本發(fā)明屬于金屬成形制造領(lǐng)域，特別涉及一種柔性電磁力加載式金屬管件電磁成形裝置及方法，主要用于金屬管件的成形加工。

背景技術(shù)：

輕量化是航空、航天、汽車(chē)等工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排的重要技術(shù)手段之一，而實(shí)現(xiàn)輕量化的主要途徑是采用高性能鋁合金、鈦合金、鎂合金等輕質(zhì)合金材料。輕質(zhì)合金材料成形困難是限制其廣泛應(yīng)用的主要因素，電磁成形技術(shù)因其高速率成形特點(diǎn)，能大幅改善金屬材料成形性能，是解決輕質(zhì)合金成形困難的有效手段之一。

電磁成形按加工工件類(lèi)型，主要分為板材電磁成形和管件電磁成形，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是主要針對(duì)金屬管件電磁成形?，F(xiàn)有的電磁成形專(zhuān)利，如u.s.patent6,047,582，線(xiàn)圈與金屬管件的作用力主要為徑向電磁力，金屬管件以徑向脹形為主；專(zhuān)利cn201310336158.1“徑向與軸向雙向加載式金屬管件電磁成形方法及裝置”，提供了一種徑向與軸向雙向加載式金屬管件電磁成形方法，利用脈沖電流在金屬管件中產(chǎn)生感應(yīng)渦流，同時(shí)在金屬管件區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生徑向磁場(chǎng)和軸向磁場(chǎng)；徑向磁場(chǎng)與感應(yīng)渦流相互作用產(chǎn)生軸向電磁力作用于金屬管件，軸向磁場(chǎng)與感應(yīng)渦流相互作用產(chǎn)生徑向電磁力作用于金屬管件；金屬管件在軸向電磁力的作用下發(fā)生軸向變形，同時(shí)在徑向電磁力的作用下發(fā)生徑向變形。這一方法雖然能在工件中同時(shí)產(chǎn)生徑向電磁力與軸向電磁力，但其電磁力的可控性差，導(dǎo)致工件成形性能差。

綜上，現(xiàn)有管件電磁成形技術(shù)中，電磁力通常僅為徑向電磁力方向，加載方式單一；同時(shí)，當(dāng)管件電磁脹形時(shí)，管件因?yàn)樽冃危霃皆龃?，管壁減薄，加工工件的成形性能降低。另外，徑向與軸向雙向加載式金屬管件電磁成形方法雖然為工件提供了徑向與軸向雙向加載，但其徑向電磁力與軸向電磁力可控性差，特別地徑向電磁力存在端部效應(yīng)，導(dǎo)致工件脹形時(shí)兩端變形量明顯小于工件中部，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致工件容易壓扁、畸形。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種柔性電磁力加載式金屬管件電磁成形裝置及方法，可為金屬管件提供可控的徑向電磁力和軸向電磁力，消除端部效應(yīng)，使工件變形更加均勻，提高工件成形性能。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：一種柔性電磁力加載式金屬管件電磁成形裝置，它包括電容器電源、主線(xiàn)圈模塊、輔線(xiàn)圈模塊、柔性線(xiàn)圈模塊和放電開(kāi)關(guān)；所述主線(xiàn)圈模塊、輔線(xiàn)圈模塊、柔性線(xiàn)圈模塊采用分區(qū)域模塊化共同構(gòu)成驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈；

所述主線(xiàn)圈模塊用于產(chǎn)生感應(yīng)渦流及徑向電磁力；

所述輔線(xiàn)圈模塊用于產(chǎn)生及調(diào)節(jié)軸向電磁力；

所述柔性線(xiàn)圈模塊用于調(diào)節(jié)徑向電磁力。

所述輔線(xiàn)圈模塊包括多個(gè)子線(xiàn)圈，其在徑向方向分布式排列；它包括第一輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈和第二輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈；所述輔線(xiàn)圈模塊位于主線(xiàn)圈模塊以及輔線(xiàn)圈模塊的兩端；其中不同的所述輔線(xiàn)圈的子線(xiàn)圈繞組截面積不同，能夠?qū)崿F(xiàn)不同脈沖電流密度的加載。

所述柔性線(xiàn)圈模塊和主線(xiàn)圈模塊軸向重合布置且多個(gè)子線(xiàn)圈在軸向和徑向雙向分布式排列，軸向排列的子線(xiàn)圈數(shù)量不少于3個(gè)。

所述柔性線(xiàn)圈模塊包括關(guān)于成形工件中平面對(duì)稱(chēng)布置的第一柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、第二柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、第三柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、第四柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈和第五柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈；其中不同的所述柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈的繞組截面積不同，能夠?qū)崿F(xiàn)不同脈沖電流密度的加載。

所述主線(xiàn)圈模塊和柔性線(xiàn)圈模塊可集成為一凹型線(xiàn)圈。

柔性電磁力加載式金屬管件電磁脹形時(shí)，主線(xiàn)圈模塊位于最內(nèi)層，其次是柔性線(xiàn)圈模塊，最外層設(shè)置成形工件，輔線(xiàn)圈模塊于成形工件的側(cè)面。

柔性電磁力加載式金屬管件電磁壓縮時(shí)，成形工件位于最內(nèi)層，其次是柔性線(xiàn)圈模塊，最外層為主線(xiàn)圈模塊，輔線(xiàn)圈模塊位于成形工件的側(cè)面。

所述輔線(xiàn)圈模塊能夠在成形工件的一側(cè)設(shè)置或在成形工件兩側(cè)同時(shí)設(shè)置；僅一側(cè)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊時(shí)另一側(cè)需要設(shè)置機(jī)械約束，兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊時(shí)脈沖電流分布需一致。

所述主線(xiàn)圈模塊、輔線(xiàn)圈模塊及柔性線(xiàn)圈模塊采用同一電容器電源串聯(lián)供電，輔線(xiàn)圈模塊和柔性線(xiàn)圈模塊的各個(gè)子線(xiàn)圈采用正串、反串或短路三種方式連接。

所述主線(xiàn)圈模塊及柔性線(xiàn)圈模塊可集成為一凹型線(xiàn)圈；對(duì)于柔性電磁力加載式金屬管件電磁脹形，凹型線(xiàn)圈為外凹型線(xiàn)圈，對(duì)于柔性電磁力加載式金屬管件電磁壓縮，凹型線(xiàn)圈為內(nèi)凹型線(xiàn)圈。

采用任意一項(xiàng)所述的柔性電磁力加載式金屬管件電磁成形裝置的成形方法，通過(guò)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈的脈沖電流在成形工件中產(chǎn)生感應(yīng)渦流，通過(guò)離散驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈實(shí)現(xiàn)脈沖電流加載形式的可控；通過(guò)在不同驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈施加不同脈沖電流密度實(shí)現(xiàn)徑向電磁力和軸向電磁力的可控；所有離散的驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈串聯(lián)供電保證脈沖電流的加載同步；同時(shí)通過(guò)設(shè)置不同離散驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈的導(dǎo)體橫截面積實(shí)現(xiàn)不同脈沖電流密度的加載；通過(guò)減小驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈中部的脈沖電流密度、增大驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈端部的脈沖電流密度，實(shí)現(xiàn)更為均勻的徑向電磁力加載。

本發(fā)明有如下有益效果：

1）一種柔性電磁力加載式金屬管件電磁成形裝置，通過(guò)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈的脈沖電流在成形工件中產(chǎn)生感應(yīng)渦流，通過(guò)離散驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈實(shí)現(xiàn)脈沖電流加載形式的可控；通過(guò)在不同驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈施加不同脈沖電流密度實(shí)現(xiàn)徑向電磁力和軸向電磁力的可控。

2）所有離散的驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈串聯(lián)供電保證脈沖電流的加載同步；同時(shí)通過(guò)設(shè)置不同離散驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈的導(dǎo)體橫截面積實(shí)現(xiàn)不同脈沖電流密度的加載。

3）通過(guò)減小驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈中部的脈沖電流密度、增大驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈端部的脈沖電流密度，實(shí)現(xiàn)更為均勻的徑向電磁力加載。

4）上述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈采用分區(qū)域模塊化，主要包括主線(xiàn)圈模塊、輔線(xiàn)圈模塊及柔性線(xiàn)圈模塊；主線(xiàn)圈模塊主要用于產(chǎn)生感應(yīng)渦流及徑向電磁力，輔線(xiàn)圈模塊主要用于產(chǎn)生及調(diào)節(jié)軸向電磁力，柔性線(xiàn)圈模塊主要用于調(diào)節(jié)徑向電磁力。

5）柔性電磁力加載式金屬管件電磁脹形和柔性電磁力加載式金屬管件電磁壓縮，柔性電磁力加載式金屬管件電磁脹形時(shí)，主線(xiàn)圈模塊位于最內(nèi)層，其次是柔性線(xiàn)圈模塊，最外層設(shè)置成形工件，輔線(xiàn)圈模塊位于工件的側(cè)面；柔性電磁力加載式金屬管件電磁壓縮時(shí)，成形工件位于最內(nèi)層，其次是柔性線(xiàn)圈模塊，最外層為主線(xiàn)圈模塊，輔線(xiàn)圈模塊位于工件的側(cè)面。

6）柔性線(xiàn)圈模塊包括多個(gè)子線(xiàn)圈在軸向和徑向雙向分布式排列，且軸向排列的子線(xiàn)圈數(shù)量不少于3個(gè)。

7）柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈的脈沖電流分布關(guān)于成形工件中平面對(duì)稱(chēng)分布。

8）輔線(xiàn)圈模塊包括多個(gè)子線(xiàn)圈，其在徑向方向分布式排列。

9）通過(guò)設(shè)置柔性線(xiàn)圈模塊各個(gè)子線(xiàn)圈不同的繞組截面實(shí)現(xiàn)不同脈沖電流密度的加載。

10）柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈的脈沖電流密度自成形工件端部到成形工件中平面逐漸減小。

11）柔性電磁力加載式金屬管件電磁脹形時(shí)，柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈脈沖電流密度自?xún)?nèi)而外逐漸減小；柔性電磁力加載式金屬管件電磁壓縮時(shí)，柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈脈沖電流密度自?xún)?nèi)而外逐漸增大。

12）通過(guò)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊各個(gè)子線(xiàn)圈不同的繞組截面實(shí)現(xiàn)不同脈沖電流密度的加載。

13）可在成形工件一側(cè)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊，或在成形工件兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊；僅一側(cè)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊時(shí)另一側(cè)需機(jī)械約束，兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊時(shí)脈沖電流分布需一致。

14）上述主線(xiàn)圈模塊、輔線(xiàn)圈模塊及柔性線(xiàn)圈模塊采用同一電容器電源串聯(lián)供電；輔線(xiàn)圈模塊和柔性線(xiàn)圈模塊的各個(gè)子線(xiàn)圈采用正串、反串或短路等三種方式連接。

15）上述的主線(xiàn)圈模塊及柔性線(xiàn)圈模塊可集成為一凹型線(xiàn)圈。

16）對(duì)于柔性電磁力加載式金屬管件電磁脹形，凹型線(xiàn)圈為外凹型線(xiàn)圈；對(duì)于柔性電磁力加載式金屬管件電磁壓縮，凹型線(xiàn)圈為內(nèi)凹型線(xiàn)圈。

17）通過(guò)離散驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈實(shí)現(xiàn)脈沖電流加載形式的可控；通過(guò)在不同驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈施加不同脈沖電流密度實(shí)現(xiàn)徑向電磁力和軸向電磁力的可控。其中，所有離散的驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈串聯(lián)供電保證脈沖電流的加載同步；此時(shí)通過(guò)設(shè)置不同離散驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈的導(dǎo)體橫截面積實(shí)現(xiàn)不同脈沖電流密度的加載。為達(dá)到徑向電磁力更為均勻的目的，通常在驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈中部設(shè)置較小脈沖電流密度、在驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈端部設(shè)置較大的脈沖電流密度。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向四分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁成形線(xiàn)圈組裝與裝置連接示意圖。

圖1（a）為兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向四分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁脹形線(xiàn)圈組裝示意圖。

圖1（b）為兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向四分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁壓縮線(xiàn)圈組裝示意圖。

圖1（c）為兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向四分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁成形裝置連接示意圖。

圖2為單側(cè)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向三分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁成形線(xiàn)圈組裝與裝置連接示意圖。

圖2（a）為單側(cè)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向三分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁脹形線(xiàn)圈組裝示意圖。

圖2（b）為單側(cè)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向三分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁壓縮線(xiàn)圈組裝示意圖。

圖2（c）為單側(cè)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向三分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁成形裝置連接示意圖。

圖3為兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向五分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁成形線(xiàn)圈組裝與裝置連接示意圖。

圖3（a）為兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向五分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁脹形線(xiàn)圈組裝示意圖。

圖3（b）為兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向五分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁壓縮線(xiàn)圈組裝示意圖。

圖3（c）為兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向五分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁成形裝置連接示意圖。

圖4為兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的凹型線(xiàn)圈柔性電磁力加載式金屬管件電磁成形線(xiàn)圈組裝與裝置連接示意圖。

圖4（a）為兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的凹型線(xiàn)圈柔性電磁力加載式金屬管件電磁脹形線(xiàn)圈組裝示意圖。

圖4（b）為兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的凹型線(xiàn)圈柔性電磁力加載式金屬管件電磁壓縮線(xiàn)圈組裝示意圖。

圖4（c）為兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的凹型線(xiàn)圈柔性電磁力加載式金屬管件電磁成形裝置連接示意圖。

圖中：1.主線(xiàn)圈模塊；

2.輔線(xiàn)圈模塊；21.第一輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈；22.第二輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈；

3.柔性線(xiàn)圈模塊；31.第一柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈；32.第二柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈；33.第三柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈；34.第四柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈；35.第五柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈；

4.成形工件；41.成形工件端部；42.成形工件中平面；

5.串聯(lián)；51.正串；52.反串；53.短路；

6.機(jī)械約束；

7.凹型線(xiàn)圈；71.外凹型線(xiàn)圈；72.內(nèi)凹型線(xiàn)圈。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)施例1：

如圖1（a）、1（c），兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向四分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁脹形具體實(shí)施方案：

采用10平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制一個(gè)主線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈，采用1平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)輔線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈1，采用6平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)輔線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈2，采用1平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈1，采用3平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈2，采用6平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈3。按照?qǐng)D1（a）所示組裝主線(xiàn)圈模塊、輔線(xiàn)圈模塊、柔性線(xiàn)圈模塊及成形工件。按照?qǐng)D1（c）所示連接兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向四分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁脹形裝置，即依次串聯(lián)電容器電源、串聯(lián)放電開(kāi)關(guān)、正串主線(xiàn)圈模塊、正串第一輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第一柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、反串第三柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、反串第三柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第一柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第一輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈。給電容器電源充電，通過(guò)放電開(kāi)關(guān)給主線(xiàn)圈模塊、輔線(xiàn)圈模塊及柔性線(xiàn)圈模塊放電，在線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生脈沖電流，在成形工件中產(chǎn)生感應(yīng)渦流，脈沖電流與感應(yīng)渦流之間相互作用產(chǎn)生軸向電磁力與徑向電磁力，驅(qū)動(dòng)成形工件以軸向壓縮和徑向脹形的方式發(fā)生變形，完成成形工件電磁脹形加工。

如圖1（b）、1（c），兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向四分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁壓縮具體實(shí)施方案：

采用10平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制一個(gè)主線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈，采用1平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)輔線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈1，采用6平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)輔線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈2，采用1平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈1，采用3平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈2，采用6平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈3。按照?qǐng)D1（b）所示組裝主線(xiàn)圈模塊、輔線(xiàn)圈模塊、柔性線(xiàn)圈模塊及成形工件。按照?qǐng)D1（c）所示連接兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向四分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁壓縮裝置，即依次串聯(lián)電容器電源、串聯(lián)放電開(kāi)關(guān)、正串主線(xiàn)圈模塊、正串第一輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第一柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、反串第三柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、反串第三柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第一柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第一輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈。給電容器電源充電，通過(guò)放電開(kāi)關(guān)給主線(xiàn)圈模塊、輔線(xiàn)圈模塊及柔性線(xiàn)圈模塊放電，在線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生脈沖電流，在成形工件中產(chǎn)生感應(yīng)渦流，脈沖電流與感應(yīng)渦流之間相互作用產(chǎn)生軸向電磁力與徑向電磁力，驅(qū)動(dòng)成形工件以軸向壓縮和徑向壓縮的方式發(fā)生變形，完成成形工件電磁壓縮加工。

實(shí)施例2：

如圖2（a）、2（c），單側(cè)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向三分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁脹形具體實(shí)施方案：

采用8平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制一個(gè)主線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈，采用2平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制一個(gè)輔線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈1，采用5平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制一個(gè)輔線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈2，采用2平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈1，采用4平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈2，采用4平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制一個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈3，采用6平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制一個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈4。

按照?qǐng)D2（a）所示組裝主線(xiàn)圈模塊、輔線(xiàn)圈模塊、柔性線(xiàn)圈模塊及成形工件，并在沒(méi)有輔線(xiàn)圈模塊的一側(cè)施加機(jī)械約束。按照?qǐng)D2（c）所示連接單側(cè)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向三分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁脹形裝置，即依次串聯(lián)電容器電源、串聯(lián)放電開(kāi)關(guān)、正串主線(xiàn)圈模塊、正串第一輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第一柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第三柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、短路第四柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第一柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈。給電容器電源充電，通過(guò)放電開(kāi)關(guān)給主線(xiàn)圈模塊、輔線(xiàn)圈模塊及柔性線(xiàn)圈模塊放電，在線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生脈沖電流，在成形工件中產(chǎn)生感應(yīng)渦流，脈沖電流與感應(yīng)渦流之間相互作用產(chǎn)生軸向電磁力與徑向電磁力，驅(qū)動(dòng)成形工件以軸向壓縮和徑向脹形的方式發(fā)生變形，完成成形工件電磁脹形加工。

如圖2（b）、2（c），單側(cè)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向三分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁壓縮具體實(shí)施方案：

采用8平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制一個(gè)主線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈，采用2平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制一個(gè)輔線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈1，采用5平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制一個(gè)輔線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈2，采用2平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈1，采用4平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈2，采用4平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制一個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈3，采用6平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制一個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈4。按照?qǐng)D2（b）所示組裝主線(xiàn)圈模塊、輔線(xiàn)圈模塊、柔性線(xiàn)圈模塊及成形工件，并在沒(méi)有輔線(xiàn)圈模塊的一側(cè)施加機(jī)械約束。按照?qǐng)D2（c）所示連接單側(cè)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向三分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁壓縮裝置，即依次串聯(lián)電容器電源、串聯(lián)放電開(kāi)關(guān)、正串主線(xiàn)圈模塊、正串第一輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第一柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第三柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、短路第四柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第一柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈。給電容器電源充電，通過(guò)放電開(kāi)關(guān)給主線(xiàn)圈模塊、輔線(xiàn)圈模塊及柔性線(xiàn)圈模塊放電，在線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生脈沖電流，在成形工件中產(chǎn)生感應(yīng)渦流，脈沖電流與感應(yīng)渦流之間相互作用產(chǎn)生軸向電磁力與徑向電磁力，驅(qū)動(dòng)成形工件以軸向壓縮和徑向壓縮的方式發(fā)生變形，完成成形工件電磁壓縮加工。

實(shí)施例3：

如圖3（a）、3（c），兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向五分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁脹形具體實(shí)施方案：

采用10平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制一個(gè)主線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈，采用2平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)輔線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈1，采用8平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)輔線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈2，采用2平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈1，采用4平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈2，采用6平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈3，采用6平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制一個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈4，采用6平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制一個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈5。按照?qǐng)D3（a）所示組裝主線(xiàn)圈模塊、輔線(xiàn)圈模塊、柔性線(xiàn)圈模塊及成形工件。按照?qǐng)D3（c）所示連接兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向五分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁脹形裝置，即依次串聯(lián)電容器電源、串聯(lián)放電開(kāi)關(guān)、正串主線(xiàn)圈模塊、正串第一輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第一柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第三柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、短路第四柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、反串第五柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第三柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第一柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第一輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈。給電容器電源充電，通過(guò)放電開(kāi)關(guān)給主線(xiàn)圈模塊、輔線(xiàn)圈模塊及柔性線(xiàn)圈模塊放電，在線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生脈沖電流，在成形工件中產(chǎn)生感應(yīng)渦流，脈沖電流與感應(yīng)渦流之間相互作用產(chǎn)生軸向電磁力與徑向電磁力，驅(qū)動(dòng)成形工件以軸向壓縮和徑向脹形的方式發(fā)生變形，完成成形工件電磁脹形加工。

如圖3（b）、3（c），兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向五分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁壓縮具體實(shí)施方案：

采用10平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制一個(gè)主線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈，采用2平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)輔線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈1，采用8平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)輔線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈2，采用2平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈1，采用4平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈2，采用6平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈3，采用6平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制一個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈4，采用6平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制一個(gè)柔性線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈5。

按照?qǐng)D3（b）所示組裝主線(xiàn)圈模塊、輔線(xiàn)圈模塊、柔性線(xiàn)圈模塊及成形工件。按照?qǐng)D3（c）所示連接兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的軸向五分層柔性電磁力加載式金屬管件電磁壓縮裝置，即依次串聯(lián)電容器電源、串聯(lián)放電開(kāi)關(guān)、正串主線(xiàn)圈模塊、正串第一輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第一柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第三柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、短路第四柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、反串第五柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第三柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第一柔性線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第一輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈。給電容器電源充電，通過(guò)放電開(kāi)關(guān)給主線(xiàn)圈模塊、輔線(xiàn)圈模塊及柔性線(xiàn)圈模塊放電，在線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生脈沖電流，在成形工件中產(chǎn)生感應(yīng)渦流，脈沖電流與感應(yīng)渦流之間相互作用產(chǎn)生軸向電磁力與徑向電磁力，驅(qū)動(dòng)成形工件以軸向壓縮和徑向壓縮的方式發(fā)生變形，完成成形工件電磁壓縮加工。

實(shí)施例4：

如圖4（a）、4（c），兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的凹型線(xiàn)圈柔性電磁力加載式金屬管件電磁脹形具體實(shí)施方案：

采用2平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)輔線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈1，采用6平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)輔線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈2，采用2平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制一個(gè)外凹型線(xiàn)圈。按照?qǐng)D4（a）所示組裝外凹型線(xiàn)圈、輔線(xiàn)圈模塊及成形工件。按照?qǐng)D4（c）所示連接兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的凹型線(xiàn)圈柔性電磁力加載式金屬管件電磁脹形裝置，即依次串聯(lián)電容器電源、串聯(lián)放電開(kāi)關(guān)、正串第一輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串外凹型線(xiàn)圈、正串第一輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈。給電容器電源充電，通過(guò)放電開(kāi)關(guān)給外凹型線(xiàn)圈、輔線(xiàn)圈模塊放電，在線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生脈沖電流，在成形工件中產(chǎn)生感應(yīng)渦流，脈沖電流與感應(yīng)渦流之間相互作用產(chǎn)生軸向電磁力與徑向電磁力，驅(qū)動(dòng)成形工件以軸向壓縮和徑向脹形的方式發(fā)生變形，完成成形工件電磁脹形加工。

如圖4（b）、4（c），兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的凹型線(xiàn)圈柔性電磁力加載式金屬管件電磁壓縮具體實(shí)施方案：

采用2平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)輔線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈1，采用6平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制兩個(gè)輔線(xiàn)圈模塊線(xiàn)圈子線(xiàn)圈2，采用2平方毫米截面導(dǎo)線(xiàn)繞制一個(gè)內(nèi)凹型線(xiàn)圈。按照?qǐng)D4（b）所示組裝內(nèi)凹型線(xiàn)圈、輔線(xiàn)圈模塊及成形工件。按照?qǐng)D4（c）所示連接兩側(cè)同時(shí)設(shè)置輔線(xiàn)圈模塊的凹型線(xiàn)圈柔性電磁力加載式金屬管件電磁壓縮裝置，即依次串聯(lián)電容器電源、串聯(lián)放電開(kāi)關(guān)、正串第一輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串內(nèi)凹型線(xiàn)圈、正串第一輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈、正串第二輔線(xiàn)圈模塊子線(xiàn)圈。給電容器電源充電，通過(guò)放電開(kāi)關(guān)給內(nèi)凹型線(xiàn)圈、輔線(xiàn)圈模塊放電，在線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生脈沖電流，在成形工件中產(chǎn)生感應(yīng)渦流，脈沖電流與感應(yīng)渦流之間相互作用產(chǎn)生軸向電磁力與徑向電磁力，驅(qū)動(dòng)成形工件以軸向壓縮和徑向壓縮的方式發(fā)生變形，完成成形工件電磁壓縮加工。

本發(fā)明工作過(guò)程和工作原理為：

本發(fā)明所提供了一種柔性電磁力加載式金屬管件電磁成形方法，通過(guò)離散驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈實(shí)現(xiàn)脈沖電流加載形式的可控；通過(guò)在不同驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈施加不同脈沖電流密度實(shí)現(xiàn)徑向電磁力和軸向電磁力的可控；為達(dá)到徑向電磁力更為均勻的目的，通常在驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈中部設(shè)置較小脈沖電流密度、在驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈端部設(shè)置較大的脈沖電流密度。本發(fā)明還提供了實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置，根據(jù)工件成形性質(zhì)的不同，可將其分為柔性電磁力加載式金屬管件電磁脹形和柔性電磁力加載式金屬管件電磁壓縮；主要包括電容器電源、主線(xiàn)圈模塊、輔線(xiàn)圈模塊、柔性線(xiàn)圈模塊、放電開(kāi)關(guān)、成形工件等。驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈采用分區(qū)域模塊化，主要包括主線(xiàn)圈模塊、輔線(xiàn)圈模塊及柔性線(xiàn)圈模塊；柔性線(xiàn)圈模塊包括多個(gè)子線(xiàn)圈在軸向和徑向雙向分布式排列，且軸向排列的子線(xiàn)圈數(shù)量不少于3個(gè)。此外，柔性電磁力加載式金屬管件電磁成形裝置的主線(xiàn)圈模塊及柔性線(xiàn)圈模塊可集成為一凹型線(xiàn)圈。

本發(fā)明所提供的一種柔性電磁力加載式金屬管件電磁成形裝置，可消除或減小徑向電磁力端部效應(yīng)，使工件變形更加均勻，提高工件成形性能。

通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的未盡事宜，屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)。