CN1284901A - 利用脉冲式磁力将平板制成碟的设备和方法 - Google Patents

利用脉冲式磁力将平板制成碟的设备和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1284901A
CN1284901A CN98813440.3A CN98813440A CN1284901A CN 1284901 A CN1284901 A CN 1284901A CN 98813440 A CN98813440 A CN 98813440A CN 1284901 A CN1284901 A CN 1284901A
Authority
CN
China
Prior art keywords
equipment
profiled surface
coil
dish
mould
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN98813440.3A
Other languages
English (en)
Inventor
奥伦·加福里
尤里·利夫希茨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pulsar Welding Ltd
Original Assignee
Pulsar Welding Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pulsar Welding Ltd filed Critical Pulsar Welding Ltd
Publication of CN1284901A publication Critical patent/CN1284901A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/14Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces applying magnetic forces
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S72/00Metal deforming
    • Y10S72/707Magnetism
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49803Magnetically shaping

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

本发明提供了一套电磁成形设备,可使基本上为平面的金属平板变形为有着三维模型形状的碟。该设备的组成包括模具,其成形表面的轮廓和所述三维模具形状相同;成形线圈装置;放电回路,放电产生短的强电流脉冲,通过成形线圈形成脉冲式磁性成形(PMF)力使所述平板变形。

Description

利用脉冲式磁力将平板制成碟的设备和方法
发明领域
本发明一般属于脉冲式磁力成形(PMF)领域,并为此种成形提供了一套设备和方法。特别是,本发明涉及将平板制成碟形的PMF工艺。
背景技术
有许多加工方法都能够使金属物体形成人们想要的形状。例如,采用铸造的方法可以将液体状态的金属加工成所想得到的最终形状。但是,此类加工方法只能应用于某些特定情况,此外,它需要消耗大量的能源,复杂而且昂贵的加热和冷却设备。
金属具有一定的柔韧性,相应的,有时金属工件也能由一种形状变成另一种形状。例如,利用机械冲压机,可对金属板进行加工和切割使之形成各种各样的想要的形状。为了得到必需的压力以形成想要的最终物品,该冲压法要求有一套非常昂贵的大型设备。
PMF是这样一种加工方法,受脉冲式磁场作用,金属工件或者其中的某一部分快速运动,使工件变形。PMF加工方法的一个优点,就是加工过程中能量损失最小,从而不需要加热金属制品,或者加热量很小。此外,采用其他成形技术往往会留下工具的痕迹,而该加工方法就没有这个缺点。PMF加工方法采用一个或者一组放电电容器,一个成形线圈,常常还会有一个磁场成形器来形成瞬变的强磁场。PMF加工方法中所形成的强度非常大的磁场,是储存在电容器中的电能通过成形线圈快速放出的结果。在工件中感应产生的涡流在金属制品和成形线圈之间形成了一种磁性排斥作用,使金属制品变形。
有关以前利用PMF加工方法加工金属制品的技术设备和方法的背景可以在U.S.Patent 3,654,787,3,961,739,4,170,887,4,531,393,4,807,731,5,353,617和5,442,846以及PCT申请公开No.WO97/22426中找到。
将一块平面的金属平板加工成特定形状的金属物体,有时既有必要为了获得一个想要的三维模型来加工一块平板,也有必要修整其边缘从而确定加工后的金属件的边界。
本发明的一个目的就在于提供一种将金属平板变形为有着想得到的三维模型和形状的碟的PMF成形设备和方法。
发明内容
本发明的第一个方面就是,提供一套电磁成形设备,可将原本为平面的金属平板变形成为有着想得到的三维形状的碟。它在利用平板来制作人造卫星的碟形天线的加工过程中的应用就是一个非限制性的典型例子。
依照一个实施方案,该设备包括:
模具,其成形表面的轮廓和所述三维模型形状相同,其边缘和碟的边界相对应,而边缘是通过基本上垂直于成形表面的侧壁来确定的;
成形线圈装置,与所述成形表面相对立并且最接近成形表面,并且周边延伸到所述边界;
平板,界于成形线圈和所述成形表面之间;以及
放电回路,放电产生一个短的强电流脉冲通过成形线圈形成脉冲磁力成形(PMF)力使所述平板变形。
依照本发明的一个实施方案,成形线圈由单一线圈构件组成。而依照本发明的另一个实施方案,成形线圈可包括一组有两个或两个以上的构件阵列。由两个或两个以上的线圈构件组成的成形线圈中的构件一般是同心的。根据该实施方案设备的组成包括:
模具,其成形表面的轮廓和所述三维模型形状相同;
成形线圈装置,与所述成形表面相对立并且最接近所述成形表面,其组成包括两个或更多的线圈构件;平板界于成形线圈和所述成形表面之间;以及
放电回路,由两个或两个以上的放电回路组成,每个线圈构件与一个回路相连,放电所产生短的强电流脉冲通过成形线圈形成脉冲式磁力成形(PMF)力使所述平板变形。
在由两个或两个以上的线圈构件组成的成形线圈的场合,放电回路可以定时发出电流脉冲同时通过所有的线圈构件;或者更优越地,可以根据事先决定的放电顺序来安排放电时间。例如,在由几个同心的线圈构件组成的成形线圈的例子中,放电的顺序可以是这样的,由中心线圈向外围线圈扩展;或是反方向,即从外围线圈向中心扩展;或者依据某个想得到的三维模型设计的其他放电顺序。
依照本发明的另一个实施方案,成形线圈的组成包括一个或更多的线圈构件,这些构件能够沿着基本上垂直于金属平板所确定平面的轴线移动。此实施方案的设备的组成包括:
模具,其成形表面的轮廓和所述三维模型形状相同;
成形线圈装置,由一个或更多的线圈构件组成,可以沿着基本上垂直于金属平板所确定平面的轴线移动;
放电回路,由两个或两个以上的放电回路组成,每个回路与一个线圈构件相连,放电所产生短的强电流脉冲通过成形线圈形成脉冲磁力成形(PMF)力使所述平板变形。
依照本实施方案的设备中的成形线圈的特点,就是由可分别沿着所述轴线移动的两个或更多的线圈构件组成。平板的变形过程可能由两个或更多的步骤组成。首先定位于初始位置,利用PMF力使平板发生部分变形,然后移动线圈构件到与经过初步变形的平板的移动相对应的轴线位置。接着,再次发出PMF脉冲使平板进一步变形,本步骤可以重复进行直至形成最后的形状。
依照本发明的另一个实施方案,成形线圈装置的构成可以包括一个或更多的线圈构件,其大小仅覆盖要进行成形加工的平板的一部分。依照该实施方案的设备的组成包括:
模具,其成形表面的轮廓和所述三维模型形状相同;
成形线圈装置,与所述成形表面相对立并且最接近成形表面,其组成包括一个或更多的线圈构件,其大小仅覆盖了要进行成形加工的平板的一部分,而这一个或更多的线圈构件可在平行于平板所确定的平面的平面移动;
放电回路,放电产生短的强电流脉冲通过成形线圈形成脉冲式磁力成形(PMF)力使所述平板变形。
依照该实施方案,首先将成形线圈构件放置在一个起始位置,产生PMF脉冲使平板对着构件的部分发生局部变形,然后将成形线圈构件移动到另一个位置和下一个PMF脉冲加工的平板的另一个部分相对。重复这些步骤直至整个平板变形形成所述三维模型。
模具,按照一个实施方案,其组成包括一个或更多的与所述三维模型形状相对应的凹窝。通常,依照该实施方案,模具有一个中心凹陷部分,确定碟的中心凹陷部分,并作为其模板。在变形过程中,平板的各部分将快速移动到凹陷部分,而模具中保留的气体,如空气,会阻碍移动,从而无法形成想得到的三维模型。因此,在一个实施方案中,设置气体排放导管使成形过程中凹陷处的气体能够排出。为了排除凹陷处的气体,这些导管可以与一个真空源相连。
依照另一个实施方案,成形表面的构成包括确定所述三维模型的凸出。依照本发明的一个另外的实施方案,成形表面的构成包括至少一个凹陷和至少一个凸出,它们共同确定所述三维模型。
依照本发明的另一个方面,提供了一种电磁成形方法,可使一般平面的金属平板变形为有着一个三维模型形状的碟。依照其中的一个实施方案,该方法的组成包括:
(a)提供一个模具,其成形表面的轮廓和所述三维模型形状相同,其边缘和碟的边界相对应,该边缘是通过基本上垂直于成形表面的侧壁来确定的。
(b)把金属平板放置在模具的成形表面上方;
(c)提供一套与放电回路相连的成形线圈装置,把它放置在金属平板的上方,成形线圈延伸超过所述成形表面的边界;
(d)放电产生一个强电流短脉冲通过所述线圈沿着所述边界来剪切平板并且对所述平板的其他部分产生力作用以确保形成所述模具所确定的形状,从而得到所述碟。
依照另一个实施方案,方法的组成包括:
(a)提供一个模具,其成形表面的轮廓和所述三维模型形状相同,其边缘和碟的边界相对应,该边缘是通过基本上垂直于成形表面的侧壁来确定的。
(b)把金属平板放置在模具的成形表面之上;
(c)提供一套与放电回路相连的成形线圈装置,把它放置在金属平板之上;
(d)通过所述两个或多个线圈放电产生强电流短脉冲使平板变形。
依照另一个实施方案,方法的组成包括:
(a)提供一个模具,其成形表面的轮廓和所述三维模型形状相同;
(b)把金属平板放置在模具的成形表面之上;
(c)提供一套成形线圈装置,其构成包括两个或更多的成形线圈构件,每个构件均与一个放电回路相连,并把它放置在金属平板之上;
(d)放电产生一个强电流短脉冲通过所述两个或更多的线圈构件,使所述金属平板变形;
(e)沿着所述轴线移动所述线圈构件到一个与变形后的平板的形状相对应的位置,重复步骤(d);
(f)重复步骤(e),直至形成所述三维模型形状。
依照本发明的一个进一步的实施方案,方法的组成包括:
(a)提供一个模具,其成形表面的轮廓和所述三维模型形状相同;
(b)把金属平板放置在模具的成形表面之上;
(c)提供一套成形线圈装置,其构成包括一个或更多的成形线圈构件,其大小仅覆盖要进行成形加工的平板的一部分,而这一个或更多的线圈构件可在平行于平板所确定的平面的平面移动,把成形线圈装置放置在金属平板之上;
(d)放电产生一个强电流短脉冲通过所述线圈使所述金属平板对着所述成形表面的部分变形;
(e)横向移动所述成形线圈装置,并重复步骤(d);
(f)重复步骤(e),直至得到所述三维模型。
下面将通过介绍附图中所描述的一些非限制性具体实施方案来对本专利进行说明。
附图简介
图1是依照本发明的一个实施方案,在加工金属平板之前,通过成形设备的一个横截面的示意图。
图2是图1中设备的线圈的顶视图。
图3是成形过程的示意图。
图4是经过采用图1中设备利用所述技术加工成形后的碟的横截面示意图。
图5A是依照本发明的另一个实施方案的成形设备的一个横截面示意图。
图5B显示了图5A中的设备在碟成形后的情况。
图6是依照本发明的另一个实施方案中的成形线圈装置的顶视图,该装置的组成包括一组三个成形线圈构件。
图7是依照本发明的另一个实施方案中的成形线圈装置的顶视图,该装置的组成包括三个线圈构件,每个构件分别由若干个绕组构成。
图8A—8C是依照本发明的另一个实施方案,是成形线圈装置的横截面示意图,该装置的线圈构件数目较多(在该具体实施方案中有3个),每个构件分别与不同的放电回路相连。图8A—8C说明了设备在变形过程中各步骤中的情况。
图9A—9C是依照本发明的另一个实施方案,是成形线圈装置的横截面示意图,该装置的线圈构件数目较多(在该具体实施方案中有3个),每个构件均可单独沿着垂直于平板所确定的平面的轴线移动。图9A—9C说明了设备在变形过程中各步骤中的情况。
图10A和图10B是依照本发明的另一个实施方案中的设备在碟成形过程中的起始阶段(图10A)和最终阶段(图10B)的情况。
图11示出本发明另一个实施方案中的设备,其中模具的形状是不对称的。
图12A—12B是通过本发明的一套设备的横截面示意图,其中的线圈构件可在平行于平板所确定的平面的平面移动。图12A—12C显示了在碟成形过程中三个连续步骤中设备的情况。
具体实施方案的详细说明
首先参考图1进行说明,图1示出的是一套总的以10标出的设备,其组成包括模具12,成形线圈组件14,金属平板16夹装在两者之间。
模具12有成形表面18,一般为圆形,有边缘20,其边缘由右上侧壁22来确定。侧壁上有穹顶状的中心凹陷24和环形凹槽26。可以理解,模具的形状确定出将在设备中加工成形的碟的形状,其具体形状只是个例子,它也可以采用许多其他形状。举例来说,模具的形状也可以完全是矩形,可以有不同种类的凹陷以形成具有不同三维模型的碟,等等。因此,所列举的具体实施方案不会破坏在此确定的本发明的一般性。
模具12中还装有许多导管28,将凹陷24与真空源(未画出)相连,导管将气体从凹陷中吸出(图3中用箭头30表示)。
模具12被一个环形构件32所环绕,构件的上表面34,下边缘20,还有经过倒角的内缘部分36,用来接收和容纳剪切下来的废料(见下文)。
线圈组件14由线圈40组成,嵌在支撑块42底部所形成的空间41里。支撑块42适宜用非金属材料制成。线圈40应该与周围的金属物体绝缘,特别是金属板16,为此,空间41将填满电绝缘材料,或者是线圈40可以覆盖上一层电绝缘材料。
线圈40与放电回路50电连接,回路中包括电容器组52和大电流快速放电开关54,两者本身都是公知的。此类放电开关的一个例子就是可控真空放电器,如以色列专利申请No.119826及其在PCT申请No.PCT/IL97/00383的相应部分公布的那样,开关54由控制回路55控制。
金属平板16大致是平面,而且有边缘,这样它可以延伸超过模具12的边缘20。
在操作过程中,如图3所示,开关54闭合,籍此电流快速放出通过线圈40产生脉冲式磁力,迫使平板16各部分快速地移动:叠置在凹陷24和环形凹槽26上的各部分发生形变,从而呈现由此而确定的三维模型形状,平板16的外围边缘部分60被剪切下来落在模具12的外围边缘20上。因此,碟62,如图4所示,有一个中心凹陷64,带环形凹槽68的边裙66就形成了。这种碟可用作,例如,天线,特别是用于卫星通讯方面。环形构件32可以向上推以便将被剪切下来的部分60处理掉。
现在对图5A—5B进行说明,这些图说明的是依照本发明的另一个实施方案的设备,总的以80标记。设备的组成包括模具82和成形线圈组件84,金属平板86装在它们之间,还有放电回路88。图5A和5B中的设备80和图1中的设备10的主要差别在于模具,而不在于是凹还是凸。另外,设备的操作在本质上和图1和3的说明中介绍的一样。图5B,表示的是平板86经过成形加工之变成碟90后的设备。因为从本质上来说,工序和图1-3说明中所描述的相同,所以不再重复介绍,读者可以参考上文中的描述。
图6表示的是依照本发明的另一个实施方案的设备。在这个实施方案中,成形线圈装置100由一组3个成形线圈构件102,104和106组成的。放电回路110的组成包括电容器组112,在控制器120控制下的3个大电流快速放电开关114,116和118,每个开关分别与线圈构件102,104和106中的一个相连,还有电阻器122,124和126。这样一个回路允许快速电流脉冲以所需的操作顺序分别独立地通过线圈构件102,104和106中的每一个构件放电。例如,在由3个同心线圈构件构成线圈装置的例子中,放电的模式可以是从电流放电通过中心线圈102开始,接着通过线圈104,最后通过线圈构件106。
应该理解,图6中所介绍的3个线圈构件组合只是一个例子,而这个组合可以由任意想得到的数目的线圈构件组成,例如2到10个。
还应该理解,图6中所示的放电回路只是一个例子,并且有序放电可以采用多种不同回路通过不同线圈构件实现。
图7中,简单说明了本发明的另一个实施方案的成形线圈装置130。成形线圈装置130的组成包括3个线圈构件132,134和136,每个构件均由若干个线圈绕组组成。在这个例子中,每个线圈构件有两个线圈绕组,尽管这只是个例子,而每个线圈构件中的绕组的数目可以是任意决定的,特别是在2到20之间。每个线圈构件的线圈和放电/控制回路138相连。
图8A—8C介绍的是本发明的另一个实施方案的设备。在本质上,该设备和图1中所介绍的设备是相似的,主要的差别在于成形线圈装置150,它由多个线圈构件(3个-152,154,156,如图所示,尽管应该理解到成形线圈装置可以由任意其他数目的独立线圈构件组成)。成形线圈装置150由支撑板160支撑。每一个构件152,154及156和相应的放电回路162,164和166相连,全部都在控制器168的控制之下。
在这个具体实施方案中,放电回路162,164和166定时顺序地放电产生快速的强电流脉冲,从中心构件156(图8A)开始,横向扩展(如箭头170所示),放电通过线圈构件154(图8B),最后是线圈构件152(图8C)形成具有模具174所确定的三维模型形状的碟172。
图9A—9C介绍的是本发明的另一个实施方案的设备180。该设备的组成包括,模具182,其凹陷184确定了平板186变形所形成的碟的三维模型形状,平板186和外围支撑壁188相连。
成形线圈190,由多个线圈构件组成,这个具体实施方案中有3个-192,194和196。每个线圈构件都可以沿着垂直于平板所确定平面的轴线移动,分别由相连的可移动的支撑块202,204和206支撑。与图8A—8C所示实施方案相似,每个线圈构件与不同的放电回路212,214和216相连,受控制器218的控制。
图9A说明的是,伴随着PMF电流放电通过线圈构件192,然后通过线圈构件194和196使平板发生最初的变形后的设备,藉此得到部分变形的平板186,如图9B所示。然后线圈构件可沿着轴线朝着变形的平板移动,以使每个构件到达一个更接近于平板的位置,接着PMF又一次有序地放电通过不同线圈构件,和前文所述相似。如此重复,平板完全变形而形成碟224(图9C)。
图10A和图10B介绍的是本发明的另一个实施方案的设备,总体以230标记。该设备的组成包括模具232,上有凹陷234,和支撑板236。成形线圈装置,总体标记为240,由若干线圈构件组成,共有3个-242,244和246,如本具体实施方案所示,由支撑块250支撑。不同的构件是这样进行空间排列的,它们通常会遵循对应于凹陷234的轮廓。该例子中的变形过程是通过PMF电流依一定顺序放电通过一个或更多的线圈组件,然后沿着如箭头252所示的轴线方向移动整块线圈构件,直至平板236最终变形为碟254。
图11解释了一套本质上和图10A所示实施方案相似的设备260,但是,与对称的凹陷264不同的是,模具262中的凹陷264是不对称的。相应的,在支撑块280的支撑下,每个线圈构件272,274和276的空间位置,有一个与凹陷264的轮廓相对应的一般空间位置。
图10A,10B和11,为了描述的简洁性,都省略了电子回路。
现在将介绍图12A—21C,其中说明的是依照本发明的另一个实施方案的设备290。这套设备的组成包括模具292,上有凹陷294,支撑块296与成形线圈装置298相连。成形线圈装置298包含线圈300,可以水平移动,如箭头302所示。应该注意的是,原则上,成形线圈装置298也可以沿着垂直于金属平板所在平面的轴线移动。
成形线圈装置设置在平板304的一个部分的上方,PMF电流流过线圈(放电回路没有画出),然后线圈装置被移到另一个位置,再放电产生PMF电流,再移动,如此反复直至整个平板变形成为碟306。

Claims (36)

1.一种电磁成形设备,可使基本上为平面的金属平板变形为有着三维模型形状的碟,其组成包括:
模具,其成形表面的轮廓和所述三维模型形状相同,其边缘和碟的边界相对应,边缘是通过本来垂直于成形表面的侧壁来确定的;
成形线圈装置,与所述成形表面相对并且最接近成形表面,并且延伸到所述边界之外;平板界于成形线圈和所述成形表面之间;
放电回路,放电产生短的强电流脉冲,通过成形线圈形成脉冲式磁力成形(PMF)力使所述平板变形。
2.如权利要求1的设备,其中,所述成形表面的构成包括一个或更多与所述三维模型形状相对应的凹陷。
3.如权利要求2的设备,其中,所述模具的成形表面有一个中心凹陷位置,确定出碟的中心凹陷部分,并起到了模板作用。
4.如权利要求3的设备,其中,所述中心凹陷拥有排放气体的导管。
5.如权利要求4的设备,其中,所述导管与用于去除凹陷处的气体的真空源相连。
6.如权利要求1的设备,其中,所述成形表面的构成包括确定所述三维模型形状的凸起。
7.如权利要求1的设备,其中,所述成形表面的构成包括至少一个凹陷和至少一个凸出,确定所述三维模型形状。
8.如上述任一权利要求中的设备,具有中心凹陷部分和外缘的裙部。
9.如权利要求8的设备,其中,成形表面轮廓包括形成碟边缘裙部所需的周边环形凹槽。
10.如权利要求9的设备,其中,成形线圈装置的构成包括两个或更多的线圈构件,每个均与单独的放电回路相连。
11.如上述任一权利要求中所述的设备,其中,线圈装置有一个或更多的成形线圈构件,均可沿着基本上垂直于金属平板所确定的平面的轴线移动。
12.如权利要求11的设备,其中,线圈装置的构成包括两个或更多的构件,可分别沿着所述轴线移动。
13.如权利要求12的设备,其中,在平板变形后,线圈构件被移动到与变形后的平板的形状相对应的位置。
14.如权利要求12或13的设备,其中,线圈构件是同心的。
15.如上述任意一条权利要求的设备,其中,成形线圈装置的组成包括由组装在一起的两个或更多的线圈形成的线圈构件。
16.一种电磁成形设备,使本来为平面的金属平板变形为有着三维模型形状的碟,其组成包括:
模具,其成形表面的轮廓和所述三维模型形状相同;
成形线圈装置,与所述成形表面相对并且最接近成形表面,其组成包括两个或更多的线圈构件;平板界于成形线圈和所述成形表面之间;以及
放电回路,由两个或两个以上的回路组成,每个回路各与一个线圈构件相连,放电产生短的强电流脉冲,通过成形线圈形成脉冲式磁力成形(PMF)力使所述平板变形。
17.如权利要求16的设备,其中,经相关装置通过每个线圈构件的放电是依照事先确定的放电顺序进行的。
18.如权利要求16或17的设备,其中,每个构件都可以沿着基本上垂直于金属平板所确定的平面的轴线移动。
19.如权利要求18的设备,其中,每一个所述构件都可以单独沿着所述轴线移动。
20.如权利要求19的设备,其中,在平板变形后,移动线圈构件到一个对应于变形后的平板形状的位置。
21.如权利要求16—20中任一项中的设备,其中,线圈构件是同心的。
22.如权利要求16—21中任一项中的设备,其中,所述装置的构成包括由组装在一起的两个或更多的线圈构成的线圈构件。
23.一种电磁成形设备,使本来为平面的金属平板变形为有着三维模型形状的碟,其组成包括:
模具,其成形表面的轮廓和所述三维模具形状相同;
成形线圈装置,由一个或更多的线圈构件组成,可沿着基本上垂直于金属平板所确定平面的轴线移动;
放电回路,由两个或两个以上的回路组成,该回路与每个线圈构件相连,放电产生短的强电流脉冲,通过成形线圈形成脉冲式磁力成形(PMF)力使所述平板变形。
24.如权利要求23的设备,其中,成形线圈的构成包括一组两个或更多可以单独沿着所述轴线移动的线圈构件。
25.如权利要求23的设备,其中,经连接装置通过每个线圈构件的放电是依照事先确定的放电顺序进行的。
26.如权利要求23或24的设备,其中,在平板变形后,移动线圈构件到一个对应于变形后的平板形状的位置。
27.如权利要求23—25中任一项中所述的设备,其中线圈构件是同心的。
28.一种电磁成形设备,使本来为平面的金属平板变形为有着三维模型形状的碟,其组成包括:
模具,其成形表面的轮廓和所述三维模具形状相同;
成形线圈装置,与所述成形表面相对立并且最接近成形表面,其组成包括一个或更多的线圈构件,其大小仅覆盖了要加工的平板的一部分,而这一个或更多的线圈构件可在与平板所确定的平面相平行的平面上移动;
放电回路,放电产生短的强电流脉冲,通过成形线圈形成脉冲式磁力成形(PMF)力使所述平板变形。
29.一种电磁成形方法,可使大致为平面的金属平板变形为具有三维模型的碟,其组成包括:
(a)提供模具,其成形表面的轮廓和所述三维模型形状相同,其边缘和碟的边界相对应,边缘是通过本来垂直于成形表面的侧壁来确定的;
(b)把金属平板放置在模具的成形表面之上;
(c)提供一套与放电回路相连的成形线圈装置,把它放置在金属平板之上,成形线圈外伸超过所述成形表面的边界;
(d)放电产生强电流短脉冲,通过所述线圈沿着所述边界来剪切平板并且对所述平板的其他部分产生力作用以确保形成所述模具所确定的形状,从而得到所述碟。
30.如权利要求29的方法,其中,模具的成形表面中心凹陷,确定出碟的中心凹陷的部分,并作为碟的模板。
31.如权利要求30的方法,包括排除所述凹陷处的气体。
32.如权利要求31的方法,包括采用真空源的方式来排除所述凹陷处的气体。
33.如权利要求31或32中任一项中的方法,其中,碟成形后具有大致是平面的边缘部分。
34.如权利要求33的方法,其中,边缘部分是利用环形凹槽形成的。
35.一种电磁成形方法,可使一般平面的金属平板变形为有着三维模型形状的碟,包括:
(a)提供一个模具,其成形表面的轮廓和所述三维模具形状相同;
(b)把金属平板放置在模具的成形表面之上;
(c)提供一套成形线圈装置,其构成包括两个或更多的成形线圈构件,每个构件均与一个放电回路相连,并把它放置在金属平板的上方;
(d)放电产生强电流短脉冲,通过所述两个或更多的线圈构件使所述金属平板变形;
(e)沿着所述轴线移动所述线圈构件到一个与变形后的平板的形状相对应的位置,重复步骤(d);
(f)重复步骤(e),直至形成所述三维模型形状。
36.一种电磁成形方法,可使一般平面的金属平板变形为有着三维模型形状的碟,其组成包括:
(a)提供一个模具,其成形表面的轮廓和所述三维模型形状相同;
(b)把金属平板放置在模具的成形表面之上;
(c)提供一套成形线圈装置,其构成包括一个或更多的成形线圈构件,其大小仅覆盖了要加工的平板的一个部分,而这一个或更多的线圈构件可在与平板所确定的平面相平行的平面上移动,把成形线圈装置放置在金属平板的上方;
(d)放电产生强电流短脉冲,通过所述线圈使所述金属平板对立于所述成形表面的部分变形;
(e)横向移动所述成形线圈装置,并重复步骤(d);
(f)重复步骤(e),直至得到所述三维模型形状。
CN98813440.3A 1997-12-29 1998-12-29 利用脉冲式磁力将平板制成碟的设备和方法 Pending CN1284901A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IL12279497A IL122794A (en) 1997-12-29 1997-12-29 Pulsed magnetic forming of dish from a planar plate
IL122794 1997-12-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1284901A true CN1284901A (zh) 2001-02-21

Family

ID=11071030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN98813440.3A Pending CN1284901A (zh) 1997-12-29 1998-12-29 利用脉冲式磁力将平板制成碟的设备和方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6564605B1 (zh)
EP (1) EP1054746A2 (zh)
JP (1) JP4230107B2 (zh)
CN (1) CN1284901A (zh)
AU (1) AU1681399A (zh)
IL (1) IL122794A (zh)
WO (1) WO1999033591A2 (zh)

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100364794C (zh) * 2001-03-15 2008-01-30 瓦卢莱克汽车器件维特里公司 特别用于半刚性轴的横梁和臂的改进的固定
CN102259132A (zh) * 2011-07-08 2011-11-30 哈尔滨工业大学 电磁力驱动模压板材成形方法及设备
CN102451869A (zh) * 2010-10-28 2012-05-16 财团法人金属工业研究发展中心 金属板件成形装置
CN103088196A (zh) * 2013-01-18 2013-05-08 北京航空航天大学 一种采用小球垫模的电磁脉冲强化和成形方法
CN103341546A (zh) * 2013-07-15 2013-10-09 哈尔滨工业大学 一种轻合金壳体成形件磁脉冲成形装置及方法
CN103394577A (zh) * 2013-08-15 2013-11-20 西北有色金属研究院 一种钛合金薄壁壳体的成形方法
CN103639262A (zh) * 2013-12-05 2014-03-19 金珍花 金属板材电磁成型设备
CN104772380A (zh) * 2015-04-08 2015-07-15 山东科技大学 一种钛合金板材的磁脉冲温热动态驱动成形装置及其成形方法
CN105047351A (zh) * 2015-08-26 2015-11-11 哈尔滨工业大学 一种用于磁脉冲成形的平板线圈
CN105170768A (zh) * 2015-10-13 2015-12-23 福州大学 一种电流突变引发电磁吸引力成形金属板料的装置与控制方法
CN105817518A (zh) * 2016-05-12 2016-08-03 北京机电研究所 一种提升镁合金室温成形性能的方法和装置
CN106769544A (zh) * 2016-11-30 2017-05-31 湘潭大学 一种金属板材电磁温热驱动成形极限试验装置及成形极限图建立方法
CN106964684A (zh) * 2017-03-31 2017-07-21 华中科技大学 一种适用于板材工件的复合多步局部塑性电磁成形方法
CN107413917A (zh) * 2017-07-05 2017-12-01 华中科技大学 一种基于板面控形的大型板金件电磁渐进成形方法
CN108080482A (zh) * 2017-12-20 2018-05-29 广东工业大学 一种基于多向磁场力驱动的阶梯状筒形件制作装置和方法
CN108127015A (zh) * 2017-12-20 2018-06-08 广东工业大学 一种基于磁场力驱动的阶梯状筒形件制作设备和方法
CN108435873A (zh) * 2018-03-28 2018-08-24 华中科技大学 一种基于磁脉冲同步放电的柔性复合成形装置及方法
CN112775257A (zh) * 2020-12-14 2021-05-11 三峡大学 基于脉冲电磁力的板件压花成形装置及方法
CN112969541A (zh) * 2018-10-19 2021-06-15 代表亚利桑那大学的亚利桑那校董会 使用感应加热使物体成型的方法和系统
CN113070387A (zh) * 2020-01-06 2021-07-06 大众汽车股份公司 用于制造薄壁部件的设备和方法
WO2021232518A1 (zh) * 2020-05-18 2021-11-25 华中科技大学 一种介观尺度板材的电磁制造方法及成形装置

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10050012C2 (de) * 2000-10-06 2002-09-26 Schuler Pressen Gmbh & Co Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden von Blechen
US6751994B2 (en) * 2002-05-28 2004-06-22 Magna International Inc. Method and apparatus for forming a structural member
US7025245B2 (en) * 2002-06-10 2006-04-11 Andrew Charles Gust Magnetic welder
DE10337769B3 (de) * 2003-08-14 2004-06-17 Magnet-Physik Dr. Steingroever Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur elektromagnetischen Hochenergieimpulsumformung von Werkstücken, insbesondere Blechen, aus elektrisch leitfähigem Material
US7574884B2 (en) * 2005-09-22 2009-08-18 Gm Global Technology Operations, Inc. Apparatus and method for sheet material forming
CN100447690C (zh) * 2006-03-07 2008-12-31 华中科技大学 板材动圈电磁渐进成形方法及其装置
JP2007253182A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Kobe Steel Ltd 電磁成形装置
JP5068491B2 (ja) * 2006-07-25 2012-11-07 株式会社神戸製鋼所 電磁成形用インダクター及びその製造方法
TWI351325B (en) * 2008-12-09 2011-11-01 Metal Ind Res & Dev Ct Device for producing patterns and a method thereof
CN102950173B (zh) * 2012-10-30 2015-08-19 北方工业大学 旋转电磁冲压加工方法
CN103406419B (zh) * 2013-08-06 2015-06-10 西北工业大学 一种电磁感应辅助预应力成形装置及成形方法
KR101504478B1 (ko) 2013-09-12 2015-03-20 한국기계연구원 전자기압을 이용한 홀 플랜지 형성 장치 및 방법
CN103586324B (zh) * 2013-10-30 2015-07-29 华中科技大学 一种金属板件电磁内应力调形方法
CN103586325B (zh) * 2013-11-05 2015-09-23 华中科技大学 一种深冲性构件电磁成形方法
CN103861930B (zh) * 2014-04-01 2015-08-19 哈尔滨工业大学 一种铝合金板材小直径翻边孔的磁脉冲成形装置及方法
KR101720215B1 (ko) * 2015-10-13 2017-03-28 영남대학교 산학협력단 전자기 성형 장치 및 방법
CN107008798B (zh) * 2017-05-02 2018-09-11 三峡大学 一种快速冷却板件电磁驱动成形方法及装置
CN108097778A (zh) * 2017-12-17 2018-06-01 华中科技大学 一种柔性模块式电磁成形工装系统
CN109622722B (zh) * 2018-12-21 2021-01-26 中南大学 一种可提高线圈强度和电磁成形效率的装置和方法
FR3098998B1 (fr) * 2019-07-19 2022-01-07 Accumulateurs Fixes Elément électrochimique et procédé de fabrication
DE102020101088A1 (de) * 2020-01-17 2021-07-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Umformung von Metallverbundfolien für Batteriezellen
CN112605221A (zh) * 2020-12-17 2021-04-06 湖北汽车工业学院 一种基于多线圈的电磁成形方法
CN114632862B (zh) * 2022-03-17 2023-10-31 武汉理工大学 一种基于轴向双线圈的电磁成形系统和方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3115857A (en) * 1961-06-05 1963-12-31 Republic Aviat Corp Metal forming apparatus
US3175383A (en) * 1963-01-16 1965-03-30 Alfred B Levine Magnetic processes
CH429636A (de) * 1964-07-08 1967-02-15 Siemens Ag Vorrichtung zum Verformen von metallischen Werkstücken
US3654787A (en) 1968-10-15 1972-04-11 Gulf Oil Corp Electromagnetic forming apparatus
DE1809070A1 (de) 1968-11-15 1970-07-30 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zur Herstellung von Membranen
US3618350A (en) * 1969-12-15 1971-11-09 Boeing Co Reusable tooling for electromagnetic forming
US3961739A (en) 1972-04-17 1976-06-08 Grumman Aerospace Corporation Method of welding metals using stress waves
US4170887A (en) 1977-08-10 1979-10-16 Kharkovsky Politekhnichesky Institut Inductor for working metals by pressure of pulsating magnetic field
JPS5785621A (en) * 1980-11-18 1982-05-28 Seiko Instr & Electronics Ltd Magnetic forming device
US4531393A (en) 1983-10-11 1985-07-30 Maxwell Laboratories, Inc. Electromagnetic forming apparatus
JPS60180624A (ja) * 1984-02-29 1985-09-14 Agency Of Ind Science & Technol 金属箔製ドライバを用いた電磁成形法
US4807731A (en) 1987-09-11 1989-02-28 Eaton Corporation Clutch and brake assembly
US5353617A (en) 1992-12-14 1994-10-11 Xerox Corporation Method of sizing metal sleeves using a magnetic field
US5442846A (en) 1993-09-23 1995-08-22 Snaper; Alvin A. Procedure and apparatus for cold joining of metallic pipes
CN1073478C (zh) * 1995-12-20 2001-10-24 普尔萨焊接有限公司 使至少两个金属制件的电磁连接或焊接的方法
IL119826A0 (en) 1996-12-13 1997-03-18 Pulsar Welding Ltd Controlled vacuum discharger
US5860306A (en) * 1997-04-02 1999-01-19 The Ohio State University Electromagnetic actuator method of use and article made therefrom

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100364794C (zh) * 2001-03-15 2008-01-30 瓦卢莱克汽车器件维特里公司 特别用于半刚性轴的横梁和臂的改进的固定
CN102451869A (zh) * 2010-10-28 2012-05-16 财团法人金属工业研究发展中心 金属板件成形装置
CN102259132A (zh) * 2011-07-08 2011-11-30 哈尔滨工业大学 电磁力驱动模压板材成形方法及设备
CN103088196A (zh) * 2013-01-18 2013-05-08 北京航空航天大学 一种采用小球垫模的电磁脉冲强化和成形方法
CN103088196B (zh) * 2013-01-18 2014-07-30 北京航空航天大学 一种采用小球垫模的电磁脉冲强化和成形方法
CN103341546A (zh) * 2013-07-15 2013-10-09 哈尔滨工业大学 一种轻合金壳体成形件磁脉冲成形装置及方法
CN103394577A (zh) * 2013-08-15 2013-11-20 西北有色金属研究院 一种钛合金薄壁壳体的成形方法
CN103639262A (zh) * 2013-12-05 2014-03-19 金珍花 金属板材电磁成型设备
CN104772380A (zh) * 2015-04-08 2015-07-15 山东科技大学 一种钛合金板材的磁脉冲温热动态驱动成形装置及其成形方法
CN105047351A (zh) * 2015-08-26 2015-11-11 哈尔滨工业大学 一种用于磁脉冲成形的平板线圈
CN105170768A (zh) * 2015-10-13 2015-12-23 福州大学 一种电流突变引发电磁吸引力成形金属板料的装置与控制方法
CN105817518A (zh) * 2016-05-12 2016-08-03 北京机电研究所 一种提升镁合金室温成形性能的方法和装置
CN106769544A (zh) * 2016-11-30 2017-05-31 湘潭大学 一种金属板材电磁温热驱动成形极限试验装置及成形极限图建立方法
CN106769544B (zh) * 2016-11-30 2019-04-19 湘潭大学 一种金属板材电磁温热驱动成形极限试验装置及成形极限图建立方法
CN106964684A (zh) * 2017-03-31 2017-07-21 华中科技大学 一种适用于板材工件的复合多步局部塑性电磁成形方法
CN106964684B (zh) * 2017-03-31 2019-05-31 华中科技大学 一种适用于板材工件的复合多步局部塑性电磁成形方法
CN107413917A (zh) * 2017-07-05 2017-12-01 华中科技大学 一种基于板面控形的大型板金件电磁渐进成形方法
CN107413917B (zh) * 2017-07-05 2018-04-24 华中科技大学 一种基于板面控形的大型板金件电磁渐进成形方法
CN108127015A (zh) * 2017-12-20 2018-06-08 广东工业大学 一种基于磁场力驱动的阶梯状筒形件制作设备和方法
CN108080482A (zh) * 2017-12-20 2018-05-29 广东工业大学 一种基于多向磁场力驱动的阶梯状筒形件制作装置和方法
CN108080482B (zh) * 2017-12-20 2019-07-09 广东工业大学 一种基于多向磁场力驱动的阶梯状筒形件制作装置和方法
CN108435873A (zh) * 2018-03-28 2018-08-24 华中科技大学 一种基于磁脉冲同步放电的柔性复合成形装置及方法
CN112969541A (zh) * 2018-10-19 2021-06-15 代表亚利桑那大学的亚利桑那校董会 使用感应加热使物体成型的方法和系统
US12036595B2 (en) 2018-10-19 2024-07-16 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Method and system for using induction heating to shape objects
CN113070387A (zh) * 2020-01-06 2021-07-06 大众汽车股份公司 用于制造薄壁部件的设备和方法
US12083575B2 (en) 2020-01-06 2024-09-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Device and method for producing a thin-walled component
WO2021232518A1 (zh) * 2020-05-18 2021-11-25 华中科技大学 一种介观尺度板材的电磁制造方法及成形装置
US11471926B2 (en) 2020-05-18 2022-10-18 Huazhong University Of Science And Technology Electromagnetic manufacturing method and forming device of mesoscale plate
CN112775257A (zh) * 2020-12-14 2021-05-11 三峡大学 基于脉冲电磁力的板件压花成形装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP4230107B2 (ja) 2009-02-25
WO1999033591A3 (en) 2000-04-13
IL122794A (en) 2001-01-28
IL122794A0 (en) 1998-08-16
US6564605B1 (en) 2003-05-20
EP1054746A2 (en) 2000-11-29
AU1681399A (en) 1999-07-19
JP2001526963A (ja) 2001-12-25
WO1999033591A2 (en) 1999-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1284901A (zh) 利用脉冲式磁力将平板制成碟的设备和方法
CN1791699A (zh) 成型体的成膜方法、被成膜成型体的制造方法及被成膜成型体制造用模具
JP2004001220A (ja) 切削鋸および切削セグメント
CN101040366A (zh) 用于等离子体室中的均匀等离子体分布的等离子体源
CN106469961A (zh) 用于制造叠片铁芯的设备
CN1770603A (zh) 环形磁铁成型体的制造装置及环形烧结磁铁的制造方法
CN1724238A (zh) 热压装置及热压方法
EP1174252A2 (en) Center mechanism of a tire press and tire press comprising the same
CN103545694B (zh) 一种平面全塑型换向器加工方法
CN1301222C (zh) 压模成形设备、压模成形方法以及制造光学元件的方法
CN205291626U (zh) 一种一缸兼备供粉和回收功能的高效快速成型装置
CN115301815A (zh) 一种异步电机生产用冲孔装置
CN1387208A (zh) 铝电解电容器的成形方法,临时弯曲模,临时弯曲引线导向器,正式弯曲模和用自动加工机的制造方法
CN216882323U (zh) 一种激光剥离装置
CN201204209Y (zh) Led引线基座
CN211941946U (zh) 一种改进的碱性电池组合件生产设备
JPH0796525A (ja) タイヤの加硫方法及びその装置
CN106241809A (zh) 电石生产成套设备
CN108233642A (zh) 一种定转子冲片的加工方法
CN206857684U (zh) 一种接送料机构
CN106181336B (zh) 一种内齿轮产品与定型块自动分离的装置及方法
CN206069384U (zh) 电石生产成套设备
JP2008028349A (ja) 電磁成形用インダクター及びその製造方法
CN218676764U (zh) 一种电感的插隔板机
CN110890207A (zh) 一种粘结钕铁硼磁体成型工装、成型方法及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication