用于从平面板脉冲成形盘形物的方法和设备技术

一种用于成形大体上平面金属板为具有三维图形的盘形物的设备，包括：模具，所说模具具有其外形对应于所说三维图形的成形表面，并且具有对应于盘形物的边界的边缘，这些边缘由基本上垂直于成形平面的侧壁确定；成形装置，所说成形装置包括一个流体盆和在流体中的多对放电部件，所说成形装置具有一个面对模具的开口，以便允许压力波从流体传送到金属板；以及放电电路，用于通过多对放电部件放电来产生短而强的电流，在流体内产生电火花或击穿，从而形成等离子体、蒸汽、或两者。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般来说涉及成形领域，提供用于成形的设备和方法。本专利技术具体来说涉及其中的成形力是通过电脉冲快速放电产生的设备。金属具有一定塑性，因此，一种形状的金属工件经常可成形为另一种形状。例如，通过使用一台机械式的压力机可以将金属板成形和切割成许多的期望形状。这样一种压制方法就需要极昂贵的大型设备，才能获得必要的压力，获得所期望的最终的工件。PMF是通过脉冲磁场使金属工件或其一部分快速移动因而可使工件变形的的一种方法。PMF方法的一个优点是这种方法的能耗最小，因此根本不需或只需极少对工件加热。此外，这种方法没有留下加工痕迹的缺点，许多其它技术有这种缺点。PMF方法使用一个或多个放电电容器，一个成形线圈，并且通常使用一个磁场整形器，用于产生一个瞬时的强磁场。按PMF方法产生的极强磁场是存储在电容器中的电能通过成形线圈迅速释放的结果。在工件中感应出来的最终的涡流在工件和成形线圈之间产生磁性排斥，使工件变形。在美国专利3654787、3961739、4170887、4531393、4807731、5353617、5442846和PCT申请出版物WO97/22426中可以找到有关用PMF方法加工金属工件的现有技术的方法和设备的
技术介绍
。脉冲放电成形(PDF)是利用通过一种流体放电产生的电火花或击穿的一种方法，这种流体是可以产生等离子体和/或形成蒸汽的特殊液体，这种电火花或击穿将在液体内产生冲击波。PDF方法已经用于大量的需要产生一个突发的压力波来实施加工的过程，例如岩石爆破等。当从平面金属板成形为有一定形状的金属工件时，经常必须作的两件事一是将板成形为期望的三维图式形状，二是修整边缘以确定成形的金属工件的边界。本专利技术的一个目的是提供一种设备和方法，用于使金属板成形为具有期望的三维图式形状的盘形物。在流体盆中形成等离子体或蒸汽，将产生冲击金属板的压力波，使金属板变形，并且通过模具呈现三维图形。在此过程中，沿模具的所说边缘对于周边部分进行了剪切。在流体盆中的流体最好是液体，特别是一种水性溶液。按照本专利技术的另一个方面，提供一种用于成形大体上平面金属板为具有三维图形的盘形物的方法，该方法包括如下步骤(a)提供一个模具，所说模具具有其外形对应于所说三维图形的成形表面，并且具有对应于盘形物的边界的边缘，这些边缘由基本上垂直于成形平面的侧壁确定；(b)把金属板放在模具的成形表面上；(c)提供一个成形装置，所说成形装置包括流体盆和在流体中的多对放电部件，所说成形装置具有一个面对模具的开口，多对放电部件连接到放电电路；和(d)促使所说放电电路放电，产生通过每一对放电部件的强电流短脉冲，在流体内产生电火花或击穿，在所说流体盆内产生压力波，这个压力波冲击靠在所说模具上的金属板并使其变形。可以理解，步骤(a)、(b)、(c)的顺序是可以改变的，例如改变成如下的顺序(a)-(c)-(b)或(c)-(b)-(a)或(c)-(b)-(a)等。按照本专利技术的一个实施例，盘形物有一个中凹的凹陷部分，用作盘形物的中凹部分的型板。在这种情况下的模具的周边部分基本上为平面形，因此确定了这个盘形物的裙部。模具的周边部分还可以包括凹陷部分，例如环形的凹陷部分，于是确定了盘形物的裙部的图形。这种盘形物的一个非限制性实例是企图用作天线的盘形物，例如卫星盘形天线。电流通过多对放电部件脉冲放电的结果，促使各部分金属板极其快速移动，或者产生成形或者产生剪切。在快速移动的金属表面移动进入凹陷部分的地方，仍旧存在在凹陷部分内的任何气体都可能阻碍这种移动，妨碍获得由模具确定的所期望形状，在凹陷部分很大的情况下，例如，在上述实施例的中凹的凹陷部分，这尤其成为问题。因此，按照本专利技术的一个优选的实施例，提供气体导管，以便让气体从模具中的一个或多个凹陷部分流走。优选地，将这些导管连接到一个真空源，借此在产生脉冲磁力之前排走所有的气体。按照本专利技术的一个实施例，将金属板直接放在流体盆的开口处。按照本专利技术的另一个实施例，流体盆的开口用一个柔性壁密封，这个柔性壁可以将冲击波传送到金属板。按照本专利技术的一个实施例，该设备包括一个平面形的成形线圈部件，对于平面形成形线圈部件进行配置以确定一个围绕流体盆的开口的框架，用于使板的周边部分变形。将这样一种线圈部件连接到放电电路，以便通过这个线圈部件产生强电流放电。例如，线圈部件可定位在模具边缘的对面。按照本专利技术的一个实施例，每一对放电部件都由一对流体盆内的电极组成。按照本专利技术的另一个实施例，每一对放电部件都由一个同轴电极的两个极组成。按照本专利技术的下一个实施例，这个放电部件对由流体盆的壁和一个电极组成，因此放电在这个电极和所说的壁之间发生。该设备可以包括任何数目的放电部件对。例如，该设备包括的放电部件对的数目可以是2、3、4、6、8、等。在多个放电部件对的情况下，所有的放电部件对都连接到同一个放电电路，在这种情况下放电电流同时通过所有的电极；或者，按另一种方式，每个放电部件对都连接到不同的放电电路。在后一种情况下，通过所有的放电部件对的放电可以是同时的，或者，优选地，对于放电定时，以得到预定的放电顺序。可以理解，所产生的冲击金属板的压力波在板的不同部分产生不同的作用力。为了在位于开口处板的整个表面上产生基本上均匀的力，分布在整个流体盆上的一系列放电部件对在流体中可以基本上同时地放电。其结果是，一系列压力波或一个基本上均匀的压力波前，在整个所说的部分上产生了基本上均匀的成形力，所说的压力波前是冲击金属板的各个压力波的组合。然而，经常发生的情况是，期望依次在板的不同部分上施加成形力。按照本专利技术的一个实施例可以实现这一要求，即为多个放电部件对中的每一个提供单独地放电电路，然后依次通过不同的放电部件对产生放电电流脉冲。按照本专利技术的另一个其它方面，本专利技术进一步提供一个成形力产生装置，它包括其中设有放电部件的一个流体盆，放电部件连接到放电电路，以便通过放电部件产生快速和强大的放电电流，在各对放电部件之间产生电火花或击穿，在流体内产生压力冲击波；其特征在于放电电路包括一个电容器组，电容器组的一个极连接到这种放电部件对的至少一个放电部件上，电容器组的另一个极连接到电源的一个极并且连接到放电开关的一个极；放电开关的另一个极连接到所说这对放电部件对的另一个放电部件上，并且连接到所说电源的另一个极上。上述的成形力产生装置例如可以用作任何一个上述设备中的成形装置。下面，参照附图以非限制性的方式描述本专利技术。特定实施例的详细描述首先参照附附图说明图1，其中表示用标号10总体表示的一个设备，设备10包括模具12和成形力产生装置14，在它们之间夹持一块金属板16。模具12有大体上圆形的成形表面18，成形表面18的边缘20由直壁22确定，直壁22有一个中间为拱顶形的凹陷部分24和一个环形槽26。可以理解，确定在设备中要成形的盘形物的形状的模具的这种具体形状只是一个例子，模具可以采取各种其它形状。例如，模具可以有完全矩形形状，可以有不同种类的凹陷部分来形成具有不同三维图形的盘形物，等。于是，具体说明的实施例不会降低这里定义的本专利技术的普遍性。在模具12中形成多个导管28，导管从凹陷部分24引到一个真空源(未示出)，真空源从凹陷部分24抽吸空气(在图2中用箭头表示)。模具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于成形大体上平面金属板为具有三维图形的盘形物的设备，该设备包括：模具，所说模具具有其外形对应于所说三维图形的成形表面，并且具有对应于盘形物的边界的边缘，这些边缘由基本上垂直于成形平面的侧壁确定；成形装置，所说成形装置包括流体盆 和在流体中的多对放电部件，所说成形装置具有面对模具的开口，以便允许压力波从流体传送到金属板；和放电电路，用于通过多对放电部件放电来产生短而强的电流，在流体内产生电火花或击穿，从而形成等离子体、蒸汽、或两者均有。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：奥伦加福里，尤里利夫希茨，
申请(专利权)人：普尔萨焊接有限公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]