[發明專利]一種電磁成形裝置及方法

有效

• 申請號: 201810015194.0
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN108080483B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 李亮;黃玉杰;賴智鵬;曹全梁;韓小濤
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B21D26/14
• 分類號: B21D26/14;B21D43/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春;李智

1.一種電磁成形裝置，其特征在于，包括：成形線圈模塊、壓邊線圈模塊以及模具；

所述成形線圈模塊包括多個成形線圈，所述多個成形線圈在板件成形區域上方分散排列，每個成形線圈對應一個空間分布的成形力，多個分散排列的成形線圈形成空間靈活可控的成形力，所述多個成形線圈用于在放電時，其在空間中產生的磁場與板件成形區域所感應的渦流相互作用，產生成形力，使得板件成形區域受到成形力作用發生變形至指定形狀；

所述壓邊線圈模塊包括多個壓邊線圈，所述多個壓邊線圈分散在板件的法蘭區域上方，每個壓邊線圈對應一個空間分布的壓邊力，多個分散排列的壓邊線圈形成空間靈活可控的壓邊力，所述多個壓邊線圈用于在放電時，其在空間中產生的磁場與板件法蘭區域所感應的渦流相互作用，產生壓邊力，以保證板件成形過程中的材料流動，所述板件的形狀為不規則分布的形狀，所述成形線圈模塊和壓邊線圈模塊的放電脈寬和觸發時間可控，以得到不同時間分布和空間分布的成形力和壓邊力，獲取板件的最優成形性能；

所述模具用于限定所述指定形狀；

當經過一次放電后，板件未能變形至指定形狀時，所述成形線圈模塊用于改變其包括的成形線圈的位置，再次放電，直至板件變形至指定形狀。

2.如權利要求1所述的電磁成形裝置，其特征在于，所述多個成形線圈根據板件形狀和尺寸，在板件成形區域分散排列，每個成形線圈的幾何形狀、尺寸和匝數不受限制，具體由板件局部區域形狀、板件局部區域成形所需力場決定；

所述多個壓邊線圈根據板件形狀和尺寸，在板件法蘭區域分散排列，每個壓邊線圈的幾何形狀、尺寸和匝數不受限制，具體由板件法蘭區域形狀、板件成形過程中局部區域壓邊力需求決定。

3.如權利要求2所述的電磁成形裝置，其特征在于，所述成形線圈模塊中各成形線圈全部串聯，通過采用一套電源系統，改變每個成形線圈的幾何結構、匝數，實現成形力的空間分布調控；或者各成形線圈通過部分串聯，由多個脈沖電源及控制系統進行調控；或者每個成形線圈單獨由單個脈沖電源及控制系統直接調控，使得通過改變成形線圈模塊中各成形線圈的電氣連接形式，調控板件的局部成形形貌和性能。

4.如權利要求2所述的電磁成形裝置，其特征在于，所述壓邊線圈模塊中各壓邊線圈全部串聯，通過采用一套電源系統，改變每個壓邊線圈的幾何結構、匝數，實現壓邊力的空間分布調控；或者各壓邊線圈通過部分串聯，由多個脈沖電源及控制系統進行調控；或者每個壓邊線圈單獨由單個脈沖電源及控制系統直接調控，使得通過改變壓邊線圈模塊中各壓邊線圈之間的電氣連接形式，靈活調控壓邊力的脈寬和幅值，從而在板件成形過程中實現隨時間和空間變化的壓邊力調控方式，獲得最優成形性能。

5.根據權利要求1至4任一項所述的電磁成形裝置，其特征在于，還包括：多個壓邊環；

各個壓邊線圈下面放置一個壓邊環，所述壓邊力通過壓邊線圈在空間中產生的磁場與壓邊環所感應的渦流相互作用產生，所述壓邊力通過壓邊環傳遞至板件的法蘭區域；或

所述壓邊線圈模塊包括多組壓邊線圈，所述壓邊力通過多組壓邊線圈之間的吸引力或者排斥力產生，所述多組壓邊線圈分散在板件的法蘭區域周圍。

6.一種基于上述權利要求1所述的電磁成形裝置的電磁成形方法，其特征在于，包括：

通過對成形線圈模塊放電，使得成形線圈模塊在空間中產生的磁場與板件成形區域所感應的渦流相互作用，產生成形力，板件成形區域受到成形力作用發生變形至指定形狀；

通過對壓邊線圈模塊放電，使得壓邊線圈模塊在空間中產生的磁場與板件法蘭區域所感應的渦流相互作用，產生壓邊力，所述壓邊力保證板件成形過程中的材料流動；

當對成形線圈模塊一次放電后，板件未能變形至指定形狀時，則移動所述成形線圈模塊的位置，再次對成形線圈模塊放電，直至板件變形至指定形狀，通過控制所述成形線圈模塊包括的多個成形線圈的空間位置和壓邊線圈模塊包括的多個壓邊線圈的位置，以形成空間靈活可控的成形力和壓邊力，通過控制所述成形線圈模塊和壓邊線圈模塊的放電脈寬和觸發時間，以得到不同時間分布和空間分布的成形力和壓邊力，獲取板件的最優成形性能。