述冷却控制系统连通,所述第一冷却室和/或所述第二冷却室和/或所述模具的型腔用于冷却待成形板材,所述冷却控制系统用于控制待成形板材的冷却温度。
2.根据权利要求1所述的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置,其特征在于:所述电磁成形放电控制系统包括变压器、整流器、充电电阻、电容器和放电电阻,所述变压器、所述整流器、所述充电电阻和所述放电电阻依次电连接,所述变压器与所述放电线圈的一端连接,所述放电电阻与所述放电线圈的另一端连接,所述电容器的一端与所述充电电阻和所述放电电阻之间的导线连接,所述电容器的另一端与所述变压器和所述放电电阻之间的导线连接。
3.根据权利要求2所述的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置,其特征在于:所述变压器和所述电容器之间设置有充电开关,所述放电电阻和所述放电线圈之间设置有放电开关。
4.根据权利要求1所述的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置,其特征在于:所述放电线圈与待成形板材接触,所述放电线圈为平板线圈,所述放电线圈包括线圈骨架和线圈导线,所述线圈导线缠绕在所述线圈骨架上。
5.根据权利要求1所述的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置,其特征在于:所述冷却控制系统包括冷却介质存储结构、控制器和若干温度传感器,所述冷却介质存储结构与所述第一冷却室和/或所述第二冷却室连通,所述冷却介质存储结构与所述第一冷却室和/或所述第二冷却室连通的管路上设置有阀门,所述控制器分别与所述温度传感器和所述阀门电连接,所述温度传感器设置在待成形板材上,所述温度传感器用于测量待成形板材的温度,所述温度传感器将测量的温度传输给所述控制器,进而所述控制器调整所述阀门的开度。
6.根据权利要求1所述的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置,其特征在于:所述压边圈的下表面开设有若干第一沟槽,所述第一沟槽与所述第一冷却室连通,所述第一沟槽的出口设置有吸气泵,所述吸气泵用于控制所述第一沟槽内的冷却介质雾气流速。
7.根据权利要求1所述的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置,其特征在于:所述模具的上表面开设有若干第二沟槽,所述第二沟槽与所述第二冷却室及所述模具的型腔连通,所述第二沟槽的出口设置有吸气泵,所述吸气泵用于控制所述第二沟槽内的冷却介质雾气流速。
8.根据权利要求1所述的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置,其特征在于:所述第一冷却室和/或所述第二冷却室和/或所述模具的型腔内设置有冷却喷头,所述冷却喷头与所述冷却控制系统通过管路连通。
9.根据权利要求1所述的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置,其特征在于:所述冷却成形系统还包括保温层,所述保温层设置在所述压边圈和所述模具的外侧。
10.一种采用如权利要求1-9任一项所述的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置的成形方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一,安装低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置,预设待成形板材成形时的温度;
步骤二,采集并监测待成形板材不同位置的温度;开启冷却控制系统,当待成形板材的温度高于预设温度时,控制器控制阀门打开,冷却介质加压流出,以设定流速分别流入冷却成形系统,配合打开吸气泵使冷却介质雾气以合适流速在第一沟槽和第二沟槽中直接对待成形板材的非变形区进行冷却,实现待成形板材的冷却;
步骤三,待成形板材各处位置持续降温,当待成形板材各处温度快接近设定温度时,逐渐减小冷却介质流速,维持待成形板材在预设温度并保持一定时间;
步骤四,打开电磁成形放电控制系统,预设放电电压,对电容器进行充电,充电结束后,电容器对放电线圈进行放电,一定温度条件下的待成形板材在短时间内受力产生塑性变形,完成电磁成形过程;
步骤五,关闭电磁成形放电控制系统、冷却控制系统,卸下压边圈,取出成形后的板材。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08112626A (ja) * 1994-10-13 1996-05-07 Nissan Motor Co Ltd 対向液圧成形方法及び液圧成形用金型装置及びプレス機械及びバルジ液圧成形方法
DE102007053361A1 (de) * 2007-11-06 2009-05-07 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zum elektromagnetischen Umformen von Werkstücken
CN107096822A (zh) * 2017-06-27 2017-08-29 华中科技大学 一种基于低温条件的电磁成形方法及装置
EP3292920A1 (en) * 2016-09-07 2018-03-14 LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen GmbH Method for producing an object from a half-finished product of a light metal or a light metal alloy
CN108580642A (zh) * 2018-05-23 2018-09-28 华中科技大学 一种金属材料的电磁热成形方法及装置
CN112517727A (zh) * 2020-11-09 2021-03-19 哈尔滨工业大学 一种铝合金深腔构件超低温成形装置及成形方法
CN112845787A (zh) * 2021-01-04 2021-05-28 哈尔滨工业大学 一种大尺寸薄壁曲面件超低温成形装置及成型方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08112626A (ja) * 1994-10-13 1996-05-07 Nissan Motor Co Ltd 対向液圧成形方法及び液圧成形用金型装置及びプレス機械及びバルジ液圧成形方法
DE102007053361A1 (de) * 2007-11-06 2009-05-07 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zum elektromagnetischen Umformen von Werkstücken
EP3292920A1 (en) * 2016-09-07 2018-03-14 LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen GmbH Method for producing an object from a half-finished product of a light metal or a light metal alloy
CN107096822A (zh) * 2017-06-27 2017-08-29 华中科技大学 一种基于低温条件的电磁成形方法及装置
CN108580642A (zh) * 2018-05-23 2018-09-28 华中科技大学 一种金属材料的电磁热成形方法及装置
CN112517727A (zh) * 2020-11-09 2021-03-19 哈尔滨工业大学 一种铝合金深腔构件超低温成形装置及成形方法
CN112845787A (zh) * 2021-01-04 2021-05-28 哈尔滨工业大学 一种大尺寸薄壁曲面件超低温成形装置及成型方法

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