CN114144268A - 用于片材金属加工的系统及其方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于片材金属加工的系统(100)。该系统(100)包括冲头(1)，该冲头(1)可连接到压力机(P)，其中所述冲头(1)配置有第一电端子(2)。模具(3)配置有模具表面(DS)，以支撑片材金属(SM)。支撑构件(4)可移动地设置在模具(1)中。支撑构件(4)设有第二电端子(5)。支撑构件(4)和冲头(1)在轴线(A‑A)处接触片材金属(SM)的作业部分(B)以将电流供应到作业部分(B)的局部区域(LR)以进行片材金属加工。

Description

用于片材金属加工的系统及其方法

技术领域

本公开一般涉及制造技术领域。具体地但不排他地，本公开涉及一种用于片材金属加工的系统和方法。进一步地，本公开的各实施例公开了一种用于在片材金属加工期间向片材金属的局部部分供应电流的系统和过程。

背景技术

制造业利用各种制造方法来加工各种材料。电辅助制造(EAM)方法就是属于先进制造方法类别的一种这样的方法。在制造期间，一些材料具有不同的生理特性，这些生理特性可能会因金属加工期间的诸如温度、应力、应变等之类的各种参数而发生更改。而且，汽车行业需要具有创新金属加工方法的不同材料，以便满足汽车行业不断改变的要求。传统上讲，诸如热成型和液压成型之类的几种金属加工技术为金属加工提供了范围广泛的优势。然而，这些技术需要巨大的资本投资。而且，这种技术先进的设施具有几个方法相关问题并且耗费时间。

通常，电辅助成型或制造是一种备选金属加工方法，其包括在金属加工期间施加高密度电脉冲。在金属加工期间施加电脉冲减少工作负荷以及金属或工件的回弹。这种由于施加电脉冲而降低工作负荷的现象被称为“电塑性效应”。

传统上讲，众所周知的是在金属加工过程中使用这种电脉冲。这种制造过程涉及在金属工件的整个长度上施加高密度电流脉冲(如图10所示)。根据公开了金属加工的传统方法的图10，金属工件与电端子连接，其中电流通过金属工件的整个长度。尽管这种技术减少了工作负荷，但是由于焦耳加热而大大增加了金属工件的温度。焦耳加热会引起一些问题，诸如更改经过加工的金属的生理特性，这可能会导致不期望的金属加工效果。尤其是在汽车行业中，片材金属加工是一项主要且重要的方法，其需要极高的精度和谨慎性。因此，直接使用电流脉冲进行片材金属加工最终会增加片材金属的整体温度，这可能并非期望的。

而且，如果任何材料或金属工件受到电流脉冲，则工件的电阻会更高，最终导致为金属加工供应更高的电力。这导致金属加工方法更为昂贵。进一步地，随着用于金属加工的电流供应增加，可能需要更大的热绝缘，以便维持或给予安全的工作环境。

本公开旨在解决如上文所讨论的问题中的一个或多个问题。

本公开部分的背景技术所公开的信息仅用于增强对本发明的一般背景的理解，而不应被视为对该信息构成本领域技术人员已知的现有技术的确认或任何形式的暗示。

发明内容

克服了通过传递电流进行片材金属加工的传统系统的一个或多个缺点，并且通过如本公开中所要求保护的方法提供了附加优点。通过本公开的技术细节实现附加特征和优点。本文中对本公开的其他实施例和方面进行详细描述，并且这些实施例和方面被认为是所要求保护的本公开的一部分。

在本公开的一个非限制性实施例中，公开了一种用于片材金属加工的系统。该系统包括冲头，可连接到压力机，其中冲头配置有第一电端子。在系统中提供了配置有模具表面的模具，以支撑片材金属。支撑构件可移动地设置在模具中。支撑构件设有第二电端子。支撑构件和冲头在轴线处接触片材金属的作业部分以将电流供应到作业部分的局部区域以进行片材金属加工。

在一个实施例中，局部区在片材金属的任一侧上由冲头的顶端和支撑构件的顶端的接触部分限定。

在一个实施例中，电流在片材金属的任一侧上从冲头的顶端和支撑构件的顶端传递到作业部分的局部区域。

在一个实施例中，压力机包括用于容纳冲头的冲头保持器。

在一个实施例中，该系统包括绝缘层，该绝缘层位于冲头保持器与冲头之间，以防止电导通。

在一个实施例中，当冲头从第一位置操作到第二位置以进行片材金属加工时，支撑构件在模具内沿着轴线移位。

在一个实施例中，第一位置处支撑构件在片材金属加工之前在片材金属的作业部分处接触。

在一个实施例中，支撑构件在第二位置处维持与片材金属的作业部分接触。

在一个实施例中，支撑构件通过弹性构件偏置。

在一个实施例中，弹性构件为弹簧。

在一个实施例中，模具包括用于适应支撑构件在第一位置与第二位置之间的往复运动的槽。

在一个实施例中，绝缘条带设置在支撑构件与至少一个第二电端子之间以防止电导通。

在一个实施例中，第一电端子和第二电端子中的每个电端子连接到功率源的正极端子和负极端子中的至少一个端子。

在一个实施例中，冲头被配置为具有变化的顶端直径以进行片材金属加工。

在一个实施例中，片材金属加工为塑性变形方法。

在一个实施例中，适配器被配置为容纳至少一个测力传感器用于确定施加在冲头上的负荷。

在一个实施例中，具有至少一个测力传感器的适配器安装到压力机上。

在另一非限制性实施例中，公开了一种用于片材金属加工的方法。该方法包括：将片材金属定位在模具的模具表面上。片材金属的作业部分接触第二电端子，该第二电端子配置在可移动地设置在模具中的支撑构件中。在轴线处操作配置有第一电端子的冲头以接触片材金属的作业部分。通过第一电触头和第二电触头向片材金属的作业部分供应电流以进行片材金属加工。

在一个实施例中，在作业部分处供应电流有助于片材金属加工。

在一个实施例中，供应给片材金属的电流具有高电流范围和高频范围。

在一个实施例中，所供应的电流的频率范围在1Hz至50Hz的范围内。

在一个实施例中，所供应的电流在0A至300A的范围内。在一个实施例中，电流以脉冲形式供应给片材金属。

在一个实施例中，电流脉冲由脉宽调制器(PWM)供应。

应当理解，上文所描述的本公开的各方面和各实施例可以以彼此的任何组合使用。这些方面和实施例中的几个方面和实施例可以组合以形成本公开的其他实施例。

前述概述仅是说明性的，并不旨在以任何方式进行限制。除了上文所描述的说明性方面、实施例和特征之外，通过参考附图和以下具体实施方式，其他方面、实施例和特征将变得显而易见。

附图说明

本公开的新颖特征和特性在所附描述中进行阐述。然而，当结合附图阅读时，通过参考说明性实施例的以下具体实施方式，将最好地理解本公开本身以及优选使用模式、其他目的和优点。现在，参考附图，仅通过示例对一个或多个实施例进行描述，其中相同的附图标记表示相同的元件并且其中

图1图示了根据本公开的实施例的用于片材金属加工的系统的示意性透视图。

图2图示了根据本公开的实施例的系统的正面剖视图，其中片材金属设置在模具上以进行片材金属加工。

图3图示了示出了根据本公开的实施例的电流脉冲通过片材金属的示意图。

图4图示了根据本公开的实施例的用于图1的系统的模具的透视图。

图5图示了根据本公开的实施例的用于图1的系统的冲头的透视图。

图6图示了根据本公开的实施例的安装有各种外围测试仪器的用于片材金属加工的实验系统。

图7图示了示出了根据本公开的实施例的在300A电流下频率对冲头负荷的影响的图。

图8图示了示出了根据本公开的实施例的在50Hz频率下电流对冲头负荷的影响的图。

图9图示了示出了根据本公开的实施例的施加电流和片材金属的作业部分中的电流流动的图。

图10图示了示出了根据施加电脉冲的传统方法施加电流和片材金属的作业部分中的电流流动的图。

图11a、图11b、图11c和图11d图示了根据本公开的实施例的片材金属的作业部分处的金属加工和片材金属的作业部分处的微观结构研究。

图12图示了根据本公开的实施例的由于电脉冲引起的硬度的条形图。

附图仅出于说明的目的而描绘了本公开的实施例。本领域技术人员根据以下描述应当容易地认识到，在没有背离本文中所描述的本公开的原理的情况下，可以采用本文中所图示的结构和方法的备选实施例。

具体实施方式

虽然本公开的各实施例经历了各种修改和备选形式，但是其具体实施例已经在附图中通过示例示出并且下文进行描述。然而，应当理解，本公开并非旨在将本公开限制为所公开的特定形式，而是相反，本公开旨在涵盖落入本公开的范围内的所有修改、等同和备选。

应当指出，本领域技术人员根据本公开得到激励以得出片材金属加工的系统和过程。所公开的用于片材金属加工的系统和方法可以基于片材金属的配置而变化。然而，这样的修改应当被解释为在本公开的范围内。因而，附图仅图示了与理解本公开的实施例相关的那些具体细节，以免由于对于受益于本文中的描述的本领域普通技术人员而言显而易见的细节而混淆本公开。

本公开中使用的术语“包括”、“包含”或其任何其他变型旨在涵盖非排他性包含，使得包括部件列表的设备、系统、组件不仅仅包括那些部件但可能包括未明确列出或这种系统、组件或设备固有的其他组件。换言之，系统或设备中以“包括……一种”开头的一个或多个元件在没有更多约束的情况下不排除系统或设备中其他元件或附加元件的存在。

本公开提供一种用于片材金属加工的系统。该系统包括可连接到压力机的冲头。冲头位于模具上方，其中模具接收用于金属加工的片材金属。模具还设有支撑构件，使得在接纳片材金属时，支撑构件在作业部分处接触片材金属。同样，冲头的顶端也沿着公共轴线在作业部分处接触片材金属。第一电端子配置在冲头中并且第二电端子连接到支撑构件。随着操作压力机，冲头可能在片材金属上方移位并且在作业部分处与片材金属接触。在该位置处，第一电端子和第二电端子通有脉冲电流，并且电流通过作业部分处的片材金属。这通过减少金属加工所需的负荷来帮助片材金属的金属加工，并且随着电流在片材金属的局部加工部分处通过时，还减少焦耳加热。

本公开还提供了一种用于片材金属加工的方法。该方法包括：将片材金属定位在模具上，使得片材金属的作业部分接触支撑构件。作业部分处的局部区域处的片材金属沿着公共轴线由冲头的顶端部分和支撑构件接触。由于冲头在片材金属上加工，所以支撑构件被配置为在片材金属移动时发生移位。随着冲头和支撑构件设有第一电端子和第二电端子，电流以脉冲形式传递通过作业部分以便进行片材金属加工。用于片材金属加工的系统和方法的这种配置减少了焦耳加热，由于电流在诸如片材金属的作业部分而非片材金属的整个长度之类的局部区域处传递。

本公开公开了一种通过减轻金属加工期间在片材金属内生成的热量来进行金属加工的系统和方法。此外，这种片材金属加工方法是通用的，可以使用较少的用于金属加工的负荷，同时省时且经济。本公开的系统和方法还无需用于片材金属加工的昂贵设备。

以下段落参考图1至图11描述本公开。在图中，相同元件或具有相似功能的元件由相同附图标记指示。

图1是图示了用于片材金属加工的系统(100)的透视图的本公开的示例性实施例。

系统(100)包括可安装到压力机(P)上的冲头(1)(如图5所示)。压力机(P)被配置到测力传感器板(13)，其中测力传感器板(13)可以设置在至少一个测力传感器(11)的任一侧上。至少一个测力传感器(11)容纳在测力传感器板(13)之间。进一步地，测力传感器板(13)可以连接到用于容纳工具[即，冲头(1)]的适配器(12)。冲头(1)位于冲头保持器(6)内，其中冲头保持器(6)连接到适配器(12)。在一个实施例中，冲头(1)可以被配置为具有变化的顶端半径，用于在加工片材金属的同时使冲头半径发生变化。冲头(1)还配置有第一电端子(2)，使得第一电端子(2)连接到功率源(10)的端子中的一个端子。进一步地，系统(100)包括位于冲头(1)下方的模具(3)。模具(3)还可以安装到模具保持器(14)上，该模具保持器(14)可以通过使用多个紧固件(23)紧固到支撑构件(4)上。模具(3)还定义有安装孔(16)，以便从模具保持器(14)接纳多个绝缘杆(15)进行安装。模具(3)包括用于支撑片材金属(SM)的模具表面(DS)[即，模具(3)的顶面]。在一个实施例中，模具表面(DS)可以设有多个嵌边(fillet)(17)，以便支持金属加工，诸如金属加工期间片材金属的弯曲操作。支撑构件(4)设置在模具(3)中，其中支撑构件(4)可在模具(3)中限定的槽(8)内移动。支撑构件(4)通过弹性构件(22)偏置，该弹性构件(22)设置在模具(3)的槽(8)内。在一个实施例中，支撑构件(4)被配置为基于冲头(1)在片材金属上的操作来以纵向方式在槽(8)内移动。弹性构件(22)可以是弹簧或聚合物阻尼器或任何其他弹性构件(22)中的至少一种，用于在片材金属(SM)的金属加工操作期间向支撑构件(4)提供弹性力的目的。

在一个实施例中，支撑构件(4)配置有第二电端子(5)，第二电端子(5)连接功率源(10)的另一端子。支撑构件(4)的顶端(TE)与设置在模具(3)上的片材金属(SM)接触。随着压力机(P)操作，冲头(1)以其顶端(TE)在片材金属(SM)的作业部分(B)的局部区域(LR)处与片材金属(SM)接触。在片材金属(SM)进行金属加工时，冲头(1)的顶端(TE)和支撑构件(4)在片材金属(SM)的任一侧上沿着轴线(A-A)接触加工部分(B)的局部区域(LR)。此外，由于片材金属(SM)由设置在模具(3)上方的冲头(1)加工，支撑构件(4)在金属加工期间始终与片材金属(SM)移动接触。在一个实施例中，第一电端子(2)可以连接到功率源(10)的正极，而第二电端子(5)可以连接到功率源(10)的负极。在一个实施例中，与功率源(10)连接的第一电端子(2)和第二电端子(5)的极性可以互换。

在一个实施例中，当在操作冲头(P)时，冲头(1)向下压在片材金属(SM)上时，第一电端子(2)和第二电端子(5)从功率源(10)以脉冲形式接收电流。该电流仅集中在片材金属(SM)的作业部分(B)的局部区域(LR)处，并且电流仅定位在轴线(A-A)上。在一个实施例中，冲头(1)的顶端(TE)和支撑构件(4)的顶端(TE)的接触头位于片材金属(SM)要被加工的位置处。在一个示例中，在片材金属(SM)的弯曲操作期间，作业部分(B)形成在片材金属(SM)的V形弯曲部分处。而且，在金属加工[弯曲过程]期间供应的电流仅在片材金属(SM)的作业部分(B)的局部区域(LR)处在第一电端子(2)与第二电端子(5)之间传递，反之亦然。

在一个实施例中，传递电流可以仅限于片材金属(SM)的作业部分(B)的局部区域(LR)。在冲头(1)将片材金属弯曲到模具(3)中时，可以从来自功率源(10)的第一电端子(2)和第二电端子(5)中的每个电端子供应脉冲电流。在负荷施加在压力机(P)上时，至少一个测力传感器(11)确定在金属加工的任何特定间隔中施加在片材金属(SM)上的负荷量。在一个实施例中，至少一个测力传感器(11)是基于应变计的换能器或帮助确定施加在冲头(1)上的负荷的任何其他测力传感器中的至少一个。

参考图3，系统(100)包括冲头(1)，其顶端(TE)在作业部分处接触片材金属(SM)。同样，设置在模具(3)中的支撑构件(4)以其顶端(TE)在作业部分(B)处与片材金属(SM)接触。在一个实施例中，电流可以从可编程DC功率源(10)供应。DC功率源(10)还可以连接到脉冲生成器，诸如脉宽调制器(18)，以便向第一电端子(2)和第二电端子(5)供应连续电流脉冲。根据图3，可以清楚地看出，电流在作业部分(B)的局部区域(LR)而非片材金属(SM)的整个长度处通过片材金属(SM)。图3图示了在作业部分(B)处与片材金属(SM)接触的冲头(1)的顶端(TE)的放大视图。同样，支撑构件(4)的顶端(TE)还沿着公共轴线(A-A)与片材金属(SM)接触。

在一个实施例中，用槽(8)限定的模具(3)容纳支撑构件(4)。槽(8)可以设有绝缘层(7')(与设置在冲头(1)与冲头保持器(6)之间的绝缘层(7)类似)，以便防止电流泄漏穿过支撑构件(4)进入模具(3)。在一个实施例中，提供第二电端子(5)，使得电流仅通过支撑构件(4)的顶端(TE)部分并且在作业部分(B)处进入片材金属(SM)。在一个实施例中，在模具(3)中限定的槽(8)可以是方形槽(8)、矩形槽(8)中的至少一个，以容纳弹性构件(22)和支撑构件(4)。在冲头(1)在片材金属(SM)上操作期间，冲头(1)使片材金属(SM)变形或弯曲成V形，其中片材金属(SM)的这种弯曲或变形可以由限定在模具(3)表面上的多个嵌边(17)支撑。

在一个实施例中，固定到冲头保持器(6)上的冲头(1)包括多个变化的顶端半径[在图5中最佳地示出]。进一步地，冲头(1)用它们之间的中间绝缘层(7)固定到冲头保持器(6)上，以便防止电流从第一电端子(2)泄漏到冲头保持器(6)。在一个实施例中，冲头(1)的变化的顶端半径可以用于在片材金属(SM)上执行期望金属加工操作。基于要求，冲头(1)的变化的顶端半径的范围从2mm到12mm。变化的顶端半径仅是方面性的，并且本文中所公开的实施例为了说明的目的，既不旨在限制，也不应被视为限制。作为示例，如果片材金属(SM)需要以期望半径弯曲，则可以通过改变冲头(1)在冲头(1)保持器内的位置来使用具有期望半径的冲头(1)以满足要求。

在一个实施例中，配置到冲头(1)的第一电端子(2)设有绝缘，其中绝缘的形式为衬套和垫圈(7a)。绝缘衬套和垫圈(7a)防止电流泄漏穿过第一电端子(2)到适配器(12)中。模具(3)上限定安装孔(16)，以便接纳绝缘杆(15)。在一个实施例中，绝缘层(7、7')、绝缘条带(9)以及绝缘衬套和垫圈(7a)可以由电木、弹性体、或用于防止电导通或电流泄漏的任何电绝缘材料制成。

参考图6，公开了用于片材金属加工的系统(100)。在一个实施例中，系统(100)是一种测试系统(100)，该测试系统(100)设有多个外围测试仪器，诸如数据采集系统(21)、温度指示器(19)和脉宽调制器(18)。数据采集系统(21)连接到至少一个测力传感器(11)。数据采集系统(21)采集每个金属加工过程的临界负荷参数数据。进一步地，系统(100)设有温度指示器(19)，其中温度指示器(19)连接到固定到片材金属(SM)的热电偶(20)。在电流在片材金属(SM)的作业部分(B)处传递时，温度升高可以由热电偶(20)确定并且通过温度指示器(19)指示给用户。在一个实施例中，温度指示器(19)可以被编程为显示正在进行金属加工的片材金属(SM)的各种温度参数。温度指示器(19)是数字显示指示器或模拟显示指示器或用于该目的的任何其他温度指示器(19)中的至少一个指示器。

在一个实施例中，数据采集系统(21)可以是计算机、智能电话、或可以接收、分析和处理片材金属加工的各种关键参数的任何其他可编程设备中的至少一个。

分别设置在冲头(1)和支撑构件(4)中的每个上的第一电端子(2)和第二电端子(5)连接到可编程脉冲生成器或脉宽调制器(18)。基于压力机(P)的操作，电流脉冲在片材金属(SM)的作业部分(B)处传递[如图9所示]。在过程开始时，冲头(1)以其顶端(TE)在作业部分(B)处与片材金属(SM)接触，该顶端(TE)被定义为第一位置。随着压力机(P)进一步操作冲头(1)，冲头(1)从第一位置移动到第二位置。当冲头(1)到达第二位置时，片材金属(SM)已经经历了金属加工过程[例如，弯曲操作，如图11a所示，片材金属(SM)具有凹形加工部分(T)、凸出外部分(b)和中间部分(M)]

在一个实施例中，可编程脉冲生成器或脉冲宽度调制器(18)可以被编程为生成各种形状的电流脉冲。作为示例，以预先确定的频率生成矩形脉冲。预先确定的频率范围从1Hz到50Hz。然而，频率仅是方面性的，并且本文中所公开的实施例是出于说明的目的，既不旨在限制，也不应被视为限制。同样，本文件强调了在0A至300A范围内的电流应用，如图7所示。然而，本公开并不限制在上述范围内的电流应用，而是可以在更宽的电流范围内使用0A至2000A。

在一个实施例中，以脉冲通过片材金属(SM)的电流具有用于金属加工的高电流、高电压。由于高电流、高电压，所以与传统方法相比较，片材金属加工所需的负荷有所降低。

示例性实现结果：

在一个示例性实验实施例中并且参考图7至图10，C-Mn(碳锰)钢用作经受金属加工(更具体地，弯曲金属加工操作)的片材金属的材料。C-Mn钢片材金属分别含有0.045％的碳和1.45％的锰，并且具有最小屈服强度340MPa。

基于弯曲金属加工，电流脉冲在作业部分处传递，并且对片材金属进行V形弯曲操作。热电偶固定到片材金属上，以确定片材金属的中心部分处的C-Mn钢片材金属的温度。数据采集系统(100)采集所有数据(诸如负荷、温度数据)，并且将其显示给用户。

基于不同电流和频率的各种实验迭代，C-Mn钢片材金属的中心的最高温度为129℃。实验表明，温度或更高的焦耳加热不会对片材金属产生影响。在一个实施例中，供应给片材金属(SM)的电流具有高电流范围和高频范围。所供应的电流频率在1Hz到50Hz的范围内[如图8所示]。此外，供应给片材金属(SM)的电流在0A到300A的范围内。

同样，仅在作业部分中施加电流脉冲的效果相对于沿着沿片材金属的整个长度施加电流的效果被执行。

表1 使用高频电流的方法1和方法2的结果

表2 使用单脉冲电流的方法1和2的结果

表1示出了基于上述实验的施加连续电流脉冲的力降和温升。值得注意的是，本公开的方法(即，在作业部分中施加电流脉冲)与传统方法[即，在片材金属的整个长度上施加电流)相比实现了两倍以上的负荷下降。总体而言，与本公开中采用的方法相比较，结果为负荷下降约高出5％。同时，与本发明所采用的方法和传统方法相比较，最高温度无关紧要。

表2示出了施加一系列单脉冲以及对应负荷下降和最大温升的两个实验配置的结果。在本公开中，利用每个脉冲，负荷下降从10.5N增加到28N。还应当指出，在现有方法(1)中，单脉冲电流施加对负荷下降根本没有影响，并且可能需要非常高的电流脉冲水平来实现量级为20N的类似负荷下降。在本公开中，温度仅在局部变形区附近升高，而片材金属的其他区域处于室温。而在传统方法中，整个片材金属都存在温升。因此，与传统方法相比较，本公开减少了焦耳加热量，并且与传统方法相比较，仍实现了更高的负荷下降。

图11b至图11d图示了弯曲操作期间电流脉冲和温升的冶金效应。公开了弯曲区域附近有和没有电脉冲的微观结构比较。两种情况之间的微观结构没有显着改变，从而强调温升不足以引起任何微观结构改变的事实。

图12图示了用于研究电脉冲对片材金属(SM)硬度的影响的条形图。根据图，可以看出，沿着金属加工片材金属(SM)的厚度在五个位置处进行显微硬度测量。更具体地，在片材金属(SM)的弯曲区域中从凸侧(b)到凹侧(T)进行测量[如图11a所公开的]。结果表明，与基础材料相比较，弯曲片材金属(SM)的硬度增加了12％。由于应变硬化，所以增加了弯曲区域处的硬度。然而，与没有电脉冲的片材金属(SM)相比较，具有电脉冲的弯曲片材金属(SM)的硬度没有显着改变。附加地，基于微观结构研究，在电脉冲对片材金属(SM)中的晶粒分布没有发现重大差异。

等同

关于本文中基本上任何复数术语和/或单数术语的使用，视上下文和/或应用而定，本领域技术人员可以从复数转换为单数和/或从单数转换为复数。为了清楚起见，本文中可以明确阐述各种单数置换/复数置换。

本领域技术人员应当理解，一般而言，本文中所使用的术语(尤其是所附权利要求(例如，所附权利要求的主体)中使用的术语)通常旨在作为“开放”术语(例如，术语“包括”应应解释为“包括但不限于”，术语“具有”应解释为“至少具有”，术语“包括”应解释为“包括但不限于”等)。本领域技术人员还应当理解，如果旨在引入特定数目的权利要求引用，则在权利要求中明确引用这种意图，并且在没有这种引用的情况下，不存在这种意图。例如，为了帮助理解，以下所附权利要求可能包含使用介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”来介绍权利要求引用。然而，这样的短语的使用不应被解释为暗示通过不定冠词“一”或“一个”引入权利要求引述将包含所引入的这样的权利要求引用的任何特定权利要求局限于仅包含一个这种引用的发明，即使当同一权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和不定冠词(诸如“一”或“一个”(例如，“一”和/或“一个”通常应解释为意指“在至少一个”或“一个或多个”))时；这同样适用于使用定冠词来介绍权利要求。另外，即使明确叙述了所引入的权利要求引用的特定编号，本领域技术人员也应当认识到，这种引用通常应被解释为至少意指所引用的编号(例如，没有其他修饰语的“两个引用”的空引用通常意指至少两个引用或两个或更多个引用)。更进一步地，在其中使用类似于“A、B和C中的至少一个等”的约定的那些实例中，一般而言，在本领域技术人员可能理解约定的意义上旨在这种构造(例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统(100)”可能包括但不限于具有单独A、单独B、单独C、A和B、A和C、B和C、和/或A、B和C等的系统)。在其中使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的约定的那些实例中，一般而言，在本领域技术人员可能理解约定的意义上旨在这种构造(例如，“具有A、B或C中的至少一个的系统(100)”可能包括但不限于具有单独A、单独B、单独C、A和B、A和C、B和C、和/或A、B和C等的系统)。本领域技术人员还应当理解，实际上呈现两个或更多个备选术语的任何转折性单词和/或短语，无论是在说明书、权利要求或还是在附图中，都应被理解为设想包括这些术语中的一个术语、术语中的任一术语或两个术语的可能性。例如，短语“A或B”应当理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。

虽然这里已经公开了各个方面和实施例，但是其他方面和实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。本文中所公开的各个方面和实施例为了说明的目的而非旨在是限制性的，其中真实范围和精神由以下权利要求指示。

附图标记：

Claims (26)

1.一种用于片材金属加工的系统(100)，所述系统(100)包括：

冲头(1)，能够被连接到压力机(P)，其中所述冲头配置有第一电端子(2)；

模具(3)，被配置有模具表面(DS)以支撑片材金属(SM)；以及

支撑构件(4)，能够移动地设置在所述模具(3)中，所述支撑构件(4)设有第二电端子(5)；

其中所述支撑构件(4)和所述冲头(1)在轴线(A-A)处接触所述片材金属(SM)的作业部分(B)以将电流供应到所述作业部分(B)的局部区域(LR)以进行片材金属加工。

2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述局部区域(LR)由在所述片材金属(SM)的任一侧上的所述冲头(1)的顶端(TE)和所述支撑构件(4)的顶端(TE)的接触部分限定。

3.根据权利要求2所述的系统(100)，其中所述电流在所述片材金属(SM)的任一侧上从所述冲头的所述顶端(TE)和所述支撑构件(4)的所述顶端(TE)传递到所述作业部分(B)的所述局部区域(LR)。

4.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述压力机(P)包括用于容纳所述冲头(1)的冲头保持器(6)。

5.根据权利要求4所述的系统(100)，包括绝缘层(7)，所述绝缘层位于所述冲头保持器(6)与所述冲头(1)之间，以防止电导通。

6.根据权利要求1所述的系统(100)，其中当所述冲头从第一位置操作到第二位置以进行片材金属加工时，所述支撑构件(4)在所述模具(3)内沿着所述轴线(A-A)移位。

7.根据权利要求6所述的系统(100)，其中在所述第一位置处所述支撑构件(4)在所述片材金属加工之前与所述片材金属(SM)的所述作业部分(B)接触。

8.根据权利要求6所述的系统(100)，其中所述支撑构件(4)在所述第二位置中维持与所述片材金属(SM)的所述作业部分(B)接触。

9.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述支撑构件(4)通过弹性构件偏置。

10.根据权利要求9所述的系统(100)，其中所述弹性构件为弹簧。

11.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述模具(3)包括用于适应所述支撑构件(4)在所述第一位置与所述第二位置之间的往复运动的槽(8)。

12.根据权利要求1所述的系统(100)，包括绝缘条带(9)，所述绝缘条带(9)设置在所述支撑构件(4)与至少一个第二电端子(5)之间以防止电导通。

13.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述第一电端子(2)和所述第二电端子(5)中的每个电端子连接到功率源(10)的正极端子和负极端子中的至少一个端子。

14.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述冲头(1)配置为具有变化的顶端直径以进行片材金属加工。

15.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述片材金属加工为塑性变形方法。

16.根据权利要求14所述的系统(100)，其中所述塑性变形方法为弯曲方法。

17.根据权利要求1所述的系统(100)，包括适配器(12)，所述适配器(12)被配置为容纳至少一个测力传感器(11)，用于确定施加在所述冲头(1)上的负荷。

18.根据权利要求1所述的系统(100)，其中具有所述至少一个测力传感器(11)的所述适配器(12)被安装到所述压力机(P)上。

19.一种片材金属加工方法，所述方法包括：

将片材金属(SM)定位在模具的模具表面(3)上，使得所述片材金属(SM)的作业部分接触第二电端子(5)，所述第二电端子配置在能够在所述模具中移动地设置的支撑构件中；

在轴线(A-A)处操作配置有第一电端子(2)的冲头(1)以接触所述片材金属(SM)的所述作业部分；以及

通过所述第一电触头和所述第二电触头向所述片材金属的所述作业部分供应所述电流以用于片材金属加工。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述片材金属加工为塑性变形方法。

21.根据权利要求19所述的方法，其中在所述作业部分(B)处供应所述电流有助于片材金属加工。

22.根据权利要求19所述的方法，其中供应给所述片材金属(SM)的所述电流具有高电流范围和高频范围。

23.根据权利要求22所述的方法，其中所供应的电流的所述频率范围在1Hz至50Hz的范围内。

24.根据权利要求22所述的方法，其中所供应的电流在0A至300A的范围内。

25.根据权利要求19所述的方法，其中电流在所述作业部分(B)以脉冲形式供应给所述片材金属(SM)。

26.根据权利要求19所述的方法，其中电流脉冲由脉宽调制器(18)供应。

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