專利名稱：利用脈沖式磁力將平板制成碟的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般屬于脈沖式磁力成形(PMF)領(lǐng)域，并為此種成形提供了一套設(shè)備和方法。特別是，本發(fā)明涉及將平板制成碟形的PMF工藝。
金屬具有一定的柔韌性，相應(yīng)的，有時(shí)金屬工件也能由一種形狀變成另一種形狀。例如，利用機(jī)械沖壓機(jī)，可對金屬板進(jìn)行加工和切割使之形成各種各樣的想要的形狀。為了得到必需的壓力以形成想要的最終物品，該沖壓法要求有一套非常昂貴的大型設(shè)備。
PMF是這樣一種加工方法，受脈沖式磁場作用，金屬工件或者其中的某一部分快速運(yùn)動，使工件變形。PMF加工方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是加工過程中能量損失最小，從而不需要加熱金屬制品，或者加熱量很小。此外，采用其他成形技術(shù)往往會留下工具的痕跡，而該加工方法就沒有這個(gè)缺點(diǎn)。PMF加工方法采用一個(gè)或者一組放電電容器，一個(gè)成形線圈，常常還會有一個(gè)磁場成形器來形成瞬變的強(qiáng)磁場。PMF加工方法中所形成的強(qiáng)度非常大的磁場，是儲存在電容器中的電能通過成形線圈快速放出的結(jié)果。在工件中感應(yīng)產(chǎn)生的渦流在金屬制品和成形線圈之間形成了一種磁性排斥作用，使金屬制品變形。
有關(guān)以前利用PMF加工方法加工金屬制品的技術(shù)設(shè)備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申請公開No.WO97/22426中找到。
將一塊平面的金屬平板加工成特定形狀的金屬物體，有時(shí)既有必要為了獲得一個(gè)想要的三維模型來加工一塊平板，也有必要修整其邊緣從而確定加工后的金屬件的邊界。
本發(fā)明的一個(gè)目的就在于提供一種將金屬平板變形為有著想得到的三維模型和形狀的碟的PMF成形設(shè)備和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)方面就是，提供一套電磁成形設(shè)備，可將原本為平面的金屬平板變形成為有著想得到的三維形狀的碟。它在利用平板來制作人造衛(wèi)星的碟形天線的加工過程中的應(yīng)用就是一個(gè)非限制性的典型例子。
依照一個(gè)實(shí)施方案，該設(shè)備包括模具，其成形表面的輪廓和所述三維模型形狀相同，其邊緣和碟的邊界相對應(yīng)，而邊緣是通過基本上垂直于成形表面的側(cè)壁來確定的；成形線圈裝置，與所述成形表面相對立并且最接近成形表面，并且周邊延伸到所述邊界；平板，界于成形線圈和所述成形表面之間；以及放電回路，放電產(chǎn)生一個(gè)短的強(qiáng)電流脈沖通過成形線圈形成脈沖磁力成形(PMF)力使所述平板變形。
依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，成形線圈由單一線圈構(gòu)件組成。而依照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，成形線圈可包括一組有兩個(gè)或兩個(gè)以上的構(gòu)件陣列。由兩個(gè)或兩個(gè)以上的線圈構(gòu)件組成的成形線圈中的構(gòu)件一般是同心的。根據(jù)該實(shí)施方案設(shè)備的組成包括模具，其成形表面的輪廓和所述三維模型形狀相同；成形線圈裝置，與所述成形表面相對立并且最接近所述成形表面，其組成包括兩個(gè)或更多的線圈構(gòu)件；平板界于成形線圈和所述成形表面之間；以及放電回路，由兩個(gè)或兩個(gè)以上的放電回路組成，每個(gè)線圈構(gòu)件與一個(gè)回路相連，放電所產(chǎn)生短的強(qiáng)電流脈沖通過成形線圈形成脈沖式磁力成形(PMF)力使所述平板變形。
在由兩個(gè)或兩個(gè)以上的線圈構(gòu)件組成的成形線圈的場合，放電回路可以定時(shí)發(fā)出電流脈沖同時(shí)通過所有的線圈構(gòu)件；或者更優(yōu)越地，可以根據(jù)事先決定的放電順序來安排放電時(shí)間。例如，在由幾個(gè)同心的線圈構(gòu)件組成的成形線圈的例子中，放電的順序可以是這樣的，由中心線圈向外圍線圈擴(kuò)展；或是反方向，即從外圍線圈向中心擴(kuò)展；或者依據(jù)某個(gè)想得到的三維模型設(shè)計(jì)的其他放電順序。
依照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，成形線圈的組成包括一個(gè)或更多的線圈構(gòu)件，這些構(gòu)件能夠沿著基本上垂直于金屬平板所確定平面的軸線移動。此實(shí)施方案的設(shè)備的組成包括模具，其成形表面的輪廓和所述三維模型形狀相同；成形線圈裝置，由一個(gè)或更多的線圈構(gòu)件組成，可以沿著基本上垂直于金屬平板所確定平面的軸線移動；放電回路，由兩個(gè)或兩個(gè)以上的放電回路組成，每個(gè)回路與一個(gè)線圈構(gòu)件相連，放電所產(chǎn)生短的強(qiáng)電流脈沖通過成形線圈形成脈沖磁力成形(PMF)力使所述平板變形。
依照本實(shí)施方案的設(shè)備中的成形線圈的特點(diǎn)，就是由可分別沿著所述軸線移動的兩個(gè)或更多的線圈構(gòu)件組成。平板的變形過程可能由兩個(gè)或更多的步驟組成。首先定位于初始位置，利用PMF力使平板發(fā)生部分變形，然后移動線圈構(gòu)件到與經(jīng)過初步變形的平板的移動相對應(yīng)的軸線位置。接著，再次發(fā)出PMF脈沖使平板進(jìn)一步變形，本步驟可以重復(fù)進(jìn)行直至形成最后的形狀。
依照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，成形線圈裝置的構(gòu)成可以包括一個(gè)或更多的線圈構(gòu)件，其大小僅覆蓋要進(jìn)行成形加工的平板的一部分。依照該實(shí)施方案的設(shè)備的組成包括模具，其成形表面的輪廓和所述三維模型形狀相同；成形線圈裝置，與所述成形表面相對立并且最接近成形表面，其組成包括一個(gè)或更多的線圈構(gòu)件，其大小僅覆蓋了要進(jìn)行成形加工的平板的一部分，而這一個(gè)或更多的線圈構(gòu)件可在平行于平板所確定的平面的平面移動；放電回路，放電產(chǎn)生短的強(qiáng)電流脈沖通過成形線圈形成脈沖式磁力成形(PMF)力使所述平板變形。
依照該實(shí)施方案，首先將成形線圈構(gòu)件放置在一個(gè)起始位置，產(chǎn)生PMF脈沖使平板對著構(gòu)件的部分發(fā)生局部變形，然后將成形線圈構(gòu)件移動到另一個(gè)位置和下一個(gè)PMF脈沖加工的平板的另一個(gè)部分相對。重復(fù)這些步驟直至整個(gè)平板變形形成所述三維模型。
模具，按照一個(gè)實(shí)施方案，其組成包括一個(gè)或更多的與所述三維模型形狀相對應(yīng)的凹窩。通常，依照該實(shí)施方案，模具有一個(gè)中心凹陷部分，確定碟的中心凹陷部分，并作為其模板。在變形過程中，平板的各部分將快速移動到凹陷部分，而模具中保留的氣體，如空氣，會阻礙移動，從而無法形成想得到的三維模型。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，設(shè)置氣體排放導(dǎo)管使成形過程中凹陷處的氣體能夠排出。為了排除凹陷處的氣體，這些導(dǎo)管可以與一個(gè)真空源相連。
依照另一個(gè)實(shí)施方案，成形表面的構(gòu)成包括確定所述三維模型的凸出。依照本發(fā)明的一個(gè)另外的實(shí)施方案，成形表面的構(gòu)成包括至少一個(gè)凹陷和至少一個(gè)凸出，它們共同確定所述三維模型。
依照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種電磁成形方法，可使一般平面的金屬平板變形為有著一個(gè)三維模型形狀的碟。依照其中的一個(gè)實(shí)施方案，該方法的組成包括(a)提供一個(gè)模具，其成形表面的輪廓和所述三維模型形狀相同，其邊緣和碟的邊界相對應(yīng)，該邊緣是通過基本上垂直于成形表面的側(cè)壁來確定的。
(b)把金屬平板放置在模具的成形表面上方；(c)提供一套與放電回路相連的成形線圈裝置，把它放置在金屬平板的上方，成形線圈延伸超過所述成形表面的邊界；(d)放電產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)電流短脈沖通過所述線圈沿著所述邊界來剪切平板并且對所述平板的其他部分產(chǎn)生力作用以確保形成所述模具所確定的形狀，從而得到所述碟。
依照另一個(gè)實(shí)施方案，方法的組成包括(a)提供一個(gè)模具，其成形表面的輪廓和所述三維模型形狀相同，其邊緣和碟的邊界相對應(yīng)，該邊緣是通過基本上垂直于成形表面的側(cè)壁來確定的。
(b)把金屬平板放置在模具的成形表面之上；(c)提供一套與放電回路相連的成形線圈裝置，把它放置在金屬平板之上；(d)通過所述兩個(gè)或多個(gè)線圈放電產(chǎn)生強(qiáng)電流短脈沖使平板變形。
依照另一個(gè)實(shí)施方案，方法的組成包括(a)提供一個(gè)模具，其成形表面的輪廓和所述三維模型形狀相同；(b)把金屬平板放置在模具的成形表面之上；(c)提供一套成形線圈裝置，其構(gòu)成包括兩個(gè)或更多的成形線圈構(gòu)件，每個(gè)構(gòu)件均與一個(gè)放電回路相連，并把它放置在金屬平板之上；(d)放電產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)電流短脈沖通過所述兩個(gè)或更多的線圈構(gòu)件，使所述金屬平板變形；(e)沿著所述軸線移動所述線圈構(gòu)件到一個(gè)與變形后的平板的形狀相對應(yīng)的位置，重復(fù)步驟(d)；(f)重復(fù)步驟(e)，直至形成所述三維模型形狀。
依照本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施方案，方法的組成包括(a)提供一個(gè)模具，其成形表面的輪廓和所述三維模型形狀相同；(b)把金屬平板放置在模具的成形表面之上；(c)提供一套成形線圈裝置，其構(gòu)成包括一個(gè)或更多的成形線圈構(gòu)件，其大小僅覆蓋要進(jìn)行成形加工的平板的一部分，而這一個(gè)或更多的線圈構(gòu)件可在平行于平板所確定的平面的平面移動，把成形線圈裝置放置在金屬平板之上；(d)放電產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)電流短脈沖通過所述線圈使所述金屬平板對著所述成形表面的部分變形；(e)橫向移動所述成形線圈裝置，并重復(fù)步驟(d)；
(f)重復(fù)步驟(e)，直至得到所述三維模型。
下面將通過介紹附圖中所描述的一些非限制性具體實(shí)施方案來對本專利進(jìn)行說明。
附圖簡介

圖1是依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，在加工金屬平板之前，通過成形設(shè)備的一個(gè)橫截面的示意圖。
圖2是圖1中設(shè)備的線圈的頂視圖。
圖3是成形過程的示意圖。
圖4是經(jīng)過采用圖1中設(shè)備利用所述技術(shù)加工成形后的碟的橫截面示意圖。
圖5A是依照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的成形設(shè)備的一個(gè)橫截面示意圖。
圖5B顯示了圖5A中的設(shè)備在碟成形后的情況。
圖6是依照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中的成形線圈裝置的頂視圖，該裝置的組成包括一組三個(gè)成形線圈構(gòu)件。
圖7是依照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中的成形線圈裝置的頂視圖，該裝置的組成包括三個(gè)線圈構(gòu)件，每個(gè)構(gòu)件分別由若干個(gè)繞組構(gòu)成。
圖8A—8C是依照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，是成形線圈裝置的橫截面示意圖，該裝置的線圈構(gòu)件數(shù)目較多(在該具體實(shí)施方案中有3個(gè))，每個(gè)構(gòu)件分別與不同的放電回路相連。圖8A—8C說明了設(shè)備在變形過程中各步驟中的情況。
圖9A—9C是依照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，是成形線圈裝置的橫截面示意圖，該裝置的線圈構(gòu)件數(shù)目較多(在該具體實(shí)施方案中有3個(gè))，每個(gè)構(gòu)件均可單獨(dú)沿著垂直于平板所確定的平面的軸線移動。圖9A—9C說明了設(shè)備在變形過程中各步驟中的情況。
圖10A和圖10B是依照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中的設(shè)備在碟成形過程中的起始階段(圖10A)和最終階段(圖10B)的情況。
圖11示出本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案中的設(shè)備，其中模具的形狀是不對稱的。
圖12A—12B是通過本發(fā)明的一套設(shè)備的橫截面示意圖，其中的線圈構(gòu)件可在平行于平板所確定的平面的平面移動。圖12A—12C顯示了在碟成形過程中三個(gè)連續(xù)步驟中設(shè)備的情況。
具體實(shí)施方案的詳細(xì)說明首先參考圖1進(jìn)行說明，圖1示出的是一套總的以10標(biāo)出的設(shè)備，其組成包括模具12，成形線圈組件14，金屬平板16夾裝在兩者之間。
模具12有成形表面18，一般為圓形，有邊緣20，其邊緣由右上側(cè)壁22來確定。側(cè)壁上有穹頂狀的中心凹陷24和環(huán)形凹槽26。可以理解，模具的形狀確定出將在設(shè)備中加工成形的碟的形狀，其具體形狀只是個(gè)例子，它也可以采用許多其他形狀。舉例來說，模具的形狀也可以完全是矩形，可以有不同種類的凹陷以形成具有不同三維模型的碟，等等。因此，所列舉的具體實(shí)施方案不會破壞在此確定的本發(fā)明的一般性。
模具12中還裝有許多導(dǎo)管28，將凹陷24與真空源(未畫出)相連，導(dǎo)管將氣體從凹陷中吸出(圖3中用箭頭30表示)。
模具12被一個(gè)環(huán)形構(gòu)件32所環(huán)繞，構(gòu)件的上表面34，下邊緣20，還有經(jīng)過倒角的內(nèi)緣部分36，用來接收和容納剪切下來的廢料(見下文)。
線圈組件14由線圈40組成，嵌在支撐塊42底部所形成的空間41里。支撐塊42適宜用非金屬材料制成。線圈40應(yīng)該與周圍的金屬物體絕緣，特別是金屬板16，為此，空間41將填滿電絕緣材料，或者是線圈40可以覆蓋上一層電絕緣材料。
線圈40與放電回路50電連接，回路中包括電容器組52和大電流快速放電開關(guān)54，兩者本身都是公知的。此類放電開關(guān)的一個(gè)例子就是可控真空放電器，如以色列專利申請No.119826及其在PCT申請No.PCT/IL97/00383的相應(yīng)部分公布的那樣，開關(guān)54由控制回路55控制。
金屬平板16大致是平面，而且有邊緣，這樣它可以延伸超過模具12的邊緣20。
在操作過程中，如圖3所示，開關(guān)54閉合，籍此電流快速放出通過線圈40產(chǎn)生脈沖式磁力，迫使平板16各部分快速地移動疊置在凹陷24和環(huán)形凹槽26上的各部分發(fā)生形變，從而呈現(xiàn)由此而確定的三維模型形狀，平板16的外圍邊緣部分60被剪切下來落在模具12的外圍邊緣20上。因此，碟62，如圖4所示，有一個(gè)中心凹陷64，帶環(huán)形凹槽68的邊裙66就形成了。這種碟可用作，例如，天線，特別是用于衛(wèi)星通訊方面。環(huán)形構(gòu)件32可以向上推以便將被剪切下來的部分60處理掉。
現(xiàn)在對圖5A—5B進(jìn)行說明，這些圖說明的是依照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的設(shè)備，總的以80標(biāo)記。設(shè)備的組成包括模具82和成形線圈組件84，金屬平板86裝在它們之間，還有放電回路88。圖5A和5B中的設(shè)備80和圖1中的設(shè)備10的主要差別在于模具，而不在于是凹還是凸。另外，設(shè)備的操作在本質(zhì)上和圖1和3的說明中介紹的一樣。圖5B，表示的是平板86經(jīng)過成形加工之變成碟90后的設(shè)備。因?yàn)閺谋举|(zhì)上來說，工序和圖1-3說明中所描述的相同，所以不再重復(fù)介紹，讀者可以參考上文中的描述。
圖6表示的是依照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的設(shè)備。在這個(gè)實(shí)施方案中，成形線圈裝置100由一組3個(gè)成形線圈構(gòu)件102，104和106組成的。放電回路110的組成包括電容器組112，在控制器120控制下的3個(gè)大電流快速放電開關(guān)114，116和118，每個(gè)開關(guān)分別與線圈構(gòu)件102，104和106中的一個(gè)相連，還有電阻器122，124和126。這樣一個(gè)回路允許快速電流脈沖以所需的操作順序分別獨(dú)立地通過線圈構(gòu)件102，104和106中的每一個(gè)構(gòu)件放電。例如，在由3個(gè)同心線圈構(gòu)件構(gòu)成線圈裝置的例子中，放電的模式可以是從電流放電通過中心線圈102開始，接著通過線圈104，最后通過線圈構(gòu)件106。
應(yīng)該理解，圖6中所介紹的3個(gè)線圈構(gòu)件組合只是一個(gè)例子，而這個(gè)組合可以由任意想得到的數(shù)目的線圈構(gòu)件組成，例如2到10個(gè)。
還應(yīng)該理解，圖6中所示的放電回路只是一個(gè)例子，并且有序放電可以采用多種不同回路通過不同線圈構(gòu)件實(shí)現(xiàn)。
圖7中，簡單說明了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的成形線圈裝置130。成形線圈裝置130的組成包括3個(gè)線圈構(gòu)件132，134和136，每個(gè)構(gòu)件均由若干個(gè)線圈繞組組成。在這個(gè)例子中，每個(gè)線圈構(gòu)件有兩個(gè)線圈繞組，盡管這只是個(gè)例子，而每個(gè)線圈構(gòu)件中的繞組的數(shù)目可以是任意決定的，特別是在2到20之間。每個(gè)線圈構(gòu)件的線圈和放電/控制回路138相連。
圖8A—8C介紹的是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的設(shè)備。在本質(zhì)上，該設(shè)備和圖1中所介紹的設(shè)備是相似的，主要的差別在于成形線圈裝置150，它由多個(gè)線圈構(gòu)件(3個(gè)-152，154，156，如圖所示，盡管應(yīng)該理解到成形線圈裝置可以由任意其他數(shù)目的獨(dú)立線圈構(gòu)件組成)。成形線圈裝置150由支撐板160支撐。每一個(gè)構(gòu)件152，154及156和相應(yīng)的放電回路162，164和166相連，全部都在控制器168的控制之下。
在這個(gè)具體實(shí)施方案中，放電回路162，164和166定時(shí)順序地放電產(chǎn)生快速的強(qiáng)電流脈沖，從中心構(gòu)件156(圖8A)開始，橫向擴(kuò)展(如箭頭170所示)，放電通過線圈構(gòu)件154(圖8B)，最后是線圈構(gòu)件152(圖8C)形成具有模具174所確定的三維模型形狀的碟172。
圖9A—9C介紹的是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的設(shè)備180。該設(shè)備的組成包括，模具182，其凹陷184確定了平板186變形所形成的碟的三維模型形狀，平板186和外圍支撐壁188相連。
成形線圈190，由多個(gè)線圈構(gòu)件組成，這個(gè)具體實(shí)施方案中有3個(gè)-192，194和196。每個(gè)線圈構(gòu)件都可以沿著垂直于平板所確定平面的軸線移動，分別由相連的可移動的支撐塊202，204和206支撐。與圖8A—8C所示實(shí)施方案相似，每個(gè)線圈構(gòu)件與不同的放電回路212，214和216相連，受控制器218的控制。
圖9A說明的是，伴隨著PMF電流放電通過線圈構(gòu)件192，然后通過線圈構(gòu)件194和196使平板發(fā)生最初的變形后的設(shè)備，藉此得到部分變形的平板186，如圖9B所示。然后線圈構(gòu)件可沿著軸線朝著變形的平板移動，以使每個(gè)構(gòu)件到達(dá)一個(gè)更接近于平板的位置，接著PMF又一次有序地放電通過不同線圈構(gòu)件，和前文所述相似。如此重復(fù)，平板完全變形而形成碟224(圖9C)。
圖10A和圖10B介紹的是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的設(shè)備，總體以230標(biāo)記。該設(shè)備的組成包括模具232，上有凹陷234，和支撐板236。成形線圈裝置，總體標(biāo)記為240，由若干線圈構(gòu)件組成，共有3個(gè)-242，244和246，如本具體實(shí)施方案所示，由支撐塊250支撐。不同的構(gòu)件是這樣進(jìn)行空間排列的，它們通常會遵循對應(yīng)于凹陷234的輪廓。該例子中的變形過程是通過PMF電流依一定順序放電通過一個(gè)或更多的線圈組件，然后沿著如箭頭252所示的軸線方向移動整塊線圈構(gòu)件，直至平板236最終變形為碟254。
圖11解釋了一套本質(zhì)上和圖10A所示實(shí)施方案相似的設(shè)備260，但是，與對稱的凹陷264不同的是，模具262中的凹陷264是不對稱的。相應(yīng)的，在支撐塊280的支撐下，每個(gè)線圈構(gòu)件272，274和276的空間位置，有一個(gè)與凹陷264的輪廓相對應(yīng)的一般空間位置。
圖10A，10B和11，為了描述的簡潔性，都省略了電子回路。
現(xiàn)在將介紹圖12A—21C，其中說明的是依照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的設(shè)備290。這套設(shè)備的組成包括模具292，上有凹陷294，支撐塊296與成形線圈裝置298相連。成形線圈裝置298包含線圈300，可以水平移動，如箭頭302所示。應(yīng)該注意的是，原則上，成形線圈裝置298也可以沿著垂直于金屬平板所在平面的軸線移動。
成形線圈裝置設(shè)置在平板304的一個(gè)部分的上方，PMF電流流過線圈(放電回路沒有畫出)，然后線圈裝置被移到另一個(gè)位置，再放電產(chǎn)生PMF電流，再移動，如此反復(fù)直至整個(gè)平板變形成為碟306。
權(quán)利要求
1．一種電磁成形設(shè)備，可使基本上為平面的金屬平板變形為有著三維模型形狀的碟，其組成包括模具，其成形表面的輪廓和所述三維模型形狀相同，其邊緣和碟的邊界相對應(yīng)，邊緣是通過本來垂直于成形表面的側(cè)壁來確定的；成形線圈裝置，與所述成形表面相對并且最接近成形表面，并且延伸到所述邊界之外；平板界于成形線圈和所述成形表面之間；放電回路，放電產(chǎn)生短的強(qiáng)電流脈沖，通過成形線圈形成脈沖式磁力成形(PMF)力使所述平板變形。
2．如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述成形表面的構(gòu)成包括一個(gè)或更多與所述三維模型形狀相對應(yīng)的凹陷。
3．如權(quán)利要求2的設(shè)備，其中，所述模具的成形表面有一個(gè)中心凹陷位置，確定出碟的中心凹陷部分，并起到了模板作用。
4．如權(quán)利要求3的設(shè)備，其中，所述中心凹陷擁有排放氣體的導(dǎo)管。
5．如權(quán)利要求4的設(shè)備，其中，所述導(dǎo)管與用于去除凹陷處的氣體的真空源相連。
6．如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述成形表面的構(gòu)成包括確定所述三維模型形狀的凸起。
7．如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述成形表面的構(gòu)成包括至少一個(gè)凹陷和至少一個(gè)凸出，確定所述三維模型形狀。
8．如上述任一權(quán)利要求中的設(shè)備，具有中心凹陷部分和外緣的裙部。
9．如權(quán)利要求8的設(shè)備，其中，成形表面輪廓包括形成碟邊緣裙部所需的周邊環(huán)形凹槽。
10．如權(quán)利要求9的設(shè)備，其中，成形線圈裝置的構(gòu)成包括兩個(gè)或更多的線圈構(gòu)件，每個(gè)均與單獨(dú)的放電回路相連。
11．如上述任一權(quán)利要求中所述的設(shè)備，其中，線圈裝置有一個(gè)或更多的成形線圈構(gòu)件，均可沿著基本上垂直于金屬平板所確定的平面的軸線移動。
12．如權(quán)利要求11的設(shè)備，其中，線圈裝置的構(gòu)成包括兩個(gè)或更多的構(gòu)件，可分別沿著所述軸線移動。
13．如權(quán)利要求12的設(shè)備，其中，在平板變形后，線圈構(gòu)件被移動到與變形后的平板的形狀相對應(yīng)的位置。
14．如權(quán)利要求12或13的設(shè)備，其中，線圈構(gòu)件是同心的。
15．如上述任意一條權(quán)利要求的設(shè)備，其中，成形線圈裝置的組成包括由組裝在一起的兩個(gè)或更多的線圈形成的線圈構(gòu)件。
16．一種電磁成形設(shè)備，使本來為平面的金屬平板變形為有著三維模型形狀的碟，其組成包括模具，其成形表面的輪廓和所述三維模型形狀相同；成形線圈裝置，與所述成形表面相對并且最接近成形表面，其組成包括兩個(gè)或更多的線圈構(gòu)件；平板界于成形線圈和所述成形表面之間；以及放電回路，由兩個(gè)或兩個(gè)以上的回路組成，每個(gè)回路各與一個(gè)線圈構(gòu)件相連，放電產(chǎn)生短的強(qiáng)電流脈沖，通過成形線圈形成脈沖式磁力成形(PMF)力使所述平板變形。
17．如權(quán)利要求16的設(shè)備，其中，經(jīng)相關(guān)裝置通過每個(gè)線圈構(gòu)件的放電是依照事先確定的放電順序進(jìn)行的。
18．如權(quán)利要求16或17的設(shè)備，其中，每個(gè)構(gòu)件都可以沿著基本上垂直于金屬平板所確定的平面的軸線移動。
19．如權(quán)利要求18的設(shè)備，其中，每一個(gè)所述構(gòu)件都可以單獨(dú)沿著所述軸線移動。
20．如權(quán)利要求19的設(shè)備，其中，在平板變形后，移動線圈構(gòu)件到一個(gè)對應(yīng)于變形后的平板形狀的位置。
21．如權(quán)利要求16—20中任一項(xiàng)中的設(shè)備，其中，線圈構(gòu)件是同心的。
22．如權(quán)利要求16—21中任一項(xiàng)中的設(shè)備，其中，所述裝置的構(gòu)成包括由組裝在一起的兩個(gè)或更多的線圈構(gòu)成的線圈構(gòu)件。
23．一種電磁成形設(shè)備，使本來為平面的金屬平板變形為有著三維模型形狀的碟，其組成包括模具，其成形表面的輪廓和所述三維模具形狀相同；成形線圈裝置，由一個(gè)或更多的線圈構(gòu)件組成，可沿著基本上垂直于金屬平板所確定平面的軸線移動；放電回路，由兩個(gè)或兩個(gè)以上的回路組成，該回路與每個(gè)線圈構(gòu)件相連，放電產(chǎn)生短的強(qiáng)電流脈沖，通過成形線圈形成脈沖式磁力成形(PMF)力使所述平板變形。
24．如權(quán)利要求23的設(shè)備，其中，成形線圈的構(gòu)成包括一組兩個(gè)或更多可以單獨(dú)沿著所述軸線移動的線圈構(gòu)件。
25．如權(quán)利要求23的設(shè)備，其中，經(jīng)連接裝置通過每個(gè)線圈構(gòu)件的放電是依照事先確定的放電順序進(jìn)行的。
26．如權(quán)利要求23或24的設(shè)備，其中，在平板變形后，移動線圈構(gòu)件到一個(gè)對應(yīng)于變形后的平板形狀的位置。
27．如權(quán)利要求23—25中任一項(xiàng)中所述的設(shè)備，其中線圈構(gòu)件是同心的。
28．一種電磁成形設(shè)備，使本來為平面的金屬平板變形為有著三維模型形狀的碟，其組成包括模具，其成形表面的輪廓和所述三維模具形狀相同；成形線圈裝置，與所述成形表面相對立并且最接近成形表面，其組成包括一個(gè)或更多的線圈構(gòu)件，其大小僅覆蓋了要加工的平板的一部分，而這一個(gè)或更多的線圈構(gòu)件可在與平板所確定的平面相平行的平面上移動；放電回路，放電產(chǎn)生短的強(qiáng)電流脈沖，通過成形線圈形成脈沖式磁力成形(PMF)力使所述平板變形。
29．一種電磁成形方法，可使大致為平面的金屬平板變形為具有三維模型的碟，其組成包括(a)提供模具，其成形表面的輪廓和所述三維模型形狀相同，其邊緣和碟的邊界相對應(yīng)，邊緣是通過本來垂直于成形表面的側(cè)壁來確定的；(b)把金屬平板放置在模具的成形表面之上；(c)提供一套與放電回路相連的成形線圈裝置，把它放置在金屬平板之上，成形線圈外伸超過所述成形表面的邊界；(d)放電產(chǎn)生強(qiáng)電流短脈沖，通過所述線圈沿著所述邊界來剪切平板并且對所述平板的其他部分產(chǎn)生力作用以確保形成所述模具所確定的形狀，從而得到所述碟。
30．如權(quán)利要求29的方法，其中，模具的成形表面中心凹陷，確定出碟的中心凹陷的部分，并作為碟的模板。
31．如權(quán)利要求30的方法，包括排除所述凹陷處的氣體。
32．如權(quán)利要求31的方法，包括采用真空源的方式來排除所述凹陷處的氣體。
33．如權(quán)利要求31或32中任一項(xiàng)中的方法，其中，碟成形后具有大致是平面的邊緣部分。
34．如權(quán)利要求33的方法，其中，邊緣部分是利用環(huán)形凹槽形成的。
35．一種電磁成形方法，可使一般平面的金屬平板變形為有著三維模型形狀的碟，包括(a)提供一個(gè)模具，其成形表面的輪廓和所述三維模具形狀相同；(b)把金屬平板放置在模具的成形表面之上；(c)提供一套成形線圈裝置，其構(gòu)成包括兩個(gè)或更多的成形線圈構(gòu)件，每個(gè)構(gòu)件均與一個(gè)放電回路相連，并把它放置在金屬平板的上方；(d)放電產(chǎn)生強(qiáng)電流短脈沖，通過所述兩個(gè)或更多的線圈構(gòu)件使所述金屬平板變形；(e)沿著所述軸線移動所述線圈構(gòu)件到一個(gè)與變形后的平板的形狀相對應(yīng)的位置，重復(fù)步驟(d)；(f)重復(fù)步驟(e)，直至形成所述三維模型形狀。
36．一種電磁成形方法，可使一般平面的金屬平板變形為有著三維模型形狀的碟，其組成包括(a)提供一個(gè)模具，其成形表面的輪廓和所述三維模型形狀相同；(b)把金屬平板放置在模具的成形表面之上；(c)提供一套成形線圈裝置，其構(gòu)成包括一個(gè)或更多的成形線圈構(gòu)件，其大小僅覆蓋了要加工的平板的一個(gè)部分，而這一個(gè)或更多的線圈構(gòu)件可在與平板所確定的平面相平行的平面上移動，把成形線圈裝置放置在金屬平板的上方；(d)放電產(chǎn)生強(qiáng)電流短脈沖，通過所述線圈使所述金屬平板對立于所述成形表面的部分變形；(e)橫向移動所述成形線圈裝置，并重復(fù)步驟(d)；(f)重復(fù)步驟(e)，直至得到所述三維模型形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供了一套電磁成形設(shè)備,可使基本上為平面的金屬平板變形為有著三維模型形狀的碟。該設(shè)備的組成包括模具,其成形表面的輪廓和所述三維模具形狀相同;成形線圈裝置;放電回路,放電產(chǎn)生短的強(qiáng)電流脈沖,通過成形線圈形成脈沖式磁性成形(PMF)力使所述平板變形。
文檔編號B21D26/14GK1284901SQ98813440
公開日2001年2月21日 申請日期1998年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月29日
發(fā)明者奧倫·加福里, 尤里·利夫希茨 申請人:普爾薩焊接有限公司